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第一章 电机放大机调速系统3

1-1 调速系统的静态调速指标3

一、调速范围3

二、静差率3

1-2 电机放大机的工作原理和特性5

一、电机放大机的工作原理5

二、电机放大机的空载特性6

三、电机放大机的外特性7

四、电机放大机的动态特性8

1-3 他励直流电动机的传递函数12

1-4 电机放大机调速系统——坦克炮塔电力传动系统14

一、有电压负反馈的电机放大机—电动机调速系统14

二、有转速负反馈的电机放大机—电动机调速系统20

三、有软反馈的电机放大机—电动机系统23

第二章 晶闸管调速系统27

2-1 晶闸管—电动机调速系统的特殊问题28

一、触发脉冲相位控制28

二、电流脉动的影响及其抑制措施29

三、电流波形的连续和断续30

四、晶闸管—电动机系统的机械特性30

2-2 晶闸管闭环调速系统的组成及其静特性32

一、闭环调速系统的组成32

二、闭环调速系统的静特性33

三、开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较34

2-3 闭环系统的电流载止负反馈—限流保护35

2-4 电压负反馈和电流正反馈调速系统37

2-5 晶闸管调速系统的动态特性39

一、电枢控制他励直流电动机39

二、晶闸管触发和整流装置39

三、比例放大器和测速发电机42

四、闭环调速系统的数学模型和传递函数42

五、稳定性分析43

2-6 无静差调速系统44

2-7 转速、电流双闭环调速系统47

一、问题的提出47

二、转速、电流双闭环调速系统的组成47

三、稳态结构图和静特性48

四、各变量的稳态工作点和稳态参数计算50

五、双闭环调速系统的动态性能50

2-8 转速超调的抑制——转速微分负反馈54

一、调速系统的转速超调54

二、带转速微分负反馈双闭环调速系统的基本原理54

三、退饱和时间与退饱和转速55

四、带转速微分负反馈双闭环调速系统的抗扰性能56

2-9 三环调速系统57

一、带电流变化率内环的三环调速系统58

二、带电压内环的三环调速系统60

2-10 弱磁控制的直流调速系统63

一、电枢电压与励磁配合控制63

二、非独立控制励磁的调速系统63

2-11 晶闸管可逆调速系统65

一、晶闸管可逆调速系统的线路65

二、晶闸管可逆调速系统的回馈制动68

三、两组晶闸管可逆线路中的环流71

四、有环流可逆调速系统74

五、无环流可逆调速系统75

第三章 直流脉宽调速系统86

3-1 脉宽调制变换器86

一、不可逆PWM变换器86

二、可逆PWM变换器88

3-2 脉宽调速系统的开环机械特性91

3-3 脉宽调速系统的控制电路93

一、脉宽调制器93

二、逻辑延时环节95

三、基极驱动器95

3-4 晶体管脉宽调速系统的特殊问题96

一、电流脉动量和转速脉动量96

二、脉宽调制器和PWM变换器的传递函数101

三、电力晶体管的安全工作区和缓冲电路102

四、电力晶体管的开关过程、开关损耗和最佳开关频率107

五、泵升电压限制电路110

3-5 59D坦克炮塔电力传动系统110

一、控制系统部分112

二、稳压电源部分115

3-6 WZ501火炮射角电力传动系统117

3-7 某步兵战车电力传动系统的组成及工作原理118

一、系统的组成118

二、电力传动系统的基本工作原理119

第四章 位置随动系统120

4-1 位置随动系统概述120

一、位置随动系统的应用120

二、位置随动系统的主要组成部件及其工作原理120

三、位置随动系统与调速系统的比较121

四、位置随动系统的分类121

4-2 位置信号的检测123

一、自整角机(BS)123

二、旋转变压器(BR)126

三、感应同步器(BIS)127

四、光电编码盘129

4-3 自整角机位置随动系统131

一、自整角机位置随动系统的组成和数学模型131

二、位置随动系统的稳态误差分析134

第五章 电力传动系统的工程设计方法144

5-1 系统的动态性能指标与典型系统的开环对数频率特性145

一、动态性能指标145

二、典型系统147

三、典型Ⅰ型系统参数和性能指标的关系149

四、典型Ⅱ型系统参数和性能指标的关系153

5-2 调节器结构的选择和传递函数的近似处理——非典型系统的典型化157

一、调节器结构的选择157

二、小惯性环节的近似处理159

三、高阶系统的降阶处理160

四、大惯性环节的近似处理160

5-3 反馈校正及其参数选择162

5-4 双闭环系统中电流调节器和转速调节器的设计165

一、电流调节器的设计166

二、转速调节器的设计170

三、转速调节器退饱和时转速超调量的计算173

四、设计举例176

5-5 随动系统及其调节器的设计184

一、串联校正(调节器校正)185

二、并联校正189

三、复合控制197

5-6 坦克火炮稳定器的分析与计算200

一、各环节的传递函数201

二、稳定器的系统结构图210

三、稳定器在稳定工作状态下的精度分析211

四、复合控制系统的频率特性213

五、稳定器系统稳定性的判别216

六、稳定器的刚性计算217

第六章 异步电动机变压变频调速系统219

6-1 变频调速的基本控制方式219

一、基频以下调速219

二、基频以上调速220

6-2 异步电机电压、频率协调控制时的机械特性220

一、正弦波恒压恒频供电时异步电机的机械特性220

二、基频以下电压、频率协调控制时的机械特性221

三、基频以上变频调速时的机械特性224

四、正弦波恒流供电时的机械特性224

6-3 电力电子变压变频装置226

一、间接变压变频装置(交—直—交变压变频装置)226

二、直接变压变频装置(交—交变压变频装置)227

三、电压源型变频器和电流源型变频器228

四、180°导通型和120°导通型逆变器231

6-4 正弦脉宽调制(SPWM)变压变频器233

一、正弦脉宽调制原理233

二、SPWM波形的基波电压236

三、对脉宽调制的制约条件237

四、同步调制与异步调制238

6-5 脉宽调制变压变频器的控制方法240

一、SPWM的模拟控制240

二、SPWM的数字控制241

三、消除指定次数谐波的PWM控制244

四、电流跟踪控制244

五、电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)246

6-6 转速开环恒压频比控制的调速系统246

一、电压源型晶闸管变频器—异步电机调速系统246

二、电流源型晶闸管变频器—异步电机调速系统250

三、数字控制的SPWM变频调速系统252

6-7 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统254

一、转差频率控制的基本概念255

二、转差频率控制的规律255

三、转差频率控制的变压变频调速系统257

四、闭环转差频率控制调速系统的优、缺点258

6-8 异步电机的多变量数学模型259

一、异步电机动态数学模型的性质259

二、三相异步电机的多变量非线性数学模型260

6-9 坐标变换及其在异步电机中的应用264

一、坐标变换264

二、三相异步电机在两相坐标系上的数学模型266

6-10 按转子磁场定向的矢量控制系统271

一、异步电机的坐标变换结构图和等效直流电机模型271

二、矢量控制系统的构想272

三、矢量控制的基本方程式及其解耦性质272

四、转速、磁链闭环控制的矢量控制系统及转子磁链模型274

五、磁链开环转差控制的矢量控制系统276

6-11 按定子磁场控制的直接转矩控制系统278

一、直接转矩控制系统的原理和特点278

二、直接转矩控制系统的控制方案和模型算法279

第七章 同步电机变频调速系统281

7-1 他控变频同步电机调速系统282

一、转速开环恒压频比控制的同步电机调速系统282

二、由交—交变压变频器供电的低速同步电机调速系统282

三、按气隙磁场定向的同步电机矢量控制系统282

四、同步电机的多变量动态数学模型286

7-2 自控变频同步电机调速系统287

一、大中容量晶闸管自控变频同步电机(无换向器电机)调速系统288

二、小容量永磁同步电机自控变频调速系统294

7-3 105mm坦克炮的双向永磁同步电动机控制系统298

7-4 装甲车数字电驱动系统299

附录304

一、二阶系统的动态性能指标304

二、典型Ⅱ型系统的Mrmin准则——式(5-25)、式(5-26)及式(5-28)的证明307

参考文献309