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绪论1

0.1 交流调速技术的发展概况与发展趋势1

0.1.1 直流调速技术存在的问题1

0.1.2 交流调速技术的发展概况2

0.1.3 现代交流调速技术的发展趋势5

0.2 现代交流调速系统的类型8

0.2.1 同步电动机调速系统的基本类型9

0.2.2 异步电动机调速系统的基本类型10

0.3 现代交流调速系统的调速方法和应用领域10

0.3.1 现代交流调速系统的调速方法10

0.3.2 交流调速系统的应用领域11

第1章 异步电动机调压调速系统12

1.1 异步电动机晶闸管调压调速系统工作原理12

1.2 异步电动机调压调速时的机械特性13

1.3 异步电动机调压调速的功率损耗14

1.4 异步电动机PwM调压调速系统15

1.5 闭环控制的异步电动机调压调速系统16

1.5.1 闭环控制的异步电动机调压调速系统静态分析17

1.5.2 闭环控制的异步电动机调压调速系统动态分析18

1.6 异步电动机晶闸管软起动器20

第2章 基于稳态数学模型的异步电动机变压变频调速系统22

2.1 基于异步电动机稳态数学模型的变压变频调速系统控制方式22

2.1.1 电压-频率协调控制方式22

2.1.2 转差频率控制方式26

2.2 电力电子变频调速装置及其电源特性28

2.3 电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统32

2.4 电流源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统35

2.5 异步电动机转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统36

2.5.1 电流源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统的构成及工作原理36

2.5.2 电压源型转差频率控制的异步电动机变压变频调速系统38

第3章 基于动态数学模型的异步电动机矢量控制变压变频调速系统40

3.1 矢量控制的基本概念40

3.1.1 直流电动机和异步电动机的电磁转矩40

3.1.2 矢量控制的基本思想42

3.2 异步电动机在不同坐标系上的数学模型44

3.2.1 交流电动机的坐标系与空间矢量的概念44

3.2.2 异步电动机在静止坐标系上的数学模型46

3.2.3 坐标变换及变换矩阵51

3.2.4 异步电动机在二相静止坐标系上的数学模型60

3.2.5 异步电动机在任意二相旋转坐标系上的数学模型66

3.2.6 异步电动机在二相同步旋转坐标系上的数学模型67

3.2.7 异步电动机在二相坐标系上的状态方程68

3.3 磁场定向和矢量控制的基本控制结构70

3.3.1 转子磁场定向的异步电动机矢量控制系统70

3.3.2 异步电动机的其他两种磁场定向方法73

3.4 转子磁链观测器75

3.4.1 计算转子磁链的电流模型法75

3.4.2 计算转子磁链的电压模型法77

3.5 异步电动机矢量控制系统78

3.5.1 具有转矩内环的转速、磁链闭环异步电动机直接矢量控制系统78

3.5.2 转差型异步电动机间接矢量控制系统80

3.5.3 无速度传感器矢量控制系统82

3.6 具有双PWM变换器的矢量控制系统85

3.7 抗负载扰动调速系统86

第4章 异步电动机直接转矩控制系统88

4.1 概述88

4.2 异步电动机直接转矩控制原理89

4.2.1 通过异步电动机定子数学模型来了解直接转矩控制的基本思想89

4.2.2 异步电动机定子磁链和电磁转矩控制原理90

4.3 异步电动机DSC系统96

4.3.1 异步电动机DSC系统的基本组成96

4.3.2 在低速范围内DSC系统的转矩控制与调节方法104

4.3.3 在弱磁范围内DSC系统的转矩控制及恒功率调节109

4.4 异步电动机DTC系统113

4.5 无速度传感器直接转矩控制系统116

4.6 直接转矩控制系统存在的问题及改进方法121

4.6.1 直接转矩控制系统存在的主要问题121

4.6.2 改善和提高直接转矩控制系统性能的方法122

4.7 直接转矩控制的仿真研究129

第5章 异步电动机定子磁链轨迹控制133

5.1 异步电动机定子磁链轨迹控制方法的提出背景133

5.2 同步对称优化PWM的应用135

5.3 定子磁链轨迹控制137

5.4 SFTC的闭环调速系统140

5.5 SFTC与常规矢量控制及直接转矩控制的比较144

第6章 绕线式异步电动机的串级调速和双馈调速系统146

6.1 串级调速和双馈调速的基本原理146

6.1.1 绕线式异步电动机双馈调速的基本原理146

6.1.2 绕线式异步电动机串级调速的基本原理153

6.2 双馈调速系统和串级调速系统的稳态特性155

6.2.1 双馈调速系统的稳态特性155

6.2.2 串级调速系统的稳态特性160

6.3 双馈调速和串级调速的闭环控制系统174

6.3.1 双馈调速的简单闭环控制系统175

6.3.2 串级调速的闭环控制系统176

6.4 双馈调速系统和串级调速系统的其他形式179

6.4.1 双馈调速系统的其他形式179

6.4.2 超同步串级调速系统181

6.5 绕线式异步电动机串级调速系统和双馈调速系统的设计184

6.5.1 电动机及变流器的容量选择184

6.5.2 主电路设计185

6.5.3 起动装置的选择187

6.6 绕线式异步电动机双馈调速系统和双馈矢量控制系统189

6.6.1 绕线式异步电动机双馈调速系统189

6.6.2 绕线式异步电动机双馈矢量控制系统190

6.6.3 双馈电动机矢量控制的其他方案194

第7章 同步电动机变压变频调速系统195

7.1 同步电动机变压变频调速的特点及基本类型195

7.2 同步电动机变压变频调速系统主电路晶闸管换流关断机理及其方法197

7.2.1 同步电动机交-直-交型变压变频调速系统的逆变器中晶闸管换流关断的机理及其方法197

7.2.2 交-交变频同步电动机调速系统主电路晶闸管的换流200

7.3 他控变频同步电动机调速系统202

7.3.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机调速系统202

7.3.2 交-直-交型他控变频同步电动机调速系统202

7.4 自控式变频同步电动机（无换向器电动机）调速系统203

7.4.1 自控变频同步电动机（无换向器电动机）调速原理及特性203

7.4.2 自控变频同步电动机调速系统210

7.5 按气隙磁场定向的普通三相同步电动机矢量控制系统213

7.5.1 普通三相同步电动机的多变量数学模型213

7.5.2 按气隙磁场定向的三相同步电动机交-直-交变频矢量控制系统215

7.6 正弦波永磁同步电动机变压变频调速系统219

7.7 梯形波永磁同步电动机变压变频调速系统228

第8章 交流调速系统的控制策略231

8.1 交流电动机变压变频调速系统控制策略综述231

8.2 交流电动机的逆系统控制方法235

8.2.1 逆系统控制方法的理论基础236

8.2.2 交流电动机动态模型的可逆性及其逆系统237

8.2.3 闭环控制器的设计239

8.3 内模控制方法在异步电动机调速中的应用240

8.3.1 内模控制的基本原理和特点241

8.3.2 定子电流的内模解耦控制242

8.3.3 二自由度内模控制策略244

8.3.4 异步电动机调速系统的二自由度内模控制方法245

8.4 具有参数自校正功能的转差型矢量控制系统248

8.5 智能控制方法在异步电动机调速系统中的应用250

8.5.1 异步电动机的神经网络模型参考自适应控制方法250

8.5.2 异步电动机调速系统的模糊控制方法252

8.5.3 异步电动机的自适应模糊神经网络控制方法256

参考文献260