普通高等教育电气工程自动化系列规划教材 电机与电力拖动控制系统 [张红莲 主编] 高清晰可复制文字版
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资料介绍
普通高等教育电气工程自动化系列规划教材 电机与电力拖动控制系统 高清晰可复制文字版
作者：张红莲 主编
出版时间：2013
丛编项： 普通高等教育电气工程自动化系列规划教材
内容简介
《电机与电力拖动控制系统/普通高等教育电气工程自动化系列规划教材》主要讲述电机、电力拖动及其控制系统的基本理论，包含直流和交流两大部分。直流电机及拖动控制部分有：直流电机的原理、结构及运行特性；直流电动机的电力拖动，包括直流电动机的起动、制动、调速原理及各种运行方式分析；直流电动机调速控制系统，包括转速单闭环调速控制系统和转速电流双闭环调速控制系统的分析和设计；直流调速系统的建模与仿真。交流电机及拖动控制部分有：三相异步电动机的原理、结构及运行特性；三相异步电动机的电力拖动，包括三相异步电动机的起动、制动、调速的原理及各种运行方式分析；交流电动机调速控制系统，包括基于稳态模型的异步电动机的变频调速系统，基于动态模型的异步电动机的调速系统；交流调速系统的建模与仿真。最后介绍了电力拖动系统电动机的选择方法及应用。《电机与电力拖动控制系统/普通高等教育电气工程自动化系列规划教材》可作为高等院校的自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等专业，以及高等职业技术学院、高等专科学校、继续教育学院等专科学校的电气技术、工业自动化、机电应用技术等专业的教材，也可作为有关工程技术人员的参考用书。
目录
前言
绪论
0.1 电机及电力拖动系统概述
0.2 交直流调速控制系统概述
0.3 本课程的任务
第1章 直流电机
1.1 直流电机的工作原理和结构
1.1.1 直流电机的工作原理
1.1.2 直流电机的主要结构
1.2 直流电机的铭牌数据及主要系列
1.2.1 直流电机的铭牌数据
1.2.2 直流电机系列
1.3 直流电机的电枢绕组
1.3.1 直流电机电枢绕组的一般介绍
1.3.2 直流电机电枢绕组的基本形式
1.4 直流电机的磁场
1.4.1 直流电机的空载磁场
1.4.2 直流电机负载时的磁场及电枢反应
1.5 直流电机的电磁转矩和电枢电动势
1.5.1 直流电机的电枢电动势
1.5.2 直流电机的电磁转矩
1.6 直流电机的换向
1.6.1 换向概述
1.6.2 换向的电磁理论
1.6.3 改善换向的方法
1.6.4 防止环火与补偿绕组
1.7 直流电动机
1.7.1 直流电动机按励磁方式分类
1.7.2 直流电动机的基本方程式
1.7.3 他励（并励）直流电动机的工作特性
1.7.4 串励直流电动机的工作特性
1.7.5 复励直流电动机的工作特性
1.7.6 直流电动机的适用范围
1.8 直流发电机
1.8.1 直流发电机的励磁方式
1.8.2 直流发电机的基本方程式
1.8.3 他励直流发电机的特性
1.8.4 并励直流发电机
1.8.5 复励直流发电机
本章小结
习题
第2章 直流电动机的电力拖动
2.1 电力拖动系统的动力学基础
2.1.1 电力拖动系统的组成
2.1.2 电力拖动系统的运动方程式
2.1.3 多轴拖动系统的折算
2.2 负载的转矩特性
2.3 他励直流电动机的机械特性
2.3.1 他励直流电动机的机械特性方程
2.3.2 他励直流电动机的机械特性曲线
2.3.3 电力拖动系统稳定运行条件
2.4 他励直流电动机的起动
2.4.1 对起动的要求
2.4.2 电枢回路串电阻起动
2.4.3 减压起动
2.5 他励直流电动机的制动
2.5.1 能耗制动
2.5.2 反接制动
2.5.3 回馈制动（再生制动）
2.5.4 他励直流电动机的四象限运行
2.6 他励直流电动机的调速
2.6.1 调速指标
2.6.2 他励直流电动机的调速方法
2.7 直流调速方式与负载的配合
2.7.1 电动机的容许输出与充分利用
2.7.2 他励直流电动机的调速方式
2.7.3 负载类型与电动机调速方式的匹配
2.8 串励和复励直流电动机的电力拖动
2.8.1 串励直流电动机的电力拖动
2.8.2 复励直流电动机的电力拖动
2.9 电力拖动系统的过渡过程
2.9.1 过渡过程概念
2.9.2 电力拖动系统动态分析
本章小结
习题
第3章 直流电动机调速控制系统
3.1 直流调速系统的组成及数学模型
3.1.1 直流调速系统的组成
3.1.2 可控直流电源
3.1.3 直流调速系统及数学模型
3.2 调速系统的控制要求和开环直流调速系统
3.2.1 调速系统的控制要求
3.2.2 开环直流调速系统的特性及存在的问题
3.3 转速负反馈单闭环直流调速系统
3.3.1 单闭环直流调速系统的组成及静特性
3.3.2 单闭环直流调速系统稳态参数的计算
3.3.3 单闭环直流调速系统的动态分析
3.4 无静差直流调速系统和积分控制规律
3.4.1 比例调节器的特性
3.4.2 比例积分调节器的特性
3.4.3 无静差直流调速系统及其稳态参数计算
3.5 单闭环直流调速系统的限流保护
3.5.1 电流截止负反馈
3.5.2 带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统
3.6 转速电流双闭环直流调速系统
3.6.1 双闭环直流调速系统的组成及静特性
3.6.2 双闭环直流调速系统的数学模型
3.6.3 双闭环直流调速系统的起动过程
3.6.4 双闭环直流调速系统的动态抗扰性能
3.7 调速器的工程设计方法
3.7.1 工程设计方法的基本思路
3.7.2 典型系统及其参数与性能指标的关系
3.7.3 工程设计中的近似处理
3.8 转速电流双闭环直流调速系统的设计
3.8.1 电流调节器的设计
3.8.2 转速调节器的设计
3.9 弱磁控制的直流调速系统
3.9.1 变压与弱磁的配合控制
3.9.2 励磁电流的闭环控制
3.10 可逆直流调速控制系统
3.10.1 PWM可逆直流调速控制系统
3.10.2 V-M可逆直流调速控制系统
3.11 直流调速系统与仿真
3.11.1 开环直流调速系统的仿真
3.11.2 有静差转速负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.3 单闭环无静差转速负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.4 电流截止负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.5 转速电流双闭环直流调速系统的建模与仿真
本章小结
习题
第4章 三相异步电动机
4.1 三相异步电动机的工作原理和基本结构
4.1.1 三相异步电动机的工作原理
4.1.2 三相异步电动机的基本结构
4.1.3 三相异步电动机的铭牌数据及主要系列
4.2 三相交流电机的定子绕组
4.2.1 三相交流绕组的基本要求和分类
4.2.2 单层绕组
4.2.3 双层叠绕组
4.3 绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势
4.3.2 线圈组的电动势
4.3.3 相电动势
4.3.4 短距因数与分布因数
4.4 绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势
4.4.2 三相绕组的磁动势——旋转磁动势
4.5 三相异步电动机的空载运行
4.5.1 空载运行时的电磁关系
4.5.2 空载运行时的定子电压平衡关系
4.6 三相异步电动机的负载运行
4.6.1 负载运行时的物理情况
4.6.2 异步电动机的等效电路及相量图
4.7 三相异步电动机的功率和电磁转矩
4.7.1 功率转换过程和功率平衡方程式
4.7.2 转矩平衡方程式
4.7.3 电磁转矩公式
4.8 三相异步电动机的工作特性
本章小结
习题
第5章 三相异步电动机的电力拖动基础
5.1 三相异步电动机的机械特性
5.1.1 三相异步电动机的机械特性表达式
5.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性
5.2 三相异步电动机的起动
5.2.1 三相异步电动机的起动性能分析
5.2.2 三相异步电动机的起动方法
5.3 三相异步电动机的制动
5.3.1 三相异步电动机的能耗制动
5.3.2 三相异步电动机的反接制动
5.3.3 三相异步电动机的回馈制动
5.4 三相异步电动机的调速
5.4.1 转差功率消耗型异步电动机调速方法
5.4.2 转差功率回馈型异步电动机调速方法——串级调速
5.4.3 转差功率不变型异步电动机调速方法
本章小结
习题
第6章 异步电动机调速控制系统
6.1 变压变频调速的基础知识
6.1.1 电压频率协调控制时的机械特性
6.1.2 交-直-交变压变频器
6.2 变压变频脉宽调制（PWM）技术
6.2.1 正弦波脉宽调制（SPWM）控制技术
6.2.2 电流跟踪PWM（CFPWM）控制技术
6.2.3 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术
6.3 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速
6.3.1 转速开环变压变频调速系统
6.3.2 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
6.4 异步电动机的动态数学模型和坐标变换
6.4.1 异步电动机的动态数学模型
6.4.2 坐标变换和变换矩阵
6.5 异步电动机在两相坐标系上的动态数学模型
6.5.1 异步电动机在两相任意旋转坐标系（dq坐标系）上的数学模型
6.5.2 异步电动机在两相静止坐标系（αβ坐标系）上的数学模型
6.5.3 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
6.5.4 异步电动机在两相坐标系上的状态方程
6.6 异步电动机矢量控制变频调速系统
6.6.1 矢量控制系统的基本思路和转子磁链模型
6.6.2 转速磁链闭环的矢量控制系统——直接矢量控制系统
6.6.3 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统
6.6.4 矢量控制系统的特点与存在的问题
6.7 异步电动机直接转矩控制变频调速系统
6.7.1 直接转矩控制的实质
6.7.2 定子电压矢量对磁链和转矩的调节作用
6.7.3 异步电动机直接转矩控制系统
6.8 三相异步电动机调速系统的仿真
6.8.1 三相异步电动机直接起动情况下的仿真
6.8.2 三相异步电动机开环VVVF系统的仿真
6.8.3 矢量控制系统的仿真
6.8.4 直接转矩控制仿真分析
6.9 电力拖动控制系统应用
6.9.1 变频恒压供水系统
6.9.2 多电动机同步调速系统
6.9.3 卷绕机械恒张力控制
本章小结
习题
第7章 电力拖动系统电动机的选择
7.1 拖动系统选择电动机的原则
7.2 电动机的发热与冷却
7.2.1 电动机的发热
7.2.2 电动机的冷却
7.3 电动机的工作制
7.4 电动机负载功率的计算和额定功率的选择
7.4.1 电动机额定功率选择的步骤
7.4.2 负载功率的计算
7.4.3 电动机额定功率的选择
7.5 电动机种类、结构的选择
7.5.1 电动机种类的选择
7.5.2 电动机结构型式的选择
本章小结
习题
参考文献
作者：张红莲 主编
出版时间：2013
丛编项： 普通高等教育电气工程自动化系列规划教材
内容简介
《电机与电力拖动控制系统/普通高等教育电气工程自动化系列规划教材》主要讲述电机、电力拖动及其控制系统的基本理论，包含直流和交流两大部分。直流电机及拖动控制部分有：直流电机的原理、结构及运行特性；直流电动机的电力拖动，包括直流电动机的起动、制动、调速原理及各种运行方式分析；直流电动机调速控制系统，包括转速单闭环调速控制系统和转速电流双闭环调速控制系统的分析和设计；直流调速系统的建模与仿真。交流电机及拖动控制部分有：三相异步电动机的原理、结构及运行特性；三相异步电动机的电力拖动，包括三相异步电动机的起动、制动、调速的原理及各种运行方式分析；交流电动机调速控制系统，包括基于稳态模型的异步电动机的变频调速系统，基于动态模型的异步电动机的调速系统；交流调速系统的建模与仿真。最后介绍了电力拖动系统电动机的选择方法及应用。《电机与电力拖动控制系统/普通高等教育电气工程自动化系列规划教材》可作为高等院校的自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等专业，以及高等职业技术学院、高等专科学校、继续教育学院等专科学校的电气技术、工业自动化、机电应用技术等专业的教材，也可作为有关工程技术人员的参考用书。
目录
前言
绪论
0.1 电机及电力拖动系统概述
0.2 交直流调速控制系统概述
0.3 本课程的任务
第1章 直流电机
1.1 直流电机的工作原理和结构
1.1.1 直流电机的工作原理
1.1.2 直流电机的主要结构
1.2 直流电机的铭牌数据及主要系列
1.2.1 直流电机的铭牌数据
1.2.2 直流电机系列
1.3 直流电机的电枢绕组
1.3.1 直流电机电枢绕组的一般介绍
1.3.2 直流电机电枢绕组的基本形式
1.4 直流电机的磁场
1.4.1 直流电机的空载磁场
1.4.2 直流电机负载时的磁场及电枢反应
1.5 直流电机的电磁转矩和电枢电动势
1.5.1 直流电机的电枢电动势
1.5.2 直流电机的电磁转矩
1.6 直流电机的换向
1.6.1 换向概述
1.6.2 换向的电磁理论
1.6.3 改善换向的方法
1.6.4 防止环火与补偿绕组
1.7 直流电动机
1.7.1 直流电动机按励磁方式分类
1.7.2 直流电动机的基本方程式
1.7.3 他励（并励）直流电动机的工作特性
1.7.4 串励直流电动机的工作特性
1.7.5 复励直流电动机的工作特性
1.7.6 直流电动机的适用范围
1.8 直流发电机
1.8.1 直流发电机的励磁方式
1.8.2 直流发电机的基本方程式
1.8.3 他励直流发电机的特性
1.8.4 并励直流发电机
1.8.5 复励直流发电机
本章小结
习题
第2章 直流电动机的电力拖动
2.1 电力拖动系统的动力学基础
2.1.1 电力拖动系统的组成
2.1.2 电力拖动系统的运动方程式
2.1.3 多轴拖动系统的折算
2.2 负载的转矩特性
2.3 他励直流电动机的机械特性
2.3.1 他励直流电动机的机械特性方程
2.3.2 他励直流电动机的机械特性曲线
2.3.3 电力拖动系统稳定运行条件
2.4 他励直流电动机的起动
2.4.1 对起动的要求
2.4.2 电枢回路串电阻起动
2.4.3 减压起动
2.5 他励直流电动机的制动
2.5.1 能耗制动
2.5.2 反接制动
2.5.3 回馈制动（再生制动）
2.5.4 他励直流电动机的四象限运行
2.6 他励直流电动机的调速
2.6.1 调速指标
2.6.2 他励直流电动机的调速方法
2.7 直流调速方式与负载的配合
2.7.1 电动机的容许输出与充分利用
2.7.2 他励直流电动机的调速方式
2.7.3 负载类型与电动机调速方式的匹配
2.8 串励和复励直流电动机的电力拖动
2.8.1 串励直流电动机的电力拖动
2.8.2 复励直流电动机的电力拖动
2.9 电力拖动系统的过渡过程
2.9.1 过渡过程概念
2.9.2 电力拖动系统动态分析
本章小结
习题
第3章 直流电动机调速控制系统
3.1 直流调速系统的组成及数学模型
3.1.1 直流调速系统的组成
3.1.2 可控直流电源
3.1.3 直流调速系统及数学模型
3.2 调速系统的控制要求和开环直流调速系统
3.2.1 调速系统的控制要求
3.2.2 开环直流调速系统的特性及存在的问题
3.3 转速负反馈单闭环直流调速系统
3.3.1 单闭环直流调速系统的组成及静特性
3.3.2 单闭环直流调速系统稳态参数的计算
3.3.3 单闭环直流调速系统的动态分析
3.4 无静差直流调速系统和积分控制规律
3.4.1 比例调节器的特性
3.4.2 比例积分调节器的特性
3.4.3 无静差直流调速系统及其稳态参数计算
3.5 单闭环直流调速系统的限流保护
3.5.1 电流截止负反馈
3.5.2 带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统
3.6 转速电流双闭环直流调速系统
3.6.1 双闭环直流调速系统的组成及静特性
3.6.2 双闭环直流调速系统的数学模型
3.6.3 双闭环直流调速系统的起动过程
3.6.4 双闭环直流调速系统的动态抗扰性能
3.7 调速器的工程设计方法
3.7.1 工程设计方法的基本思路
3.7.2 典型系统及其参数与性能指标的关系
3.7.3 工程设计中的近似处理
3.8 转速电流双闭环直流调速系统的设计
3.8.1 电流调节器的设计
3.8.2 转速调节器的设计
3.9 弱磁控制的直流调速系统
3.9.1 变压与弱磁的配合控制
3.9.2 励磁电流的闭环控制
3.10 可逆直流调速控制系统
3.10.1 PWM可逆直流调速控制系统
3.10.2 V-M可逆直流调速控制系统
3.11 直流调速系统与仿真
3.11.1 开环直流调速系统的仿真
3.11.2 有静差转速负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.3 单闭环无静差转速负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.4 电流截止负反馈直流调速系统的建模与仿真
3.11.5 转速电流双闭环直流调速系统的建模与仿真
本章小结
习题
第4章 三相异步电动机
4.1 三相异步电动机的工作原理和基本结构
4.1.1 三相异步电动机的工作原理
4.1.2 三相异步电动机的基本结构
4.1.3 三相异步电动机的铭牌数据及主要系列
4.2 三相交流电机的定子绕组
4.2.1 三相交流绕组的基本要求和分类
4.2.2 单层绕组
4.2.3 双层叠绕组
4.3 绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势
4.3.2 线圈组的电动势
4.3.3 相电动势
4.3.4 短距因数与分布因数
4.4 绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势——脉振磁动势
4.4.2 三相绕组的磁动势——旋转磁动势
4.5 三相异步电动机的空载运行
4.5.1 空载运行时的电磁关系
4.5.2 空载运行时的定子电压平衡关系
4.6 三相异步电动机的负载运行
4.6.1 负载运行时的物理情况
4.6.2 异步电动机的等效电路及相量图
4.7 三相异步电动机的功率和电磁转矩
4.7.1 功率转换过程和功率平衡方程式
4.7.2 转矩平衡方程式
4.7.3 电磁转矩公式
4.8 三相异步电动机的工作特性
本章小结
习题
第5章 三相异步电动机的电力拖动基础
5.1 三相异步电动机的机械特性
5.1.1 三相异步电动机的机械特性表达式
5.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性
5.2 三相异步电动机的起动
5.2.1 三相异步电动机的起动性能分析
5.2.2 三相异步电动机的起动方法
5.3 三相异步电动机的制动
5.3.1 三相异步电动机的能耗制动
5.3.2 三相异步电动机的反接制动
5.3.3 三相异步电动机的回馈制动
5.4 三相异步电动机的调速
5.4.1 转差功率消耗型异步电动机调速方法
5.4.2 转差功率回馈型异步电动机调速方法——串级调速
5.4.3 转差功率不变型异步电动机调速方法
本章小结
习题
第6章 异步电动机调速控制系统
6.1 变压变频调速的基础知识
6.1.1 电压频率协调控制时的机械特性
6.1.2 交-直-交变压变频器
6.2 变压变频脉宽调制（PWM）技术
6.2.1 正弦波脉宽调制（SPWM）控制技术
6.2.2 电流跟踪PWM（CFPWM）控制技术
6.2.3 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术
6.3 基于异步电动机稳态模型的变压变频调速
6.3.1 转速开环变压变频调速系统
6.3.2 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统
6.4 异步电动机的动态数学模型和坐标变换
6.4.1 异步电动机的动态数学模型
6.4.2 坐标变换和变换矩阵
6.5 异步电动机在两相坐标系上的动态数学模型
6.5.1 异步电动机在两相任意旋转坐标系（dq坐标系）上的数学模型
6.5.2 异步电动机在两相静止坐标系（αβ坐标系）上的数学模型
6.5.3 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
6.5.4 异步电动机在两相坐标系上的状态方程
6.6 异步电动机矢量控制变频调速系统
6.6.1 矢量控制系统的基本思路和转子磁链模型
6.6.2 转速磁链闭环的矢量控制系统——直接矢量控制系统
6.6.3 磁链开环转差型矢量控制系统——间接矢量控制系统
6.6.4 矢量控制系统的特点与存在的问题
6.7 异步电动机直接转矩控制变频调速系统
6.7.1 直接转矩控制的实质
6.7.2 定子电压矢量对磁链和转矩的调节作用
6.7.3 异步电动机直接转矩控制系统
6.8 三相异步电动机调速系统的仿真
6.8.1 三相异步电动机直接起动情况下的仿真
6.8.2 三相异步电动机开环VVVF系统的仿真
6.8.3 矢量控制系统的仿真
6.8.4 直接转矩控制仿真分析
6.9 电力拖动控制系统应用
6.9.1 变频恒压供水系统
6.9.2 多电动机同步调速系统
6.9.3 卷绕机械恒张力控制
本章小结
习题
第7章 电力拖动系统电动机的选择
7.1 拖动系统选择电动机的原则
7.2 电动机的发热与冷却
7.2.1 电动机的发热
7.2.2 电动机的冷却
7.3 电动机的工作制
7.4 电动机负载功率的计算和额定功率的选择
7.4.1 电动机额定功率选择的步骤
7.4.2 负载功率的计算
7.4.3 电动机额定功率的选择
7.5 电动机种类、结构的选择
7.5.1 电动机种类的选择
7.5.2 电动机结构型式的选择
本章小结
习题
参考文献