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目录1

第一篇 直流调速系统1

第一章 单闭环直流调速系统1

第一节 开环直流调速系统及调速指标1

一、直流电动机的调速方法和方案1

二、晶闸管——直流电动机开环调速系统2

三、V-M系统的机械特性2

四、生产机械对转速控制的要求及调速指标4

五、开环调速系统存在的问题5

第二节 转速负反馈单闭环有静差直流调速系统6

一、系统的组成及其工作原理6

二、闭环系统的静特性6

三、开环系统机械特性与闭环系统静特性相比较7

四、静态参数计算举例9

五、闭环控制系统的基本特征12

六、单闭环有静差调速系统的动态分析13

第三节 带电流截止负反馈环节的转速闭环调速系统18

一、系统的组成和工作原理18

二、系统的静特性及参数选择18

三、几点说明20

第四节 带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统21

一、电压负反馈调速系统21

二、带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统22

第五节 无静差调速系统及调节器23

一、积分调节器和积分控制规律23

二、比例积分调节器和控制规律24

三、采用PI调节器的单闭环无静差调速系统27

一、转速检测环节29

第六节 自动调速系统中的检测环节29

二、电流检测环节30

三、电压检测环节32

第七节 小容量有静差直流调速系统应用实例34

习题35

第二章 多闭环和弱磁控制的直流调速系统38

第一节 转速负反馈、电流负反馈双闭环调速系统38

一、转速、电流双闭环调速系统的组成38

二、双闭环调速系统的静特性和稳态参数39

三、双闭环调速系统的动态性能41

第二节 带电流变化率内环的三闭环调速系统45

一、调压与调磁相配合的调速方式48

第三节 弱磁控制的直流调速系统48

二、非独立控制励磁的直流调速系统49

第四节 具有转速自适应调节的弱磁控制调速系统50

习题52

第三章 调速系统的工程设计54

第一节 控制系统的动态性能指标与工程设计的基本思路54

一、控制系统的动态性能指标54

二、工程设计方法的可能性与基本思路55

第二节 典型系统56

一、典型Ⅰ型系统56

二、典型Ⅱ型系统60

三、典型Ⅰ型系统与典型Ⅱ型系统的性能比较65

四、调节器的最佳整定设计法65

一、调节器结构的选择67

第三节 非典型系统的典型化67

二、传递函数的近似处理69

第四节 按工程设计方法设计双闭环调速系统的调节器72

一、电流调节器的设计72

二、转速调节器的设计75

三、转速调节器退饱和时转速超调量的计算77

四、双闭环调速系统的工程设计举例79

第五节 并联微分校正——转速微分负反馈82

一、带转速微分负反馈的双闭环调速系统的基本原理82

二、退饱和时间和退饱和转速83

三、转速微分负反馈参数的工程设计方法85

习题85

一、电枢反接可逆线路87

第四章 可逆直流调速系统87

第一节 晶闸管——电动机的可逆线路87

二、励磁反接可逆线路88

第二节 晶闸管——电动机可逆系统的工作状态和回馈制动89

一、晶闸管装置的整流和逆变工作状态89

二、晶闸管——电动机系统的发电回馈制动90

三、两组反并联晶闸管——电动机系统的工作状态91

第三节 可逆系统中的环流及其控制方法92

一、环流及其种类92

二、直流平均环流的抑制与配合控制92

三、瞬时脉动环流及其抑制方法94

第四节 有环流电枢可逆调速系统95

一、α＝β配合控制的自然环流可逆调速系统95

五、环流的两重性95

四、消除静态环流的错位法和逻辑控制法95

二、可控环流可逆调速系统100

第五节 电枢可逆逻辑无环流调速系统102

一、系统的组成和工作原理102

二、可逆系统对无环流控制器的要求103

三、逻辑无环流控制器（DLC）104

四、逻辑无环流系统的优缺点和改进方案109

五、DLC切换过程分析113

第六节 微机控制的直流可逆调速系统115

一、调速系统数字化的必要性115

二、系统结构及工作原理116

习题125

一、不可逆脉宽调制变换器127

第一节 脉宽调制变换器127

第五章 直流脉宽调速系统127

二、可逆脉宽调制变换器129

第二节 脉宽调制变换器的控制电路133

一、三角波振荡器133

二、脉冲形成及脉冲分配器134

三、电力晶体管基极驱动电路136

第三节 双闭环直流脉宽调速系统137

一、脉宽调速系统的开环机械特性137

二、双闭环直流脉宽调速系统138

三、脉宽调速系统最佳开关频率的确定139

四、泵升电压限制电路140

第四节 直流脉宽调速系统实例141

一、采用模拟电路的脉宽调速系统141

二、由集成PWM控制器控制的不可逆调速系统142

三、由单片微机控制的不可逆调速系统145

习题146

第二篇 交流调速系统147

第六章 异步电动机的一般变频调速系统147

第一节 异步电动机变频调速的控制方式及机械特性148

一、保持U1/f1＝常数的恒压频比控制方式148

二、保持Tmax＝常数的恒磁通控制方式150

三、保持Pd＝常数的恒功率控制方式151

四、恒电流控制方式152

第二节 静止变频装置及其工作原理152

一、交—直—交变频装置和交—交变频装置153

二、电压型变频装置和电流型变频装置155

三、180°导通型变频装置和120°导通型变频装置156

一、转速开环的交—直—交电压型变频调速系统159

第三节 转速开环的变频调速系统159

二、转速开环的交—直—交电流型变频调速系统163

三、转速开环的交—交变频调速系统166

第四节 转速闭环的转差频率控制变频调速系统167

一、转差频率控制的基本概念167

二、转差频率控制的规律168

三、转差频率控制的变频调速系统170

四、转差频率控制变频调速系统的优缺点172

第五节 脉宽调制型变频调速系统172

一、SPWM逆变器的工作原理173

二、SPWM波形成的方法176

三、其它脉宽调制方式179

四、恒幅脉宽调制变频调速系统182

一、微机控制变频调速系统结构184

第六节 微机控制IGBT—PWM电压型变频调速系统设计184

二、变频调速系统主电路设计185

三、80CI96MC微机控制系统设计188

四、IGBT驱动电路192

习题196

第七章 异步电动机矢量控制变频调速系统197

第一节 矢量控制基本原理和应用范围197

一、直流电动机和异步电动机的转矩模型197

二、矢量控制系统和VVVF系统、SF系统的比较199

三、矢量控制系统的优点和应用范围200

第二节 异步电动机的数学模型和坐标变换203

一、异步电动机的基本方程式203

二、异步电动机的几种等效电路206

三、坐标变换208

四、异步电动机在不同坐标系上的数学模型212

第三节 带速度传感器的矢量控制变频调速系统的原理和结构214

一、矢量控制基本方程式214

二、磁链开环、转差型矢量控制变频调速系统的结构和工作原理216

三、系统的单元电路和参数确定218

第四节 无速度传感器矢量控制系统的结构和速度观测理论222

一、无速度传感器矢量控制系统的原理和结构框图222

二、速度间接观测理论224

三、无速度传感器矢量控制系统举例225

四、实验结果及分析226

第五节 异步电动机的直接转矩控制232

一、直接转矩控制技术产生的背景和主要特点232

二、直接转矩控制（DSC）的基本概念233

三、直接转矩控制系统的结构框图237

习题238

第八章 同步电动机调速系统239

第一节 同步电动机调速系统的概述239

一、同步电动机调速系统的发展239

二、同步电动机调速系统的分类240

三、同步电动机和异步电动机调速系统的比较242

第二节 他控式同步电动机变频调速系统和矢量控制系统242

一、交—交变频器供电的同步电动机调速系统242

二、同步电动机的矢量控制系统243

第三节 自控式同步电动机变频调速系统（无换向器电动机）246

一、无换向器电动机概述246

二、无换向器电动机的工作原理247

三、无换向器电动机的换流249

四、机械特性和调速系统250

第四节 永磁同步电动机调速系统253

一、永磁同步电动机的结构253

二、永磁同步电动机的调速原理253

三、永磁同步电动机全数字控制系统255

习题256

第九章 绕线转子异步电动机的串级调速系统257

第一节 串级调速原理257

一、绕线式异步电动机转子附加电动势时的工作257

二、电气串级调速系统258

第二节 串级调速系统的性能259

一、串级调速的机械特性259

二、串级调速装置的容量263

三、串级调速系统的效率与功率因数264

第三节 闭环控制的串级调速系统267

一、双闭环串级调速系统的组成267

二、串级调速系统的动态数学模型268

三、调节器参数的确定270

四、串级调速系统的控制方式270

第四节 串级调速系统的改进线路272

一、逆变器的不对称控制——纵续连接线路272

二、斩波控制串级调速系统273

三、直流回路无平波电抗器的串级调速系统274

第五节 串级调速系统的应用实例275

一、系统的结构及性能275

二、变频定相恒脉宽触发器276

三、应用PLC的逻辑控制系统278

习题279

第十章 其它方式的交流调速系统281

第一节 异步电动机的调压调速系统281

一、异步电动机改变电压时的机械特性281

二、三相晶闸管交流调压电路283

三、闭环控制的调压调速系统及其静特性285

四、变极调压调速系统286

第二节 滑差电机调速系统287

一、电磁转差离合器的工作原理287

二、滑差电机的机械特性288

三、滑差电机调速系统的组成289

四、调速性能290

习题290

主要参考文献292