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电力牵引交流传动及其控制系统(第2版)

“十一五”国家规划教材

作者:
冯晓云 葛兴来
定价:
45.60元
ISBN:
978-7-04-060470-2
版面字数:
430.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
“十一五”国家规划教材
出版时间:
2024-07-15
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:
电气/自动化专业课
三级分类:
电力系统基础(电力系统分析)

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,也是中国大学MOOC“电力牵引与传动控制”课程的配套教材。本书注重理论基础、工程概念和思维方法,每章附有习题,主要介绍了轨道交通电力牵引交流传动系统的发展历史、现状以及发展趋势,电力牵引传动系统概况,变频调速异步电机的控制方式,网侧变流器主电路及其控制、电机侧变流器主电路及控制,异步电机的矢量控制及直接转矩控制系统,电力牵引传动系统的参数设计,永磁同步电机高性能控制技术,电力牵引驱动新技术。

本书为新形态教材,将每章的教学目标、专业知识视频、仿真案例等数字化素材制作成二维码供读者扫描阅读,同时本书配有数字资源Abook网站,读者登录后可自行下载教学PPT,观看重难点教学视频。

本书可作为高等学校电气工程及其自动化、轨道交通电气与控制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 电力牵引传动系统的组成及能量变换
    • 1.3 电力牵引传动技术的发展现状
      • 1.3.1 大功率电力电子器件与变流技术
      • 1.3.2 牵引电机技术
      • 1.3.3 牵引传动控制技术
    • 1.4 电力牵引传动技术的发展趋势
      • 1.4.1 大功率半导体器件的发展及应用
      • 1.4.2 控制理论
      • 1.4.3 交流传动系统的控制新技术
    • 习题
  • 第2章 电力牵引系统
    • 2.1 电力牵引供电系统概述
      • 2.1.1 简介
      • 2.1.2 系统组成
      • 2.1.3 供电方式
      • 2.1.4 同相供电系统
    • 2.2 列车受力分析
      • 2.2.1 列车牵引力
      • 2.2.2 列车阻力
      • 2.2.3 列车运行过程的数学描述
      • 2.2.4 列车牵引特性
    • 2.3 黏着控制系统
      • 2.3.1 简介
      • 2.3.2 组合校正法
      • 2.3.3 自适应跟踪法
    • 2.4 电力牵引传动系统
      • 2.4.1 电力牵引传动系统分类
      • 2.4.2 交—直型牵引传动系统
      • 2.4.3 交—直—交型牵引传动系统
    • 习题
  • 第3章 变频调速异步电机的控制方式
    • 3.1 变频调速异步电机的等效电路及转矩公式
      • 3.1.1 变频调速异步电机的等效电路
      • 3.1.2 变频调速异步电机的转矩公式
    • 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运行调节特性
      • 3.6.1 牵引异步电机运行调节特性
      • 3.6.2 牵引异步电机运行控制特点
    • 3.7 转差频率控制调速系统
      • 3.7.1 转差频率与转矩、转子电流的关系
      • 3.7.2 转差频率—电流控制的原理结构
    • 3.8 仿真案例
    • 习题
  • 第4章 网侧变流器主电路及其控制
    • 4.1 网侧变流器概述
      • 4.1.1 引言
      • 4.1.2 网侧变流器的等效电路模型
      • 4.1.3 网侧变流器的工作原理
    • 4.2 两电平网侧变流器主电路
      • 4.2.1 两电平网侧变流器的结构与工作原理
      • 4.2.2 两电平网侧变流器的SPWM原理
    • 4.3 三电平网侧变流器主电路
      • 4.3.1 三电平网侧变流器的结构与工作原理
      • 4.3.2 三电平网侧变流器SPWM原理
      • 4.3.3 三电平网侧变流器中性点电位平衡策略
    • 4.4 中间直流环节的功能与参数
      • 4.4.1 串联谐振电路
      • 4.4.2 支撑电容器
    • 4.5 网侧变流器谐波的产生机理
      • 4.5.1 低次谐波的产生机理
      • 4.5.2 高次谐波的产生机理
    • 4.6 网侧变流器控制技术
      • 4.6.1 瞬态直接电流控制策略
      • 4.6.2 dq电流解耦电流控制策略
      • 4.6.3 预测电流控制策略
      • 4.6.4 可变相位角控制策略
      • 4.6.5 多重化网侧变流器的载波移相技术
    • 4.7 仿真案例
    • 习题
  • 第5章 电机侧变流器主电路及其控制
    • 5.1 两电平电机侧牵引变流器主电路
      • 5.1.1 两电平电机侧牵引变流器的结构与工作原理
      • 5.1.2 两电平电机侧牵引变流器方波控制
      • 5.1.3 两电平电机侧牵引变流器SPWM控制
      • 5.1.4 两电平电机侧牵引变流器SVPWM控制
    • 5.2 三电平电机侧牵引变流器主电路
      • 5.2.1 三电平电机侧牵引变流器的结构与工作原理
      • 5.2.2 三电平电机侧牵引变流器方波控制
      • 5.2.3 三电平电机侧牵引变流器SPWM控制
      • 5.2.4 三电平电机侧牵引变流器SVPWM控制
    • 5.3 SPWM与SVPWM的关联性
      • 5.3.1 脉宽调制的基本类型
      • 5.3.2 关联性存在的前提
      • 5.3.3 参考信号与空间矢量扇区之间的关系
      • 5.3.4 参考信号与空间矢量之间的关系
      • 5.3.5 基波参考信号与空间矢量之间的关系
      • 5.3.6 零序信号与零矢量的分布
      • 5.3.7 SPWM与SVPWM的开关模式
    • 5.4 仿真案例
    • 习题
  • 第6章 异步电机的矢量控制系统
    • 6.1 三相异步电机的数学模型
      • 6.1.1 电压方程
      • 6.1.2 磁链方程
      • 6.1.3 转矩方程
      • 6.1.4 运动方程
    • 6.2 常用坐标系和坐标变换
      • 6.2.1 常用坐标系
      • 6.2.2 坐标变换原则及约束条件
      • 6.2.3 坐标变换的基本思路
      • 6.2.4 三相—两相变换(3/2变换)
      • 6.2.5 两相—两相旋转变换(2s/2r变换)
      • 6.2.6 直角坐标—极坐标变换(K/P变换)
    • 6.3 三相异步电机在两相坐标系上的数学模型
      • 6.3.1 两相任意旋转坐标系(dq坐标系)上的异步电机数学模型
      • 6.3.2 两相静止坐标系(αβ坐标系)上的异步电机数学模型
      • 6.3.3 两相同步旋转坐标系上的异步电机数学模型
    • 6.4 三相异步电机在两相坐标系上的状态方程
      • 6.4.1 ωr-Ψr-is异步电机的状态方程
      • 6.4.2 ωr-Ψs-is异步电机的状态方程
      • 6.4.3 ωr-Ψr-Ψs异步电机的状态方程
    • 6.5 矢量控制的基本思想
    • 6.6 异步电机矢量控制的实现
      • 6.6.1 矢量控制的基本方程
      • 6.6.2 坐标变换电路
      • 6.6.3 转子磁链观测模型
    • 6.7 电力牵引传动中磁场定向矢量控制方案
      • 6.7.1 转差频率矢量控制系统
      • 6.7.2 直接矢量控制系统
    • 6.8 仿真案例
    • 6.9 全数字化矢量控制系统设计
      • 6.9.1 全数字化矢量控制系统结构简介
      • 6.9.2 参数的离散化与数字化
      • 6.9.3 PI调节器的数字化
      • 6.9.4 数字化滤波器
      • 6.9.5 速度数字化采集
    • 习题
  • 第7章 异步电机直接转矩控制系统
    • 7.1 直接转矩控制的基本原理
      • 7.1.1 电磁转矩控制原理
      • 7.1.2 空间电压矢量对定子磁链及转矩的作用
    • 7.2 异步电机直接转矩控制的实现
      • 7.2.1 定子磁链与电磁转矩估计
      • 7.2.2 六边形磁链轨迹直接转矩控制
      • 7.2.3 近似圆形磁链轨迹直接转矩控制
    • 7.3 电力牵引传动中直接转矩控制方案
      • 7.3.1 低速范围的直接转矩控制策略
      • 7.3.2 高速范围内的控制策略
      • 7.3.3 弱磁范围内的控制策略
      • 7.3.4 附属控制环节
    • 7.4 仿真案例
    • 7.5 全数字化直接转矩控制系统设计
    • 7.6 矢量控制与直接转矩控制的内在联系
    • 习题
  • 第8章 电力牵引传动系统的参数设计
    • 8.1 牵引变压器与四象限变流器关键参数的计算
      • 8.1.1 牵引变压器关键参数的计算
      • 8.1.2 四象限变流器关键参数的计算
    • 8.2 中间直流环节关键参数的计算
      • 8.2.1 直流侧支撑电容参数的计算(含LC谐振电路)
      • 8.2.2 直流侧支撑电容参数的计算(不含LC谐振电路)
      • 8.2.3 直流侧二次谐振电路参数的计算
      • 8.2.4 斩波制动电阻阻值的计算
    • 8.3 电机侧变流器和牵引电机关键参数的计算
      • 8.3.1 牵引电机输入电压、电流参数的计算
      • 8.3.2 牵引电机额定频率、额定转速、额定转矩参数的计算
    • 8.4 谐波分析
      • 8.4.1 异步电机中的谐波磁动势
      • 8.4.2 谐波等值电路
      • 8.4.3 谐波电流
      • 8.4.4 谐波转矩
    • 8.5 牵引传动系统优化匹配与容量设计
      • 8.5.1 牵引变流器与牵引电机的参数匹配
      • 8.5.2 牵引系统与机械传动的匹配
      • 8.5.3 牵引传动系统的容量计算
    • 习题
  • 第9章 永磁同步电机控制技术
    • 9.1 永磁同步电机的数学模型
      • 9.1.1 三相静止坐标系(ABC)下永磁同步电机的数学模型
      • 9.1.2 两相静止坐标系(αβ)下永磁同步电机的数学模型
      • 9.1.3 两相旋转坐标系(dq)下永磁同步电机的数学模型
    • 9.2 永磁同步牵引电机的变频调速方式
      • 9.2.1 变频调速永磁同步电机的稳态特性
      • 9.2.2 恒转矩控制与最大转矩电流比控制
      • 9.2.3 恒功率控制与弱磁控制
    • 9.3 永磁同步牵引电机的控制策略
      • 9.3.1 永磁同步电机的矢量控制策略
      • 9.3.2 永磁同步电机的直接转矩控制策略
    • 9.4 应用案例
    • 9.5 仿真案例
    • 习题
  • 第10章 电力牵引驱动新技术
    • 10.1 电力电子牵引变压器技术
      • 10.1.1 电力电子变压器的基本概念
      • 10.1.2 电力电子牵引变压器的拓扑结构
      • 10.1.3 电力电子牵引变压器的控制
    • 10.2 SiC变流器技术
      • 10.2.1 SiC器件在高铁列车领域的应用
      • 10.2.2 地铁车辆SiC牵引逆变器PWM控制策略
    • 10.3 无传感器控制技术
      • 10.3.1 概述
      • 10.3.2 异步电机无速度传感器的控制策略
      • 10.3.3 永磁同步电机无位置传感器的控制策略
    • 习题
  • 参考文献

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