多相永磁同步电动机直接转矩控制

适读人群：高等学校电气工程与自动化学科的本科生、研究生和教师，以及从事多相电动机控制策略及系统研究、设计、开发的工程技术人员。本书是作者多年研究的心血，并对图书内容进行了精心的打磨。本书属于中国自动化学会电气自动化专业委员会和中国电工技术学会电控系统与装置专业委员会负责组织编辑的“电气自动化新技术丛书”。本书选择多相永磁同步电动机直接转矩控制为中心内容，围绕电动机转矩控制策略、零序电流控制策略、提升负载能力控制策略、缺相容错不间断运行控制策略、多电动机串联驱动控制策略、降低转矩脉动控制策略、无位置传感器控制策略、转子磁悬浮控制策略等内容展开研究及论述。

本书围绕多相永磁同步电动机瞬时转矩及多自由度控制特点，对多相永磁同步电动机直接转矩控制系统的转矩控制策略、零序电流控制策略、提升负载能力控制策略、缺相容错不间断运行控制策略、多电动机串联驱动控制策略、降低转矩脉动控制策略、无位置传感器控制策略、转子磁悬浮控制策略等关键技术展开研究。基于理论研究成果，对关键控制技术进行了仿真及实验研究。本书可作为高等学校电气工程与自动化学科的本科生、研究生和教师的参考用书，也可以供从事多相电动机控制策略及系统研究、设计、开发的工程技术人员参考使用。

周扬忠，男，1971年出生于江苏省淮安市。1996年7月大学毕业于南京航空航天大学自动化学院电气技术专业，2007年3月博士毕业于南京航空航天大学电力电子与电力传动专业，2015年6月于东南大学电气工程学科博士后流动站出站。现为福州大学电气工程与自动化学院教授、博士生导师、学位和学术委员会委员、应用电子系主任。福建省电源学会理事，国家和省部级基金项目通讯评审专家，国内外多种核心期刊特约审稿人。长期从事电机及其控制系统、电力电子与电力传动系统、新能源发电系统的教学、科研工作，培养毕业研究生30余名。主持完成、省部级科研项目多项，在国内外核心期刊上发表学术论文70多篇，获批国家发明专利30多项，出版学术专著2部。

电气自动化新技术丛书 序言
前言
第1章 绪论1
1.1多相电动机驱动系统概述1
1.1.1多相电动机驱动系统及其特点1
1.1.2多相电动机驱动系统的应用2
1.2多相电动机驱动系统瞬时转矩控制策略5
1.2.1多相电动机矢量控制5
1.2.2多相电动机直接转矩控制6
1.2.3多相电动机矢量控制与直接转矩控制比较6
1.3多相电动机直接转矩控制综述8
1.3.1多相电动机直接转矩控制结构8
1.3.2多自由度使用10
1.4多相电动机无位置传感器研究现状14
参考文献15
第2章 多相永磁同步电动机数学模型20
2.1引言20
2.2多相交流电动机多平面分解坐标变换理论21
2.3对称六相永磁同步电动机数学模型24
2.3.1静止坐标系数学模型24
2.3.2旋转坐标系数学模型33
2.3.3零序轴系数学模型34
2.4对称五相永磁同步电动机数学模型35
2.4.1静止坐标系数学模型35
2.4.2旋转坐标系数学模型43
2.5双三相永磁同步电动机数学模型45
2.5.1静止坐标系数学模型46
2.5.2旋转坐标系数学模型55
2.6本章小结57
参考文献57
第3章 单电动机单平面机电能量转换型直接转矩控制59
3.1引言59
3.2具有零序电流自调整的直接转矩控制策略59
3.2.1直接转矩控制策略59
3.2.2控制策略仿真研究72
3.2.3控制策略实验研究77
3.3基于三维零序空间及二维机电能量转换平面的直接转矩控制策略82
3.3.1直接转矩控制策略82
3.3.2控制策略仿真研究88
3.3.3控制策略实验研究88
3.4本章小结90
参考文献90
第4章 单电动机双平面机电能量转换型直接转矩控制92
4.1引言92
4.2五相永磁同步电动机3次谐波注入式直接转矩控制93
4.2.1基波和3次谐波机电转换能量转换分配93
4.2.2电压矢量对双机电能量转换平面及零序轴系的控制101
4.2.3控制策略仿真研究110
4.2.4控制策略实验研究114
4.2.5转矩提升能力分析119
4.3双三相永磁同步电动机5次谐波注入式直接转矩控制119
4.3.1电压矢量对双机电能量转换平面及零序轴系的控制119
4.3.2控制策略仿真研究128
4.3.3控制策略实验研究130
4.4本章小结132
参考文献132
第5章 单电动机驱动系统缺相容错型直接转矩控制134
5.1引言134
5.2多相永磁同步电动机绕组缺一相容错型直接转矩控制135
5.2.1缺一相电动机数学模型135
5.2.2缺一相容错型直接转矩控制139
5.2.3逆变器输出电压不可控部分对DTC策略的影响分析150
5.2.4电流幅值平衡型缺一相容错型直接转矩控制154
5.3多相永磁同步电动机绕组缺任意两相容错型直接转矩控制159
5.3.1缺相隔60°电角度两相容错型直接转矩控制159
5.3.2缺失两相的其他两种情况容错型直接转矩控制理论概括174
5.3.3缺任意两相带负载能力分析178
5.4多相永磁同步电动机绕组缺任意三相容错型直接转矩控制181
5.4.1缺A,B,C三相容错型直接转矩控制181
5.4.2缺其他三相绕组的相关结论188
5.4.3缺任意三相带负载能力分析194
5.5本章小结196
参考文献196
第6章 单逆变器供电多电动机绕组串联驱动系统直接转矩控制198
6.1引言198
6.2六相串联三相永磁同步电动机驱动系统直接转矩控制199
6.2.1绕组无故障时直接转矩控制199
6.2.2绕组缺一相时直接转矩控制225
6.3五相串联五相永磁同步电动机驱动系统直接转矩控制243
6.3.1驱动系统解耦数学模型243
6.3.2具有谐波补偿的直接转矩控制原理248
6.3.3直接转矩控制仿真研究250
6.3.4直接转矩控制实验研究253
6.4本章小结256
参考文献256
第7章 多相电动机直接转矩控制中的降低转矩脉动技术257
7.1引言257
7.2空间电压矢量调制型直接转矩控制257
7.2.1扇区划分型空间矢量调制257
7.2.2无扇区划分型空间矢量调制273
7.2.3四矢量SVPWM和无扇区划分SVPWM电压利用率比较283
7.3脉宽调制型直接转矩控制284
7.3.1脉宽调制型直接转矩控制策略284
7.3.2脉宽调制型直接转矩控制仿真研究288
7.3.3脉宽调制型直接转矩控制实验研究291
7.4电压矢量预测型直接转矩控制296
7.4.1电动机预测数学模型296
7.4.2具有零序电流控制的预测型直接转矩控制策略299
7.4.3控制策略仿真研究302
7.4.4控制策略实验研究304
7.5本章小结308
参考文献309
第8章 多相电动机直接转矩控制中的无位置传感器技术310
8.1引言310
8.2绕组无故障时无位置传感器技术310
8.2.1无位置传感器理论310
8.2.2观测器稳定性证明313
8.2.3仿真研究314
8.3绕组缺相时无位置传感器技术316
8.3.1缺两相定子磁链观测器（以缺A，B相为例）316
8.3.2仿真研究321
8.3.3实验研究322
8.4双三相永磁同步电动机高频信号注入无位置传感器技术325
8.4.1电动机的高频信号数学模型325
8.4.2无位置传感器技术326
8.4.3仿真研究329
8.5本章小结331
参考文献331
第9章 多相电动机谐波平面控制转子磁悬浮技术332
9.1引言332
9.2多相定子永磁型电动机工作原理及数学模型332
9.3电磁转矩及悬浮力直接控制原理335
9.3.1电磁转矩直接控制335
9.3.2悬浮力直接控制335
9.3.3很优电压矢量的挑选337
9.3.4转矩和悬浮力直接控制系统341
9.4仿真研究341
9.5本章小结343
参考文献343
附录344