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第1章 直流调压调速系统1

1.1 相控晶闸管-电动机调速系统1

1.1.1 相控晶闸管-电动机调速系统的组成1

1.1.2 相控晶闸管-电动机调速系统的机械特性3

1.1.3 相控晶闸管整流装置的放大系数和传递函数5

1.2 直流PWM变换器-电动机系统6

1.2.1 直流斩波器的调压原理6

1.2.2 不可逆直流PWM变换器-电动机系统7

1.2.3 可逆直流PWM变换器-电动机系统9

1.2.4 直流脉宽调速系统的机械特性11

1.2.5 PWM控制与变换器的数学模型12

1.2.6 电能回馈与泵升电压的限制13

练习题14

第2章 闭环控制的直流调速系统15

2.1 转速单闭环直流调速系统15

2.1.1 调速指标及开环系统存在的问题15

2.1.2 闭环系统的组成与静特性18

2.1.3 反馈控制规律和稳态参数计算19

2.1.4 电流截止负反馈23

2.1.5 反馈控制闭环系统的动态分析与稳定条件25

2.1.6 无静差调速系统的控制规律31

2.2 转速、电流双闭环直流调速系统36

2.2.1 转速、电流双闭环调速系统及其静特性36

2.2.2 双闭环直流调速系统的动态性能41

2.3 调节 器的工程设计方法44

2.3.1 控制系统的动态性能指标45

2.3.2 典型系统参数与性能指标的关系46

2.3.3 调节器设计的一般过程56

2.4 电流调节器与转速调节器的设计61

2.4.1 电流调节器的设计61

2.4.2 转速调节器的设计64

2.4.3 转速调节器退饱和时转速超调量的计算67

练习题69

第3章 可逆、弱磁控制的直流调速系统73

3.1 可逆直流调速系统73

3.1.1 直流调速系统可逆线路的组成73

3.1.2 直流调速回馈系统75

3.1.3 可逆直流调速系统中的环流77

3.1.4 无环流可逆调速系统85

3.2 弱磁控制的直流调速系统88

3.2.1 降压与弱磁的配合控制88

3.2.2 非独立控制励磁的调速系统88

练习题90

第4章 基于稳态模型的异步电动机调速系统92

4.1 异步电动机变压变频调速的基本原理94

4.1.1 异步电动机的机械特性94

4.1.2 变压变频调速的基本控制方式96

4.1.3 不同变频控制方式下的机械特性97

4.2 通用变压变频装置的主要类型101

4.2.1 间接与直接式变频装置101

4.2.2 电压源型和电流源型逆变器103

4.3 交流脉宽调制（SPWM）变压变频技术105

4.3.1 SPWM逆变器的工作原理105

4.3.2 电流滞环跟踪PWM（CHBPWM）控制技术108

4.3.3 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术110

4.4 PWM控制方式下的变压变频调速系统116

4.4.1 转速开环恒压频比控制调速系统117

4.4.2 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统118

4.5 变频调速在恒压供水系统中的应用121

练习题123

第5章 基于动态模型的异步电动机调速系统125

5.1 异步电动机动态数学模型125

5.1.1 异步电动机动态数学模型的性质125

5.1.2 三相异步电动机的原始数学模型126

5.1.3 坐标变换和变换矩阵130

5.1.4 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型133

5.1.5 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程136

5.2 按转子磁链定向的矢量控制系统138

5.2.1 失量控制的基本思路138

5.2.2 按转子磁链定向的状态方程139

5.2.3 转子磁链模型141

5.2.4 直接矢量控制系统的实现144

5.2.5 间接矢量控制系统145

5.3 按定子磁链控制的直接转矩控制系统146

5.3.1 直接转矩控制系统的基本原理146

5.3.2 定子电压矢量对定子磁链与电磁转矩的控制作用147

5.3.3 直接转矩控制系统的控制模型148

5.4 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较151

5.5 矢量控制在空调设备节能上的应用152

练习题153

第6章 同步电动机变压变频调速系统155

6.1 同步电动机调速的基本类型与特点155

6.2 他控变频同步电动机调速系统156

6.2.1 转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统156

6.2.2 电流型变频器-同步电动机调速系统156

6.2.3 交-交变压变频器-同步电动机调速系统157

6.3 自控变频同步电动机调速系统158

6.3.1 自控变频同步电动机调速的原理158

6.3.2 梯形波永磁同步电动机（无刷直流电动机）的自控变频调速系统158

6.4 同步电动机矢量控制系统161

6.4.1 同步电动机的多变量动态数学模型161

6.4.2 按气隙磁场定向的同步电动机矢量控制系统163

6.4.3 正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统165

6.5 同步电动机调速在三维电脑雕刻机中的应用167

练习题169

第7章 课程设计170

7.1 课程设计的目的与要求170

7.1.1 课程设计的目的170

7.1.2 课程设计的要求170

7.2 双闭环直流调速系统设计与调试171

7.2.1 双闭环直流调速系统设计任务书171

7.2.2 双闭环直流调速系统设计与调试指导书172

7.2.3 设计举例174

7.3 交流拖动电梯控制系统设计177

7.3.1 交流拖动电梯控制系统设计任务书与指导书177

7.3.2 交流拖动电梯控制系统设计的实例178

附录183

附录1 几种传递函数的近似处理条件183

【附1.1】直流调速系统中电力电子变换器传递函数的近似处理条件183

【附1.2】三个小惯性环节的近似处理184

附录2 典型Ⅱ型系统的闭环幅频特性峰值最小（Mrmin）准则式（2-65）、式（2-66）、式（2-68）的证明184

附录3 在功率不变条件下的坐标变换186

【附3.1】功率不变时坐标变换阵的性质186

【附3.2】功率不变条件下的3/2变换及匝数比187

附录4 由三相静止坐标系到两相任意旋转坐标系上的变换（3s/2r变换）188

【附4.1】3s/2r旋转变换阵188

【附4.2】电压方程的变换190

【附4.3】磁链方程的变换190

【附4.4】转矩方程的变换193

部分习题参考答案194

参考文献195