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电力牵引交流传动及其控制系统

“十一五”国家规划教材

作者:
冯晓云
定价:
29.90元
ISBN:
978-7-04-028046-3
版面字数:
470.000千字
开本:
16开
全书页数:
298页
装帧形式:
平装
重点项目:
“十一五”国家规划教材
出版时间:
2009-12-21
物料号:
28046-00
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电子信息/通信专业课
三级分类:
其他

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,主要介绍了电力牵引交流传动系统的发展历史、现状以及发展趋势;电力牵引传动系统设计基础;变频调速异步电动机的控制方式及其不同坐标系下的数学模型;两电平和三电平脉冲整流器的主电路拓扑结构及其工作原理;两电平和三电平逆变器主电路拓扑结构及其工作原理;异步电动机矢量控制系统;异步电动机直接转矩控制系统;无速度传感器控制技术、直接驱动技术等新技术。

本书注重理论基础、工程概念和思维方法,每章后附有习题,附录包括中国最先进的4种动车组及3种大功率交流传动电力机车的主电路结构框图、参数和牵引特性曲线等基础数据,并给出了在实验室条件下可以完成的交流传动系统的相关实验。

本书可作为高等学校电力电子与电力传动、电力牵引、动车组、轨道交通和磁浮等专业的本科生及研究生教材,也可供电力牵引交流传动领域从事设计、开发或研究的工程技术人员参考。

  • 前辅文
  • 第1章 绪论
    • 1.1 发展历史
    • 1.2 电力牵引交流传动与控制系统的现状及发展趋势
      • 1.2.1 电力电子器件
      • 1.2.2 控制理论
      • 1.2.3 交流传动系统的控制技术
      • 1.2.4 变频电机技术
      • 1.2.5 牵引传动新技术
    • 习题
  • 第2章 电力牵引传动系统设计基础
    • 2.1 列车牵引计算基础
      • 2.1.1 列车运行过程的数学描述
      • 2.1.2 列车牵引力
      • 2.1.3 列车阻力
      • 2.1.4 列车牵引特性
      • 2.1.5 粘着控制
    • 2.2 牵引供电系统简介
    • 2.3 电力牵引交流传动系统简介
      • 2.3.1 电力牵引传动系统分类
      • 2.3.2 电力牵引交流传动系统组成
    • 2.4 牵引传动系统的优化匹配与容量选定
      • 2.4.1 牵引变流器与牵引电机的参数匹配
      • 2.4.2 牵引系统与机械传动的匹配
      • 2.4.3 牵引传动系统容量的计算
    • 2.5 牵引电机设计时要考虑的几个特殊问题
    • 习题
  • 第3章 变频调速异步电动机的控制方式
    • 3.1 频率调节时异步电动机的等值电路及转矩表示
      • 3.1.1 变频调速异步电动机的等值电路
      • 3.1.2 变频调速异步电动机的转矩公式
    • 3.2 恒磁通控制
      • 3.2.1 概述
      • 3.2.2 恒磁通运行
    • 3.3 恒电压/频率比控制
    • 3.4 恒转子全磁通控制
    • 3.5 恒功率控制
    • 3.6 列车牵引中变频调速系统的调节特性
    • 3.7 谐波分析
      • 3.7.1 谐波等值电路
      • 3.7.2 谐波电流
      • 3.7.3 谐波转矩
    • 3.8 仿真案例
    • 习题
  • 第4章 变频调速异步电动机的数学模型
    • 4.1 三相异步电动机的数学模型
      • 4.1.1 电压方程
      • 4.1.2 磁链方程
      • 4.1.3 转矩方程
      • 4.1.4 运动方程
    • 4.2 常用的坐标系和坐标变换
      • 4.2.1 常用的坐标系
      • 4.2.2 坐标变换的原则及约束条件
      • 4.2.3 坐标变换的基本思路
      • 4.2.4 三相/两相变换(3/2变换)
      • 4.2.5 两相/两相旋转变换(2s/2r变换)
      • 4.2.6 直角坐标/极坐标变换(K/P变换)
    • 4.3 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型
      • 4.3.1 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
      • 4.3.2 异步电动机在两相静止坐标系(αβ坐标系)上的数学模型
      • 4.3.3 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
    • 4.4 三相异步电动机在两相坐标系上的状态方程
      • 4.4.1 ωrΨris状态方程
      • 4.4.2 ωrΨsis状态方程
      • 4.4.3 ωrΨrΨs状态方程
    • 4.5 异步电动机的建模仿真
    • 习题
  • 第5章 脉冲整流器主电路及其控制
    • 5.1 脉冲整流器概述
      • 5.1.1 引言
      • 5.1.2 脉冲整流器的等效电路模型
      • 5.1.3 脉冲整流器的工作原理
    • 5.2 两电平脉冲整流器主电路
      • 5.2.1 两电平脉冲整流器的结构与工作原理
      • 5.2.2 两电平脉冲整流器的SPWM调制原理
    • 5.3 三电平脉冲整流器主电路
      • 5.3.1 三电平脉冲整流器的结构与工作原理
      • 5.3.2 三电平脉冲整流器SPWM调制原理
      • 5.3.3 三电平脉冲整流器中点电位平衡策略
    • 5.4 中间直流回路的功能与参数
      • 5.4.1 串联谐振电路
      • 5.4.2 支撑电容器
    • 5.5 脉冲整流器谐波产生机理
      • 5.5.1 低次谐波产生机理
      • 5.5.2 高次谐波产生机理
    • 5.6 脉冲整流器控制技术
      • 5.6.1 脉冲整流器的可变相位角控制策略
      • 5.6.2 瞬态直接电流控制策略
      • 5.6.3 预测直接电流控制策略
      • 5.6.4 多重化脉冲整流器的载波移相技术
    • 5.7 仿真案例
    • 习题
  • 第6章 牵引逆变器主电路及其控制
    • 6.1 两电平牵引逆变器主电路
      • 6.1.1 两电平牵引逆变器的结构与工作原理
      • 6.1.2 两电平牵引逆变器方波控制
      • 6.1.3 两电平牵引逆变器SPWM控制
      • 6.1.4 两电平牵引逆变器SVPWM控制
    • 6.2 三电平牵引逆变器主电路
      • 6.2.1 三电平牵引逆变器的结构与工作原理
      • 6.2.2 三电平牵引逆变器方波控制
      • 6.2.3 三电平牵引逆变器SPWM控制
      • 6.2.4 三电平牵引逆变器SVPWM控制
    • 6.3 SPWM与SVPWM的关联性
      • 6.3.1 脉宽调制的基本类型
      • 6.3.2 关联性存在的前提
      • 6.3.3 参考信号与空间矢量扇区之间的关系
      • 6.3.4 参考信号与空间矢量之间的关系
      • 6.3.5 基波参考信号与空间矢量之间的关系
      • 6.3.6 零序信号与零矢量的分布
      • 6.3.7 SPWM与SVPWM的开关模式
    • 6.4 仿真案例
    • 习题
  • 第7章 异步电动机的矢量控制系统
    • 7.1 矢量控制基本思想
    • 7.2 异步电动机矢量控制的实现
      • 7.2.1 矢量控制的基本方程
      • 7.2.2 坐标变换电路
      • 7.2.3 转子磁链观测模型
    • 7.3 电力牵引传动中磁场定向矢量控制方案
      • 7.3.1 转差频率矢量控制系统
      • 7.3.2 直接矢量控制系统
    • 7.4 仿真案例
    • 7.5 全数字化矢量控制系统设计
      • 7.5.1 全数字化矢量控制系统结构简介
      • 7.5.2 参数的离散化与数字化
      • 7.5.3 PI调节器的数字化
      • 7.5.4 数字化滤波器
      • 7.5.5 速度数字化采集
    • 7.6 智能控制在矢量控制系统中的应用
      • 7.6.1 神经网络转子磁链与电磁转矩估计器设计
      • 7.6.2 神经网络解耦控制器设计
      • 7.6.3 神经网络转矩控制器设计
      • 7.6.4 神经网络矢量控制系统
    • 习题
  • 第8章 异步电动机直接转矩控制系统
    • 8.1 直接转矩控制的基本原理
      • 8.1.1 电磁转矩控制原理
      • 8.1.2 空间电压矢量对定子磁链及转矩的作用
    • 8.2 异步电动机直接转矩控制的实现
      • 8.2.1 定子磁链与电磁转矩估计
      • 8.2.2 六边形磁链轨迹直接转矩控制
      • 8.2.3 近似圆形磁链轨迹直接转矩控制
    • 8.3 电力牵引传动中直接转矩控制方案
      • 8.3.1 低速范围的直接转矩控制策略
      • 8.3.2 高速范围内的控制策略
      • 8.3.3 弱磁范围内的控制策略
      • 8.3.4 附属控制环节
    • 8.4 仿真案例
    • 8.5 全数字化直接转矩控制系统设计
    • 8.6 矢量控制与直接转矩控制的内在联系
    • 8.7 模糊控制在直接转矩控制系统中的应用
    • 习题
  • 第9章 牵引传动系统无速度传感器控制
    • 9.1 概述
    • 9.2 转速估算方法
      • 9.2.1 转差频率计算法
      • 9.2.2 基于状态方程的直接综合法
      • 9.2.3 模型参考自适应法
      • 9.2.4 转速自适应磁链观测器(Luenberger观测器)法
      • 9.2.5 扩展卡尔曼滤波器(EKF)法
      • 9.2.6 滑模观测器法
    • 9.3 智能控制技术在无速度传感器控制中的应用
      • 9.3.1 基于神经网络的无速度传感器控制
      • 9.3.2 利用人工智能技术辨识电机参数变化
    • 9.4 电力牵引无速度传感器控制的带速重投研究
    • 习题
  • 第10章 直接驱动技术
    • 10.1 直接驱动技术概述
      • 10.1.1 直接驱动技术及其特点
      • 10.1.2 直接驱动牵引电机的现状与发展趋势
      • 10.1.3 直接驱动永磁同步牵引电机的特点与应用
    • 10.2 直接驱动永磁同步牵引电机理论基础
      • 10.2.1 永磁同步牵引电机的数学模型
      • 10.2.2 永磁同步牵引电机系统的稳态特性
    • 10.3 直接驱动永磁同步牵引电机控制策略
      • 10.3.1 永磁同步牵引电机控制策略
      • 10.3.2 永磁同步牵引电机控制系统在牵引传动系统中的应用
    • 10.4 全数字化永磁同步牵引电机控制系统的仿真与实现
      • 10.4.1 控制系统的仿真实现
      • 10.4.2 控制系统的全数字化实现
    • 习题
  • 附录1 4种动车组及3种大功率交流传动电力机车的主电路结构框图
  • 附录2 4种动车组及3种大功率交流传动电力机车各部分参数
  • 附录3 4种动车组及3种大功率交流传动电力机车的牵引特性曲线
  • 附录4 在功率不变条件下的坐标变换
  • 附录5 由三相静止坐标系到两相任意旋转坐标系的变换(3s/2r变换)
  • 附录6 交流传动实验介绍
  • 参考文献