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目录 1

第一篇 直流调速系统 1

第一章 单闭环直流调速系统 1

第一节 开环直流调速系统及调速指标 1

一、直流电动机的调速方法和方案 1

二、晶闸管——直流电动机开环调速系统 2

三、V-M系统的机械特性 2

四、生产机械对转速控制的要求及调速指标 4

五、开环调速系统存在的问题 5

第二节 转速负反馈单闭环有静差直流调速系统 6

一、系统的组成及其工作原理 6

二、闭环系统的静特性 6

三、开环系统机械特性与闭环系统静特性相比较 7

四、静态参数计算举例 9

五、闭环控制系统的基本特征 12

六、单闭环有静差调速系统的动态分析 13

第三节 带电流截止负反馈环节的转速闭环调速系统 18

一、系统的组成和工作原理 18

二、系统的静特性及参数选择 18

三、几点说明 20

第四节 带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统 21

一、电压负反馈调速系统 21

二、带有电压负反馈和电流正反馈的调速系统 22

第五节 无静差调速系统及调节器 23

一、积分调节器和积分控制规律 23

二、比例积分调节器和控制规律 24

三、采用PI调节器的单闭环无静差调速系统 27

一、转速检测环节 29

第六节 自动调速系统中的检测环节 29

二、电流检测环节 30

三、电压检测环节 32

第七节 小容量有静差直流调速系统应用实例 34

习题 35

第二章 多闭环和弱磁控制的直流调速系统 38

第一节 转速负反馈、电流负反馈双闭环调速系统 38

一、转速、电流双闭环调速系统的组成 38

二、双闭环调速系统的静特性和稳态参数 39

三、双闭环调速系统的动态性能 41

第二节 带电流变化率内环的三闭环调速系统 45

一、调压与调磁相配合的调速方式 48

第三节 弱磁控制的直流调速系统 48

二、非独立控制励磁的直流调速系统 49

第四节 具有转速自适应调节的弱磁控制调速系统 50

习题 52

第三章 调速系统的工程设计 54

第一节 控制系统的动态性能指标与工程设计的基本思路 54

一、控制系统的动态性能指标 54

二、工程设计方法的可能性与基本思路 55

第二节 典型系统 56

一、典型Ⅰ型系统 56

二、典型Ⅱ型系统 60

三、典型Ⅰ型系统与典型Ⅱ型系统的性能比较 65

四、调节器的最佳整定设计法 65

一、调节器结构的选择 67

第三节 非典型系统的典型化 67

二、传递函数的近似处理 69

第四节 按工程设计方法设计双闭环调速系统的调节器 72

一、电流调节器的设计 72

二、转速调节器的设计 75

三、转速调节器退饱和时转速超调量的计算 77

四、双闭环调速系统的工程设计举例 79

第五节 并联微分校正——转速微分负反馈 82

一、带转速微分负反馈的双闭环调速系统的基本原理 82

二、退饱和时间和退饱和转速 83

三、转速微分负反馈参数的工程设计方法 85

习题 85

一、电枢反接可逆线路 87

第四章 可逆直流调速系统 87

第一节 晶闸管——电动机的可逆线路 87

二、励磁反接可逆线路 88

第二节 晶闸管——电动机可逆系统的工作状态和回馈制动 89

一、晶闸管装置的整流和逆变工作状态 89

二、晶闸管——电动机系统的发电回馈制动 90

三、两组反并联晶闸管——电动机系统的工作状态 91

第三节 可逆系统中的环流及其控制方法 92

一、环流及其种类 92

二、直流平均环流的抑制与配合控制 92

三、瞬时脉动环流及其抑制方法 94

第四节 有环流电枢可逆调速系统 95

一、α＝β配合控制的自然环流可逆调速系统 95

五、环流的两重性 95

四、消除静态环流的错位法和逻辑控制法 95

二、可控环流可逆调速系统 100

第五节 电枢可逆逻辑无环流调速系统 102

一、系统的组成和工作原理 102

二、可逆系统对无环流控制器的要求 103

三、逻辑无环流控制器（DLC） 104

四、逻辑无环流系统的优缺点和改进方案 109

五、DLC切换过程分析 113

第六节 微机控制的直流可逆调速系统 115

一、调速系统数字化的必要性 115

二、系统结构及工作原理 116

习题 125

一、不可逆脉宽调制变换器 127

第一节 脉宽调制变换器 127

第五章 直流脉宽调速系统 127

二、可逆脉宽调制变换器 129

第二节 脉宽调制变换器的控制电路 133

一、三角波振荡器 133

二、脉冲形成及脉冲分配器 134

三、电力晶体管基极驱动电路 136

第三节 双闭环直流脉宽调速系统 137

一、脉宽调速系统的开环机械特性 137

二、双闭环直流脉宽调速系统 138

三、脉宽调速系统最佳开关频率的确定 139

四、泵升电压限制电路 140

第四节 直流脉宽调速系统实例 141

一、采用模拟电路的脉宽调速系统 141

二、由集成PWM控制器控制的不可逆调速系统 142

三、由单片微机控制的不可逆调速系统 145

习题 146

第二篇 交流调速系统 147

第六章 异步电动机的一般变频调速系统 147

第一节 异步电动机变频调速的控制方式及机械特性 148

一、保持U1/f1＝常数的恒压频比控制方式 148

二、保持Tmax＝常数的恒磁通控制方式 150

三、保持Pd＝常数的恒功率控制方式 151

四、恒电流控制方式 152

第二节 静止变频装置及其工作原理 152

一、交—直—交变频装置和交—交变频装置 153

二、电压型变频装置和电流型变频装置 155

三、180°导通型变频装置和120°导通型变频装置 156

一、转速开环的交—直—交电压型变频调速系统 159

第三节 转速开环的变频调速系统 159

二、转速开环的交—直—交电流型变频调速系统 163

三、转速开环的交—交变频调速系统 166

第四节 转速闭环的转差频率控制变频调速系统 167

一、转差频率控制的基本概念 167

二、转差频率控制的规律 168

三、转差频率控制的变频调速系统 170

四、转差频率控制变频调速系统的优缺点 172

第五节 脉宽调制型变频调速系统 172

一、SPWM逆变器的工作原理 173

二、SPWM波形成的方法 176

三、其它脉宽调制方式 179

四、恒幅脉宽调制变频调速系统 182

一、微机控制变频调速系统结构 184

第六节 微机控制IGBT—PWM电压型变频调速系统设计 184

二、变频调速系统主电路设计 185

三、80CI96MC微机控制系统设计 188

四、IGBT驱动电路 192

习题 196

第七章 异步电动机矢量控制变频调速系统 197

第一节 矢量控制基本原理和应用范围 197

一、直流电动机和异步电动机的转矩模型 197

二、矢量控制系统和VVVF系统、SF系统的比较 199

三、矢量控制系统的优点和应用范围 200

第二节 异步电动机的数学模型和坐标变换 203

一、异步电动机的基本方程式 203

二、异步电动机的几种等效电路 206

三、坐标变换 208

四、异步电动机在不同坐标系上的数学模型 212

第三节 带速度传感器的矢量控制变频调速系统的原理和结构 214

一、矢量控制基本方程式 214

二、磁链开环、转差型矢量控制变频调速系统的结构和工作原理 216

三、系统的单元电路和参数确定 218

第四节 无速度传感器矢量控制系统的结构和速度观测理论 222

一、无速度传感器矢量控制系统的原理和结构框图 222

二、速度间接观测理论 224

三、无速度传感器矢量控制系统举例 225

四、实验结果及分析 226

第五节 异步电动机的直接转矩控制 232

一、直接转矩控制技术产生的背景和主要特点 232

二、直接转矩控制（DSC）的基本概念 233

三、直接转矩控制系统的结构框图 237

习题 238

第八章 同步电动机调速系统 239

第一节 同步电动机调速系统的概述 239

一、同步电动机调速系统的发展 239

二、同步电动机调速系统的分类 240

三、同步电动机和异步电动机调速系统的比较 242

第二节 他控式同步电动机变频调速系统和矢量控制系统 242

一、交—交变频器供电的同步电动机调速系统 242

二、同步电动机的矢量控制系统 243

第三节 自控式同步电动机变频调速系统（无换向器电动机） 246

一、无换向器电动机概述 246

二、无换向器电动机的工作原理 247

三、无换向器电动机的换流 249

四、机械特性和调速系统 250

第四节 永磁同步电动机调速系统 253

一、永磁同步电动机的结构 253

二、永磁同步电动机的调速原理 253

三、永磁同步电动机全数字控制系统 255

习题 256

第九章 绕线转子异步电动机的串级调速系统 257

第一节 串级调速原理 257

一、绕线式异步电动机转子附加电动势时的工作 257

二、电气串级调速系统 258

第二节 串级调速系统的性能 259

一、串级调速的机械特性 259

二、串级调速装置的容量 263

三、串级调速系统的效率与功率因数 264

第三节 闭环控制的串级调速系统 267

一、双闭环串级调速系统的组成 267

二、串级调速系统的动态数学模型 268

三、调节器参数的确定 270

四、串级调速系统的控制方式 270

第四节 串级调速系统的改进线路 272

一、逆变器的不对称控制——纵续连接线路 272

二、斩波控制串级调速系统 273

三、直流回路无平波电抗器的串级调速系统 274

第五节 串级调速系统的应用实例 275

一、系统的结构及性能 275

二、变频定相恒脉宽触发器 276

三、应用PLC的逻辑控制系统 278

习题 279

第十章 其它方式的交流调速系统 281

第一节 异步电动机的调压调速系统 281

一、异步电动机改变电压时的机械特性 281

二、三相晶闸管交流调压电路 283

三、闭环控制的调压调速系统及其静特性 285

四、变极调压调速系统 286

第二节 滑差电机调速系统 287

一、电磁转差离合器的工作原理 287

二、滑差电机的机械特性 288

三、滑差电机调速系统的组成 289

四、调速性能 290

习题 290

主要参考文献 292