《变频器及其调速系统》

第一章 交-交变频器1

1-1 变频器的分类1

一、间接变频器1

二、直接变频器2

三、电压源型和电流源型变频器2

四、各类变频器的主要特点3

1-2 交-交变频器4

一、方波型交-交变频器4

二、正弦型交-交变频器5

第二章 交-直-交电压源型变频器9

2-1 串联电感式逆变器9

一、换流原理9

二、换流元件参数的计算12

三、三相串联电感式逆变器的输出电压波形分析14

2-2 具有辅助晶闸管换流的变频器16

一、换流原理16

二、换流元件参数的计算19

2-3 电感储能式变频器21

2-4 串联二极管式电压型变频器24

一、电阻性负载的换流过程24

二、电感性负载的换流过程25

2-5 电压型逆变器直流滤波回路参数的选择26

一、逆变器输入电流及滤波电容器电压波动的分析26

二、滤波电容器Cd的选择28

三、滤波电感Ld的选择29

四、讨论29

第三章 交-直-交电流源型变频器31

3-1 串联二极管式电流型变频器31

一、换流原理32

二、二极管换流的暂态分析33

三、元件参数选择34

四、几个值得讨论的问题36

3-2 换流浪涌电压吸收环节37

一、换流过程的分析37

二、tr、tc及tq之求解38

三、电压吸收装置的功率40

四、电压吸收装置的几种线路分析40

3-3 低频换流41

一、断续换流方式41

二、附加辅助充电回路42

3-4 滤波电感器的选择43

一、按电流连续选择电感值43

二、按限制电流脉动率选择滤波电感值44

三、选择滤波电感值应考虑的因素44

3-5 电流型变频器的多重化技术44

一、逆变器直接并联的独立直流电源方式46

二、逆变器通过变压器耦合输出的方式47

三、各种多重化电流型变频器比较48

3-6 电流型逆变器换流电路的其它型式50

一、用辅助晶闸管换流的电流型逆变器50

二、用一个换流电容器的电流型逆变器50

三、缩短换流时间的电流型逆变器51

四、用可关断元件换流的电流型逆变器51

第四章 正弦波脉宽调制（SPWM）变频器53

4-1 SPWM变频器的工作原理53

一、单极性SPWM变频器的输出电压53

二、双极性三相SPWM变频器的输出电压56

4-2 消除指定谐波的PWM变频器的输出电压57

4-3 SPWM逆变器的调制约束与调制方式59

一、调制约束条件59

二、SPWM的调制方式60

4-4 SPWM调制脉冲波形的生成61

一、微机生成的SPWM波形的基本方法61

二、大规模集成电路——THP4752生成SPWM波形64

4-5 “△”脉宽调制变频器66

4-6 晶体管的工作特性及使用68

一、晶体管的工作区68

二、晶体管的开关过程69

三、晶体管的阻容吸收电路71

四、晶体管的开关时间72

五、晶体管的开关损耗73

六、泵升电压限制与过流保护74

4-7 功率晶体管的驱动电路75

一、开关晶体管对驱动电路的要求75

二、M57215BL基极驱动电路76

三、UAA4002基极驱动电路77

四、场效应管组成的驱动电路79

第五章 异步电机变频调速系统83

5-1 变频调速的基本控制方式83

一、基频以下调速83

二、基频以上调速84

5-2 异步电动机电压、频率协调控制的稳态转矩特性84

一、恒压频比（U1／ω1＝常数）控制的转矩特性84

二、恒最大转矩T′em控制的转矩特性86

三、恒Eg／ω1（恒气隙磁通？g）控制的转矩特性88

四、恒Er／ω1（恒转子磁通？r）控制的转矩特性88

5-3 电压频率协调控制的调节特性及控制系统89

一、电压源型变频器供电89

二、电流源型变频器供电91

5-4 电压型变频器—异步电机转速开环系统95

一、给定积分器96

二、绝对值放大器97

三、电压控制环节97

四、频率控制环节98

五、电压控制系统的动态结构图99

5-5 电流型变频器-异步电机转速开环系统100

5-6 电流型变频器-异步电机转差频率控制系统102

一、基本控制原理102

二、系统运行分析103

三、转差频率控制系统的近似动态结构图105

5-7 微机控制的电压型变频调速系统107

一、系统原理框图107

二、变频器输出电压的控制107

三、逆变器触发频率控制108

四、电压环控制109

5-8 变频调速在卷筒传动系统中的应用111

一、系统的控制规律111

二、SPWM变频速率控制系统112

三、线速度控制环节112

5-9 变频调速在泵类机械负载中的节能应用114

一、泵类机械的参数和特性114

二、变频器在风机中应用的合理控制116

第六章 异步电机的数学模型及矢量控制变频调速系统118

6-1 A、B、C系统异步电机的数学模型119

一、电压方程式119

二、磁链方程式120

三、运动方程基122

四、转矩方程本122

五、A、B、C系统异步电机的数学模型123

6-2 坐标变换及变换阵123

一、坐标变换的基本原则和基本思路123

二、三相／二相变换125

三、二相／二相旋转变换128

四、直角坐标／极坐标变换129

五、由三相静止坐标系到任意二相旋转坐标系上的变换129

6-3 异步电动机在二相旋转坐标系上的数学模型130

一、异步电机在任意dqo坐标系上的数学模型131

二、异步电机在M、T坐标系上的数学模型134

6-4 矢量控制系统的构想及基本关系式136

一、矢量控制系统的构想136

二、矢量控制的基本关系式137

6-5 转子磁链Ψ2的观测模型138

一、在二相静止坐标系上的转子磁链观测模型138

二、在按磁场定向二相旋转坐标系上的转子磁链观测模型140

6-6 矢量控制系统举例140

一、交—直—交电流型矢量控制变频调速系统140

二、转速、磁链闭环控制的电流跟踪型PWM矢量控制系统141

三、微机实现的转差型矢量控制变频调速系统142

6-7 磁场定向控制系统的传函和框图146

一、磁场定向控制时的状态方程和状态变量图146

二、控制系统中的传递函数和框图148

参考文献151