電機(jī)拖動(dòng)及其控制技術(shù)

前言

　　電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)及其控制技術(shù)是伴隨著19世紀(jì)第一次工業(yè)革命誕生的，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類可控電子器件在電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中的使用也越來越廣泛，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)也稱為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，按照電機(jī)的類型可以劃分為直流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、交流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)和各類控制電機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)逐漸向集成化、智能化發(fā)展，許多電力電子器件加入了集成電路的模塊或嵌入式系統(tǒng)，使電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)也步入了智能化的時(shí)代?！　碾妱?dòng)機(jī)及其控制的發(fā)展過程看，最早由于直流電動(dòng)機(jī)控制原理較為簡(jiǎn)單，可通過控制直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流和電樞電壓來控制其電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此具有較好的控制特性，因此直流拖動(dòng)系統(tǒng)從誕生至今一直在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，特別是近幾年直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)克服了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械換向所帶來的一系列缺點(diǎn)，而保留了直流電動(dòng)機(jī)控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，其控制系統(tǒng)在如空調(diào)、電動(dòng)自行車等行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，一直以來其應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，特別是隨著各類控制器的不斷技術(shù)革新、各類控制原理和手段的不斷完善使交流變頻調(diào)速系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展?！　”緯诮Y(jié)構(gòu)上分為三篇內(nèi)容?！　〉谝黄獌?nèi)容是直流電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)，共包括5章內(nèi)容，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)原理及其控制系統(tǒng)做了詳細(xì)的介紹。其中第二章介紹了直流電動(dòng)機(jī)的基本原理，包括直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、磁場(chǎng)、勵(lì)磁方式以及直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式。第三章介紹了直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性，包括其工作特性和機(jī)械特性，此外還介紹了直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)和選型。第四章主要介紹直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制，在介紹了常用電力電子開關(guān)器件的基礎(chǔ)上詳細(xì)講解了單相和三相晶閘管整流電路的原理以及直流.PWM變換器的基本控制原理。第五章主要講述直流電動(dòng)機(jī)控制和調(diào)速系統(tǒng)，包括直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速的基本方法，在此基礎(chǔ)上講解了直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制原理及方法。第六章主要通過兩個(gè)微機(jī)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)例來介紹直流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用，兩個(gè)系統(tǒng)均采用8051單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)電壓變換器的控制，電壓變換器采用晶閘管整流電路和PWM變換器，此類應(yīng)用是直流電動(dòng)機(jī)最為常用的控制手段。

內(nèi)容概要

本書分為直流電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)、交流電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)和控制電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)三篇。在每一篇內(nèi)容中對(duì)各類電動(dòng)機(jī)的基本原理、運(yùn)行原理、電動(dòng)機(jī)的控制元件、控制電路和控制方法做了全面介紹，并重點(diǎn)講解了各類電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)方法。本書注重電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用性，在基本理論講解的基礎(chǔ)上，對(duì)各類電動(dòng)機(jī)的控制芯片、控制電路、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給出了具體的實(shí)例和講解，注重先進(jìn)性和實(shí)用性。    本書可作為高等院校自動(dòng)化、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)的教材，還可作為工程技術(shù)人員和在校大學(xué)生的參考用書。

書籍目錄

前言 　第一章　緒論 第一篇　直流電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 　第二章　直流電動(dòng)機(jī)的基本原理 　第三章　直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 　第四章　直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制 　第五章　直流電動(dòng)機(jī)控制和調(diào)速系統(tǒng) 　第六章　基于微機(jī)控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 第二篇　交流電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 　第七章　  交流電動(dòng)機(jī)的基本原理 　第八章　三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 　第九章　三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣控制 　第十章　交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 第三篇　控制電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 　第十一章　速度與位置傳感器 　第十二章　伺服電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 　第十三章　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 　第十四章　直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　市場(chǎng)上也出現(xiàn)了許多專用的PWM芯片，這些都為交流拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。在交流電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)發(fā)展上，有兩個(gè)重要的理論不得不提，其從原理上突破了交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的瓶頸。一是1971年德國(guó)西門子公司的F.Blaschke提出的矢量控制原理解決了交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的問題，實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)理論上的第一次飛躍；二是1985年德國(guó)魯爾大學(xué)M.Depenbrock提出的直接轉(zhuǎn)矩控制理論，它是建立在矢量控制原理的基礎(chǔ)上的，但簡(jiǎn)化了矢量控制的復(fù)雜計(jì)算，便于利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的一種方法，這又是交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速理論上的一個(gè)重要的里程碑。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，今后電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展必將更依賴于計(jì)算機(jī)，各種控制技術(shù)如自適應(yīng)控制、智能控制、模糊控制等控制策略的不斷涌現(xiàn)必將使交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到更陜的發(fā)展。　　在近十幾年運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程中，直流拖動(dòng)系統(tǒng)和交流拖動(dòng)系統(tǒng)的控制技術(shù)都得到了快速的發(fā)展，尤其是直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展克服了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械換向所帶來的一系列缺點(diǎn)，而保留了直流電動(dòng)機(jī)控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，因此在很多場(chǎng)合得到了應(yīng)用，如空調(diào)、電動(dòng)自行車等行業(yè)。從目前的發(fā)展趨勢(shì)看，交流調(diào)速系統(tǒng)仍然是技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，同時(shí)直流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，尤其是隨著交流伺服電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等新型電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，今后的電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)將不斷涌現(xiàn)出新的技術(shù)手段。

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