永磁同步电动机变频调速系统及其控制 第2版

本书是在第1版的基础上修订而成的，内容覆盖数学模型、仿真建模和应用实例三个层面，从简单实用的角度，较为全面地介绍了永磁同步电动机变频调速系统的主要构成部分的工作原理与控制技术。本书具体内容包括：永磁同步电动机的结构与基本工作原理、动态数学模型、仿真模型以及有限元建模分析；电压型逆变器的工作原理、仿真建模与常见的PWM控制技术；永磁同步电动机的工作特性及其在正弦交流电压源、电压型逆变器供电下的工作特性；用于电机控制的常见数字微控制器及PWM算法实例；永磁同步电动机的转子磁场定向矢量控制技术和直接转矩控制技术；永磁同步电动机变频调速系统应用实例；永磁同步电动机典型试验附录中提供了部分MATLAB仿真模型及其部分代码、MTPA公式汇总、英飞凌XMC1300单片机的SVPWM程序、基于SIMULINK的TMS320F2812矢量控制程序、SVPWM的调制电压及逆变器输出电压的频域分析、电机调速系统相关的一些标准名称。本书可以用作高等院校电气工程及其自动化专业高年级本科生、电力电子与电力传动方向研究生的教材，也可供从事电动汽车、轨道交通车辆牵引、风力发电系统等交流电机调速方面工作的科技人员阅读。

前言
缩略语及变量符号
第1章绪论1
1.1电动机类型1
1.2电动机应用概述3
1.3电动机控制策略4
1.4电动机调速系统的构成及其研究方法7
小结10
练习题10
第2章PMSM结构与基本工作原理11
2.1PMSM结构11
2.1.1定子11
2.1.2转子13
2.2旋转变压器15
2.2.1工作原理16
2.2.2解码电路17
2.3PMSM加工流程介绍19
2.4PMSM的工作原理19
2.4.1定子绕组与永磁转子的作用力19
2.4.2定子绕组与凸极转子的作用力20
2.4.3电动机的基本控制模式21
小结21
练习题22
第3章PMSM动态数学模型23
3.1PMSM的物理模型23
3.2三相静止坐标系的PMSM动态数学模型24
3.2.1定子电压方程24
3.2.2定子磁链方程25
3.2.3电动机转矩方程29
3.2.4动力学方程31
3.2.5基于MATLAB的转矩公式分析31
3.3坐标变换33
3.4dq转子坐标系的PMSM动态数学模型35
3.4.1dq坐标系PMSM动态数学模型推导35
3.4.2基于MATLAB的PMSM数学模型化简37
3.4.3PMSM等效电路图40
3.5电动机矢量图40
小结42
练习题42
第4章PMSM的MATLAB仿真建模43
4.1MATLAB/SIMULINK简介43
4.2基于分立模块的PMSM仿真建模46
4.3基于SFunction的PMSM仿真建模55
4.4基于Specialized Power Systems的PMSM仿真建模57
4.5仿真对比分析63
4.5.1正弦电压供电PMSM直接起动的仿真波形对比63
4.5.2不同仿真模型仿真效率比较64
4.5.3不同变换矩阵系数的影响67
4.5.4恒幅值变换与恒功率变换的对比69
4.6带有整流器负载的多相永磁同步发电机的电路法建模72
4.6.1PMSG电路法建模说明72
4.6.2PMSG电路法模型举例73
小结77
练习题77
第5章PMSM的JMAG有限元分析模型78
5.1JMAG软件的功能与特点78
5.2有限元分析的主要步骤与分析功能简介82
5.3JMAGRT电机模型与SIMULINK的联合仿真87
小结94
练习题94
第6章PMSM稳态工作特性95
6.1电流极限圆95
6.2电压特性95
6.2.1电压极限椭圆95
6.2.2电压控制下的电动机电流97
6.3转矩特性98
6.3.1转矩与电流幅值及相角的关系98
6.3.2转矩与id和iq的关系102
6.3.3恒转矩曲线103
6.3.4优选转矩/电流曲线104
6.3.5电压下的电动机转矩106
6.4机械特性109
6.5功率因数112
6.6电动机参数变化对电动机的影响114
小结116
练习题117
第7章理想正弦交流电压源供电环境下PMSM的工作特性118
7.1恒定电压、恒定频率的正弦交流电压源供电环境下PMSM的工作特性118
7.1.1PMSM稳态工作特性分析118
7.1.2PMSM起动过程分析121
7.1.3PMSM运行稳定性分析125
7.2额定频率以下变频正弦交流电源供电环境下PMSM的工作特性138
7.2.1恒定频率下的PMSM工作特性139
7.2.2不同频率下的PMSM工作特性146
7.3额定频率以上变频正弦交流电源供电环境下PMSM的工作特性147
小结149
练习题149
第8章三相电压型逆变器的构成与工作原理150
8.1三相电压型逆变器的构成150
8.1.1功率二极管152
8.1.2绝缘栅双极型晶体管157
8.1.3金属氧化物半导体场效应晶体管161
8.1.4功率母排164
8.1.5吸收电路165
8.1.6电容器166
8.1.7电压电流检测电路170
8.1.8典型的驱动模块172
8.2三相电压型逆变器的工作方式176
8.2.1能量传递的三种方式176
8.2.2三相电压型逆变器的两种导通方式176
8.2.3输出相电压特点177
8.3三相电压型逆变器MATLAB仿真建模177
8.3.1基于SIMULINK分立模块的逆变器建模179
8.3.2基于Specialized Power Systems库的逆变器模型179
8.3.3基于Simscape库的逆变器物理建模182
小结187
练习题187
第9章电压型逆变器控制技术188
9.1方波运行模式及仿真建模188
9.1.1方波运行模式188
9.1.2方波运行模式的电压型逆变器仿真建模190
9.2SPWM技术及仿真建模192
9.2.1SPWM技术原理分析192
9.2.2载波比与调制比192
9.2.3输出电压基波幅值特点194
9.2.4仿真建模194
9.3SVPWM技术及仿真建模200
9.3.1两电平电压型逆变器电压空间矢量200
9.3.2SVPWM线性组合算法202
9.3.3SVPWM几何特征203
9.3.4SVPWM技术特点204
9.3.5SVPWM算法的仿真建模205
9.3.6不连续空间矢量PWM218
9.3.7过调制区域的SVPWM219
9.4CHBPWM技术及仿真建模224
9.4.1CHBPWM技术原理224
9.4.2CHBPWM技术特点225
9.4.3CHBPWM仿真建模分析226
小结230
练习题230
第10章电压型逆变器供电变压变频调速系统的特殊问题232
10.1主电路结构232
10.2整流电路233
10.3VSI输入侧滤波器234
10.4VSI输出滤波235
10.5EMI滤波器238
10.5.1EMC与EMI简介238
10.5.2VSI逆变器中的EMI245
10.6VSI主要变量的讨论248
10.7VSI的功率损耗250
小结252
练习题252
第11章电机控制用数字微控制器254
11.1概述254
11.2TMS320F24x256
11.2.1TMS320F24x性能特点256
11.2.2SVPWM算法实现258
11.3TMS320F2812267
11.3.1性能特点268
11.3.2基于SIMULINK的DSP中的SVPWM程序开发271
11.4英飞凌TC29x273
……