异步电动机变频调速控制技术

《电气工程新技术丛书》编委会名单

出版说明

前言

第1章 绪论 1

1.1 电动机调速技术概况 1

1.2 变频调速控制技术的现状 5

1.3 变频调速控制技术的发展趋势 8

第2章 基于稳态模型的异步电动机变频调速技术 12

2.1 电压—频率协调控制方式 12

2.2 转差频率控制方式 16

2.3 电压源型变频调速系统 19

2.3.1 转速开环的恒压频比变频控制技术 19

2.3.2 转速闭环的转差频率控制技术 21

2.4 电流源型恒压频比变频调速系统 23

2.4.1 转速开环的恒压频比变频控制技术 23

2.4.2 转速闭环的转差频率控制技术 24

第3章 异步电动机的动态数学模型 26

3.1 坐标系与空间矢量概念 26

3.2 三相静止坐标系上的数学模型 27

3.3 坐标变换及变换矩阵 32

3.4 二相静止坐标系上的数学模型 42

3.5 任意二相旋转坐标系上的数学模型 47

3.6 二相同步旋转坐标系上的数学模型 49

3.7 任意二相坐标系上的状态方程 50

第4章 基于动态数学模型的矢量控制技术 53

4.1 矢量控制的基本概念 53

4.1.1 电动机控制统一理论 53

4.1.2 矢量控制基本思想 55

4.2 磁场定向和矢量控制技术构成 57

4.2.1 按转子磁场定向的异步电动机矢量控制技术 57

4.2.2 异步电动机其他磁场定向方法 60

4.3 转子磁链观测器 62

4.3.1 计算转子磁链的电流模型法 63

4.3.2 计算转子磁链的电压模型法 64

4.4 异步电动机矢量控制系统 65

4.4.1 具有转矩内环的双闭环异步电动机直接矢量控制系统 65

4.4.2 转差型异步电动机间接矢量控制系统 68

第5章 基于动态数学模型的直接自控制与直接转矩控制技术 70

5.1 直接转矩控制原理 70

5.1.1 直接转矩控制的基本思想 70

5.1.2 电动机定子磁链和电磁转矩控制原理 72

5.2 DSC系统 79

5.2.1 DSC系统的基本组成 79

5.2.2 在低速范围内DSC系统的转矩控制与调节方法 88

5.2.3 在弱磁范围内DSC系统的转矩控制及恒功率调节 94

5.3 DTC系统 98

5.3.1 DTC系统的磁链控制 98

5.3.2 DTC系统的转矩控制 99

5.3.3 DTC系统的构成 101

第6章 异步电动机变频调速先进控制策略 103

6.1 异步电动机变频调速系统先进控制策略综述 103

6.2 变频调速系统的逆系统控制方法 107

6.2.1 逆系统控制方法的理论基础 107

6.2.2 异步电动机动态模型的可逆性及其逆系统 109

6.2.3 闭环控制器的设计 112

6.3 面向高压大功率系统的定子磁链轨迹控制 113

6.3.1 定子磁链轨迹控制的产生背景 113

6.3.2 同步对称优化PWM技术 115

6.3.3 定子磁链轨迹控制原理与构成 117

6.3.4 定子磁链轨迹控制的闭环系统 121

6.4 变频调速系统内模控制技术 125

6.4.1 内模控制的基本原理和特点 125

6.4.2 定子电流的内模解耦控制 127

6.4.3 二自由度内模控制策略 128

6.4.4 变频调速系统的二自由度内模控制方法 130

6.5 异步电动机广义预测控制技术 132

6.5.1 广义预测控制系统的结构 133

6.5.2 广义预测控制律 134

6.5.3 基于广义预测控制的直接转矩控制 137

6.6 智能控制方法在变频调速系统中的应用 140

6.6.1 电动机的神经网络模型参考自适应控制方法 140

6.6.2 电动机模糊控制方法 143

6.6.3 电动机的自适应模糊神经网络控制方法 147

参考文献 1512100433B

本书系统、全面地介绍了异步电动机变频调速控制理论与相关技术，主要内容包括异步电动机变频调速技术的发展现状与趋势；基于稳态模型的异步电动机变频调速控制技术；异步电动机的动态数学模型；基于异步电动机动态数学模型的矢量控制与直接转矩控制技术；采用现代控制理论与方法的异步电动机变频调速新型控制策略。

本书可供从事交流调速控制、电力电子相关科研工作人员及高等院校电气自动化专业的研究生阅读，也可以作为科研院所、厂矿企业中从事电气传动领域工作的工程技术人员的参考用书。

1.模糊控制技术是近代控制理论中的一种高级策略和新颖技术。模糊控制技术基于模糊数学理论，通过模拟人的近似推理和综合决策过程，使控制算法的可控性、适应性和合理性提高，成为智能控制技术的一个重要分支。

2.计算机控制技术专业是培养掌握了一定的电子电气知识、计算机操作应用知识、程序设计知识，具备一定的计算机控制技术、计算机网络技术、可编程控制技术等专业知识，具有较强的分析能力、动手能力、创新能力，能解决工程实际问题的高素质的复合型、应用型专业技术人才

3.网络控制技术

本书是根据全国高等学校仪器仪表类教学指导委员会制订的“控制技术与系统”编写大纲编写的,是测控技术与仪器专业的一门专业课教材。主要内容有执行元件,控制技术的基本原理及使用方法,顺序控制系统与过程控制系统的理论分析与工程设计,控制系统的仿真技术和控制系统的设计方法与应用实例。本书选取的内容适当、先进,对控制技术的内容,除着重介绍了常用的PID控制技术外,还介绍了模糊控制和神经网络等智能控制技术。书中有一章专门介绍了控制系统的仿真技术。本书可作为“测控技术与仪器”专业的教材,也可供电子信息类专业、机械与电子类专业师生及有关工程技术人员学习和参考。