微特电机原理与控制

现代微特电机技术是一门集电机技术、材料科学、计算机技术、现代控制理论、微电子技术和电力电子技术等现代科学技术的进步于一体的新技术。本书主要介绍几种正在兴起和已经取得广泛应用的微特电机的原理、分析、设计及其控制方法。全书共6章，第1章介绍微特电机的分类、应用、发展趋势和设计与控制的共性问题；第2章介绍无刷直流电动机的结构、原理、主要特性和控制系统；第3章介绍永磁同步电机和永磁辅助同步磁阻电机的原理、设计与矢量控制；第4章介绍开关磁阻电动机的工作原理、分析方法、设计方法、控制策略和控制系统；第5章介绍步进电动机的工作原理、静动态特性和控制方法；第6章介绍超声波电动机的原理、结构和控制及其发展概况。本书主要作为普通高等学校电气工程及其自动化专业和机电一体化专业的本科教材，也可作为相关领域的研究生和工程技术人员的参考书。

前言
第1章微特电机及其控制基础
1.1微特电机的定义与种类
1.1.1非电磁电机
1.1.2机电一体化电机
1.1.3特殊结构电机
1.2微特电机的应用与发展趋势
1.2.1微特电机的应用
1.2.2微特电机的发展趋势
1.3永磁材料与磁极结构
1.3.1永磁材料的主要特性
1.3.2电机中常用的永磁材料
1.3.3常见转子结构
1.3.4Halbach阵列
1.3.5气隙磁感应强度的近似估算
1.4分数槽绕组与分数槽集中绕组
1.5电机数字控制系统的构建
1.5.1电机数字控制系统的构建方法
1.5.2位置与角度检测电路
1.5.3电流检测电路
1.5.4逆变器与门极驱动电路
1.5.5故障检测与保护电路
1.5.6数字PID
1.6电机控制系统的测速方法
练习与思考
技能扩展
第2章无刷直流电动机及其控制
2.1无刷直流电动机系统
2.1.1无刷直流电动机的组成
2.1.2无刷直流电动机的基本工作原理
2.1.3无刷直流电动机与永磁同步电动机
2.1.4无刷直流电动机的特点
2.2三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式
2.2.1星形联结三相半桥式主电路
2.2.2星形联结三相桥式主电路
2.2.3三角形联结三相桥式主电路
2.3无刷直流电动机的电枢反应
2.4无刷直流电动机的分析
2.4.1无刷直流电动机的数学模型
2.4.2无刷直流电动机的反电动势
2.4.3无刷直流电动机稳态性能的动态模拟
2.4.4无刷直流电动机稳态性能的简化分析
2.5无刷直流电动机的转矩脉动
2.5.1转矩脉动的定义及引起转矩脉动的原因
2.5.2换相与转矩脉动
2.6无刷直流电动机的控制原理及其实现
2.6.1无刷直流电动机控制系统原理
2.6.2PWM调制方式
2.6.3正反转运行控制
2.7无刷直流电动机的无位置传感器控制
2.7.1反电动势过零检测法
2.7.2三次谐波检测法的辨析
2.7.3无位置传感器控制中无刷直流电动机的起动
2.7.4无位置传感器控制系统实现
2.8无刷直流电动机控制专用集成电路
2.9无刷直流电动机的单片机控制实例
2.9.1基于AVR单片机的电动车用无刷直流电动机控制系统
2.9.2基于AVR单片机的电动车用无刷直流电动机控制软件设计
练习与思考
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第3章永磁同步电机及其控制
3.1永磁同步电机的数学模型
3.1.1永磁同步电机的基本结构
3.1.2永磁同步电机在ABC坐标系下的数学模型
3.1.3电机控制中常用的坐标系及其坐标变换
3.1.4永磁同步电机在dq坐标系中的数学模型
3.1.5永磁同步电机在αβ坐标系中的数学模型
3.2永磁同步电机的矢量控制
3.2.1矢量控制的原理
3.2.2id=0控制
3.2.3MTPA控制
3.2.4cosφ=1控制
3.2.5弱磁控制
3.3永磁同步电机控制系统
3.3.1控制系统的构成
3.3.2空间矢量脉宽调制技术
3.3.3永磁同步电机的无传感器控制策略
3.4永磁辅助同步磁阻电机在电动车中的应用
3.4.1电机与控制器的技术要求
3.4.2永磁同步电机的设计及其与控制器的配合
3.4.3永磁辅助同步磁阻电机
3.4.4永磁辅助同步磁阻电机的功率因数
练习与思考
技能扩展
第4章开关磁阻电动机及其控制系统
4.1开关磁阻电动机传动系统
4.1.1开关磁阻电动机传动系统的组成
4.1.2开关磁阻电动机的工作原理
4.1.3开关磁阻电动机的相数与结构
4.1.4开关磁阻电动机传动系统的特点
4.1.5开关磁阻电动机的应用
4.2开关磁阻电动机的基本方程与性能分析
4.2.1SR电动机的基本方程
4.2.2基于理想线性模型的SR电动机分析
4.2.3考虑磁路饱和时SR电动机的分析
4.2.4分段线性分析
4.3开关磁阻电动机的基本控制原理
4.3.1SR电动机的运行特性
4.3.2SR电动机的基本控制方式
4.3.3SR电动机的起动
4.3.4SR电动机的四象限运行控制
4.4开关磁阻电动机的功率变换器
4.4.1功率变换器常见的主电路形式
4.4.2功率开关器件和续流二极管的选用
4.4.3SR电动机的功率变换器设计实例
4.5基于TMS320F28069微控制器的SRD控制系统
4.5.1基于TMS320F28069的SRD控制系统硬件
4.5.2SRD的控制策略与实现
4.5.3控制系统程序结构
4.5.4软件抗干扰措施
4.6开关磁阻电动机的转矩控制
4.6.1转矩分配函数控制法
4.6.2开关磁阻电动机的DTC辨析
4.6.3开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制
4.7开关磁阻电动机的无位置传感器控制
4.7.1无机械位置传感器位置检测方法
4.7.2改进的高频信号注入法
4.8开关磁阻发电机
4.8.1开关磁阻发电机系统的组成
4.8.2开关磁阻发电机的工作原理
4.8.3开关磁阻发电机的能量传递
4.8.4开关磁阻发电机的控制策略
练习与思考
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第5章步进电动机及其控制
5.1步进电动机的结构与工作原理
5.1.1步进电动机的工作原理
5.1.2反应式步进电动机
5.1.3永磁式和混合式步进电动机
5.1.4步进电动机的特点
5.2反应式步进电动机的特性
5.2.1步进电动机的静态特性
5.2.2步进电动机的单步运行
5.2.3步进电动机的连续运行和动特性
5.3步进电动机驱动控制器的构成
5.4步进电动机的功率驱动电路
5.4.1单极性驱动电路
5.4.2双极性驱动电路
5.5步进电动机的角度细分控制
5.5.1角度细分控制原理
5.5.2角度细分控制的电路实现
5.6基于AVR单片机的两相混合式步进电动机控制实例
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