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前言1

绪论1

第一章 异步电动机的一般变频调速系统6

第一节 异步电动机一般变频调速的控制方式及机械特性6

一、保持U1/f1=常数的控制方式6

二、保持E1/f1=常数的控制方式7

三、恒功率控制方式7

四、恒流控制方式7

五、机械特性8

第二节 变频器的分类及工作原理9

一、变频器的工作原理9

二、电压型变频器和电流型变频器10

三、180°导通型变频器和120°导通型变频器11

第三节 转速开环的变频调速系统14

一、交-直-交电压型逆变器的频率开环调速系统14

二、交-直-交电流型逆变器的频率开环调速系统20

三、交-交变频器的频率开环调速系统22

四、应注意的问题23

第四节 转速开环变频调速系统的数学模型24

一、交-直-交电压型逆变器变频调整系统的数学模型24

二、交-直-交电流型逆变器变频调整系统的数学模型26

第五节 异步电动机转差频率控制系统27

一、转差频率控制的基本原理27

二、导步电动机转差频率控制的变频调速系统29

三、转差频率控制变频调速系统存在的问题31

一、直流电动机和异步电动机转矩控制的差异32

第六节 矢量控制的变频调速系统32

二、矢量控制的基本思路33

三、矢量变换控制的变频调速系统原理框图34

四、系统中主要单元的原理及实现电路35

五、异步电动机的动态数学模型及矢量型变换控制方程式41

六、磁通观测器46

思考题47

第二章 脉宽调制型变频调速系统49

第一节 脉宽调制方式49

一、简单的多脉冲调制法49

二、正弦波脉宽调制法50

三、准正弦波脉宽调制法55

四、电流跟踪控制PWM55

五、“△”脉宽调制法56

六、消除特定谐波法57

七、谐波效应最小法59

八、脉宽调制方法的发展趋势59

第二节 变幅脉宽调制的变频调速系统59

一、正弦波脉宽调制变频调速系统59

二、同步调制的正弦波脉宽调制系统62

三、PWM逆变器转差频率控制系统63

第三节 恒幅脉宽调制的变频调速系统65

一、恒幅电压脉宽调制的变频调速系统65

二、恒幅电流脉宽调制的变频调速系统67

思考题67

第三章 无换向器电动机及其调速系统68

第一节 概述68

一、什么是无换向器电动机68

二、无换向器电动机的种类69

二、直流电动机原理简介70

第二节 无换向器电动机的基本原理70

一、电路构成70

三、无换向器电动机工作情况分析71

四、无换向器电动机的换流问题72

五、分配器75

第三节 无换向器电动机的基本特性77

一、无换向器电动机的调速特性和转矩特性77

二、换流超前角γ及换流重叠角μ78

三、无换向器电动机的功率因数80

二、电流断续起动方式81

第四节 无换向器电动机的起动问题81

一、问题的产生81

第五节 无换向器电动机的四象限运行82

第六节 无换向器电动机的闭环控制系统83

一、无换向器电动机的数学模型83

二、控制系统的构成83

三、改善特性的方法84

二、晶闸管的导通顺序85

第七节 交流式无换向器电动机85

一、系统构成85

三、电源换流和负载换流86

第八节 同步电动机变频调速的其他形式87

一、频率开环的同步电动机变频调速系统87

二、采用交-交电压型变频器的同步电动机变频调速系统87

思考题88

第四章 绕线转子异步电动机串级调速系统89

第一节 串级调速的原理及分类89

一、串级调速原理89

二、串级调速的分类90

第二节 串级调速系统的机械特性91

一、三相桥式整流器的工作状态91

二、转子整流电路的电动势和电流93

三、转矩特性94

四、机械特性95

五、机械特性分析96

一、串级调速系统的总效率97

第三节 串级调速系统的效率和功率因数97

二、串级调速系统的总功率因数98

第四节 串级调速的闭环控制系统100

一、双闭环系统的组成100

二、系统的动态结构图100

第五节 超同步串级调速系统102

一、转子交-直-交变频方式的超同步串级调速102

一、串级调速系统的功率因数改善措施104

第六节 串级调速系统的几个特殊问题104

二、转子交-交变频方式的超同步串级调速104

二、起动方式的选择105

三、异步电动机容量的选择106

思考题106

第五章 交流调速系统的数字化107

第一节 概述107

一、交流调速系统数字化的发展历史107

二、交流调速系统数字化的意义和作用108

二、以主单片机为核心的信号处理110

一、系统结构110

第二节 小型全数字化交流调速系统110

三、以从单片机为核心的脉宽调制器112

四、主从单片机之间的通信114

五、系统保护115

第三节 大型全数字化交流调速系统115

一、LOGIDYND系统介绍115

二、交-交变频同步电动机矢量控制系统的构成116

三、软件结构117

思考题119

第六章 其他交流调速方式综述120

第一节 变极调速120

一、变极原理120

二、三相绕组的联结方式121

三、容许输出功率和转矩122

四、机械特性123

五、变极调速的应用及注意问题124

一、开环调压调速特性及调速性能125

第二节 调压调速125

二、调压调速闭环控制系统126

第三节 滑差电机调速127

一、电磁转差离合器的工作原理127

二、机械特性128

三、调速性能129

第四节 转子串电阻调速130

思考题130

一、变频器的选择132

第一节 变频器的选择与应用实例132

第七章 交流调速的实用技术132

二、使用变频器时应注意的问题133

三、应用实例135

第二节 交流调速系统的计算机辅助分析137

一、概述137

二、CAAAD中主要环节的数学模型138

三、CAAAD应用举例140

附录 变频器规格一览表141

参考文献146