永磁同步电机的建模与控制

永磁同步电机因其节能能力和性能潜力而处于电机发展的前沿。一方面，不断扩大的环境危机和不断上涨的电价，另一方面，新兴的电机驱动应用，如电动和混合动力汽车，自动飞行和无人机，使得永磁同步电机对我们许多新颖的技术需求至关重要。《永磁同步电机的建模与控制》作为首本内容全面、结构完整且技术新颖的图书，专门介绍永磁同步电机的建模与控制技术，是非常及时的。它以系统和连贯的方式对主要电机控制方法（包括矢量、直接转矩、预测、无差拍和组合控制）进行深入和扩展的分析、设计、实施和性能评估。它还介绍了所有主要的无传感器控制和参数估计方法。 《永磁同步电机的建模与控制》特别强调节能控制方案。它是一本教科书，前四章适合初级研究生课程，后面三章适合高级课程。它也是研究人员、设计工程师和该领域其他专家的重要读物。 ? 1）描述了超过70种控制和估计方案，具有详细的分析和实施细节； ? 2）介绍了10多个电机控制必不可少的电机模型； ? 3）包含150多幅原图，便于深入理解复杂的概念、公式和系统实现； ? 4）为性能评估提供广泛的模拟和实验结果； ? 5）阐明永磁同步电机市场的过去、现在和未来； ? 6）包括章节末尾习题以及用于教学和研究的参考文献； ? 7）平衡理论和实践，以满足学术和工业需求。

永磁同步电机因其节能能力和性能潜力而处于电机发展的前沿。一方面，不断扩大的环境危机和不断上涨的电价，另一方面，新兴的电机驱动应用，如电动和混合动力汽车，自动飞行和无人机，使得永磁同步电机对我们许多最新的技术需求至关重要。《永磁同步电机的建模与控制》作为第一本内容全面、结构完整且技术新颖的图书，专门介绍永磁同步电机的建模与控制技术，是非常及时的。它以系统和连贯的方式对主要电机控制方法(包括矢量、直接转矩、预测、无差拍和组合控制)进行深入和扩展的分析、设计、实施和性能评估。它还介绍了所有主要的无传感器控制和参数估计方法。本书特别强调节能控制方案。它是一本教科书，前四章适合初级研究生课程，最后三章适合高级课程。它也是研究人员、设计工程师和该领域其他专家的重要读物。描述了超过70种控制和估计方案，具有详细的分析和实施细节；介绍了10多个电机控制必不可少的电机模型；包含150多幅原图，便于深入理解复杂的概念、公式和系统实现；为性能评估提供广泛的模拟和实验结果；阐明永磁同步电机市场的过去、现在和未来；包括章节末尾习题以及用于教学和研究的参考文献；平衡理论和实践，以满足学术和工业需求。

萨迪·瓦兹-扎德，Sadegh Vaez-Zadeh在加拿大金斯顿的女王大学获得硕士和博士学位。他是德黑兰大学电子与计算机工程学院先进运动系统研究实验室的教授和主任。在过去的20年里，他感兴趣的研究领域是电机控制。Vaez-Zadeh是多个期刊的编辑，包括IEEE能源转换汇刊。他因在电机控制领域的贡献而获得了多项国内和国际奖项。

序
前言
致谢
符号表
第1章绪论
1.1电机控制系统概述
1.2电力电子变换器
1.2.1电压源逆变器
1.2.2正弦PWM
1.2.3空间矢量PWM
1.3永磁材料
1.3.1特征
1.3.2永磁材料的特性
1.3.3永磁市场
1.4永磁同步电机
1.4.1结构
1.4.2运行原理及特征
1.4.3相似的电机
1.5控制系统
1.5.1矢量控制
1.5.2直接转矩控制
1.5.3预测控制
1.5.4无差拍控制
1.5.5组合控制
1.5.6转子位置与速度估计
1.5.7电机参数估计
1.6小结
参考文献
第2章电机建模
2.1建模
2.2永磁同步电机的物理模型
2.2.1电机示意图
2.2.2建模假设
2.3相变量模型
2.3.1相变量参考坐标系
2.3.2相变量参考坐标系下的电机方程
2.4两相静止轴系模型
2.4.1两相静止参考坐标系
2.4.2向两相静止参考坐标系的模型变换
2.5转子参考坐标系模型
2.5.1向转子参考坐标系变换
2.5.2转子参考坐标系下的电机方程
2.6定子磁链参考坐标系模型
2.6.1向定子磁链参考坐标系变换
2.6.2定子磁链参考坐标系下的电机方程
2.7空间矢量模型
2.7.1空间矢量
2.7.2空间矢量下的电机方程
2.8考虑铁损的电机模型
2.9铁心磁饱和
2.10表贴式永磁同步电机建模
2.11永磁同步电机的动态方程
2.12小结
习题
参考文献
第3章矢量控制
3.1永磁同步电机的标量控制
3.2矢量控制的基础原理
3.2.1直流电机控制的特征
3.2.2矢量控制的基本原理
3.2.3矢量控制下的电机模型
3.3带有相电流控制器的转子参考坐标系中的矢量控制
3.4带有d-q电流控制器的转子参考坐标系中的矢量控制
3.4.1d-q电流控制下的基本矢量控制方案
3.4.2解耦电流控制器
3.5操作极限和限制方法
3.5.1电流极限
3.5.2电压极限
3.6磁通控制
3.6.1大转矩电流比控制
3.6.2大转矩电压比控制
3.6.3单位功率因数控制
3.6.4磁通控制模式之间的转换
3.6.5电流控制器的饱和
3.7定子磁通参考坐标系中的矢量控制
3.7.1带有相电流控制器的定子磁通参考坐标系中的矢量控制
3.7.2带有x-y电流控制器的定子磁通参考坐标系中的矢量控制
3.7.3x-y参考坐标系中的大转矩电流比控制
3.7.4x-y参考坐标系中的大转矩电压比控制
3.7.5x-y参考坐标系中的单位功率因数控制
3.8极坐标中的矢量控制
3.8.1极坐标系中的基本控制系统
3.8.2极坐标系中的大转矩电流比控制
3.8.3极坐标系中的单位功率因数控制
3.9损耗小化控制
3.9.1损耗减少的方法
3.9.2电气损耗的建模
3.9.3离线损耗小化控制
3.9.4损耗小化控制和大转矩电流比的混合控制
3.9.5在线损耗小化控制
3.9.6连续在线损耗小化控制
3.10小结
习题
参考文献
第4章直接转矩控制
4.1直接转矩控制的原理
4.1.1转矩偏差与转矩角偏差
4.1.2磁链偏差与电压空间矢量的对应
4.1.3逆变器电压空间矢量
4.1.4直接转矩控制的黄金法则
4.1.5磁链幅值变化的限制
4.2基本直接转矩控制系统
4.2.1滞环控制器
……