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第1章 电磁转矩与空间矢量1

1.1电磁转矩1

1.1.1磁场与磁能1

1.1.2机电能量转换6

1.1.3电磁转矩的生成10

1.1.4电磁转矩的控制13

1.2直、交流电机的电磁转矩14

1.2.1直流电机的电磁转矩14

1.2.2三相同步电机的电磁转矩16

1.2.3三相感应电机的电磁转矩18

1.3空间矢量20

1.3.1定、转子的磁动势矢量20

1.3.2定、转子的电流矢量25

1.3.3定子电压矢量27

1.3.4定、转子磁链矢量28

1.4矢量控制33

1.4.1电磁转矩的矢量表达式33

1.4.2电磁转矩的矢量控制35

思考题与习题42

第2章 三相感应电动机的矢量控制45

2.1基于转子磁场的转矩控制45

2.1.1转矩控制稳态分析45

2.1.2转矩控制动态分析49

2.2空间矢量方程53

2.2.1 ABC轴系矢量方程54

2.2.2坐标变换和矢量变换57

2.2.3任意同步旋转MT轴系矢量方程60

2.2.4转子磁场定向MT轴系矢量方程61

2.3基于转子磁场定向的矢量控制系统69

2.3.1直接磁场定向70

2.3.2间接磁场定向72

2.3.3由电压源逆变器馈电的控制系统74

2.3.4由电流可控电压源逆变器馈电的控制系统77

2.4基于转子磁场的矢量控制中的几个技术问题85

2.4.1电动机参数变化对磁场定向和系统性能的影响85

2.4.2磁路饱和对磁场定向和系统性能的影响88

2.5基于转子磁场定向的矢量控制系统仿真实例89

2.6基于气隙磁场定向的矢量控制92

2.6.1基于气隙磁场的转矩控制92

2.6.2矢量控制方程92

2.6.3矢量控制系统95

2.7基于定子磁场定向的矢量控制97

2.7.1基于定子磁场的转矩控制97

2.7.2矢量控制方程97

2.7.3矢量控制系统100

2.8双馈感应电机的矢量控制102

2.8.1基于定子磁场定向的矢量控制102

2.8.2矢量控制下的四种运行状态108

2.8.3矢量控制的特点111

2.8.4矢量控制系统114

思考题与习题118

第3章 三相永磁同步电动机的矢量控制120

3.1基于转子磁场定向的矢量方程120

3.1.1转子结构及物理模型120

3.1.2面装式三相永磁同步电动机的矢量方程123

3.1.3插入式三相永磁同步电动机的矢量方程126

3.2基于转子磁场定向的矢量控制及控制系统131

3.2.1面装式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统131

3.2.2插入式三相永磁同步电动机的矢量控制及控制系统136

3.3弱磁控制与定子电流的最优控制138

3.3.1弱磁控制138

3.3.2定子电流的最优控制141

3.4基于定子磁场定向的矢量控制143

3.4.1矢量控制方程144

3.4.2矢量控制系统145

3.5谐波转矩及转速波动146

3.5.1谐波转矩146

3.5.2谐波转矩的削弱方法150

3.6矢量控制系统仿真实例152

思考题与习题154

第4章 三相感应电动机的直接转矩控制156

4.1控制原理与控制方式156

4.1.1基本原理156

4.1.2定子电压矢量的作用与定子磁链轨迹变化158

4.2控制系统159

4.2.1滞环比较控制159

4.2.2定子磁链和转矩估计164

4.3空间矢量调制166

4.3.1多位滞环比较控制166

4.3.2预期电压控制168

4.4直接转矩控制与矢量控制的联系和比较170

4.4.1直接转矩控制与转子磁场矢量控制170

4.4.2直接转矩控制与定子磁场矢量控制171

4.5直接转矩控制仿真举例174

思考题与习题176

第5章 三相永磁同步电动机的直接转矩控制178

5.1控制原理与控制方式178

5.1.1转矩的生成与控制178

5.1.2滞环比较控制与控制系统181

5.1.3磁链和转矩估计182

5.1.4电动机参数和转速的影响183

5.1.5预期电压直接转矩控制184

5.2最优控制与弱磁控制186

5.2.1最大转矩／电流比控制186

5.2.2弱磁控制187

5.3直接转矩控制与矢量控制的联系与比较188

5.3.1直接转矩控制与定子磁场矢量控制188

5.3.2直接转矩控制与转子磁场矢量控制189

5.4直接转矩控制仿真举例190

思考题与习题193

第6章 无速度传感器控制与智能控制195

6.1基于数学模型的开环估计195

6.1.1三相感应电动机转速估计195

6.1.2三相永磁同步电动机转子位置估计197

6.2模型参考自适应系统198

6.2.1参考模型和可调模型199

6.2.2自适应律200

6.2.3转子磁链和转速估计系统202

6.3自适应观测器203

6.3.1状态估计方程204

6.3.2状态观测器205

6.3.3转速自适应律206

6.4扩展卡尔曼滤波209

6.4.1结构与原理209

6.4.2数学模型210

6.4.3状态估计213

6.5智能控制应用举例218

6.5.1基于神经网络的模型参考自适应系统218

6.5.2模糊神经网络直接转矩控制222

思考题与习题224

附录225

附录A从电磁场角度分析空间矢量及转矩生成225

A.1磁动势矢量与电流矢量225

A.2电机气隙内的磁场231

A.3磁链矢量与转矩生成233

A.4电流矢量与转矩生成235

A.5空间矢量与转矩控制237

附录B坐标变换与矢量变换240

B.1三相静止轴系与二相静止轴系间的变换240

B.2二相静止轴系与二相旋转轴系间的变换242

B.3三相静止轴系与二相旋转轴系间的变换243

B.4旋转轴系与旋转轴系间的变换244

B.5静止轴系到旋转轴系变换的意义的应用244

参考文献249