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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:王宏华

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:1999-08

价格:14.00

装帧:平装

isbn号码:9787111046233

丛书系列:

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具体描述

开关型磁阻电动机调速系统（SRD）是80年代中期兴起的新

型交流调速系统，已成为普通交、直流调速系统的强有力竞争者。

本书以国内外成熟的SRD技术为主线，结合作者研制实践，

系统介绍SRD技术的最新发展，重点阐述SRD的工作原理及控

制器、功率变换器各环节的设计理论与方法。全书共八章，主要

包括导论，SR电动机数学模型及调速理论，反馈信号检测技术，功

率变换器和调节器设计，SR电动机脉宽调压调速系统设计，系统

的改进和性能的提高，微机控制系统设计实例。本书回避繁琐数

学推导，注重物理概念，强调学术性和实用性相结合，理论联系

实际。

本书可作为电气自动化领域中的工程技术人员和研究人员的

参考书，亦可供高等院校电气自动化类的教师、研究生、高年级

学生阅读。

好的，下面是一份图书简介，内容是关于《先进永磁同步电机驱动与控制系统设计》一书的详细介绍，旨在避免提及您提到的原书内容。 --- 图书简介：先进永磁同步电机驱动与控制系统设计作者：资深电机与电力电子专家团队出版社：工业技术出版社页数：约 850 页定价： 188.00 元 --- 内容概要本书聚焦于现代工业领域中应用日益广泛的永磁同步电机（PMSM）驱动与控制系统。在当前对能源效率、动态响应速度和运行精度要求不断提高的背景下，PMSM凭借其高功率密度、优异的调速性能和高可靠性，正逐步取代传统的交流异步电机，成为高端制造、新能源汽车、精密机床和机器人等领域的核心动力源。本书系统地梳理了从电机结构原理到复杂控制算法实现的完整技术链条，旨在为电气工程、自动化、机械电子等领域的工程师、研究人员及高年级学生提供一本兼具理论深度与工程实践价值的参考手册。全书内容组织逻辑清晰，从基础理论出发，逐步深入到前沿的控制策略和实际应用案例，确保读者能够全面掌握现代永磁同步电机驱动系统的设计、分析与优化方法。核心章节与技术深度解析本书共分为八大部分，涵盖了永磁同步电机驱动技术的各个关键环节：第一部分：永磁同步电机基础理论与结构分析 (约 100 页) 本部分详细介绍了永磁同步电机的基本工作原理，包括其磁路结构、气隙磁场分布和电磁转矩产生机理。重点分析了表贴式（SPMSM）和内置式（IPMSM）电机的结构特点、优缺点对比以及参数辨识的基础方法。内容涵盖了定子和转子的等效电路模型建立，以及在不同坐标系（如静止坐标系$alphaeta$和旋转坐标系$dq$）下的电压、电流和磁链方程推导，为后续的控制系统设计奠定坚实的数学基础。第二部分：永磁同步电机建模与仿真 (约 90 页) 针对复杂工况下的电机特性研究，本部分深入探讨了非线性因素对电机性能的影响，包括磁饱和、温度效应以及电枢反应。详细介绍了使用MATLAB/Simulink、Ansys Maxwell等工具进行电机电磁暂态和稳态仿真的技术路线。特别强调了如何建立高精度的机电耦合模型，以预测电机在瞬态启动、负载突变和故障状态下的行为。第三部分：磁场定向控制（FOC）原理与实现 (约 180 页) 磁场定向控制（Field-Oriented Control, FOC）是现代高性能PMSM驱动的核心。本章以克拉克（Clarke）变换和帕克（Park）变换为核心，详尽阐述了如何实现对电机转矩和磁链的独立解耦控制。内容细致到如何精确估计转子位置和速度（无传感器技术引入前的前提），并对基于电压源逆变器（VSI）的PWM调制策略（如SVPWM）进行了深入分析和对比，旨在指导读者实现高精度、高动态性能的电流环控制。第四部分：先进电流环与速度环控制策略 (约 150 页) 在FOC的基础上，本部分着重介绍了面向工程应用的先进控制技术。详细对比了比例积分（PI）控制器、状态观测器以及先进的鲁棒控制（如滑模控制SMC）和预测控制（MPC）在电流和速度环中的应用。对于速度控制部分，重点探讨了如何设计抗干扰、具有良好鲁棒性的速度控制器，并介绍了转矩分配和限幅策略。第五部分：高性能无传感器速度/位置估计技术 (约 140 页) 传感器成本高、易受环境干扰是电机驱动系统可靠性的主要挑战之一。本部分系统介绍了当前主流的无传感器技术。内容涵盖基于低速（如高频注入法）和高速（如基于观测器法，包括滑模观测器SMO、卡尔曼滤波器KF）的位置估计方法。特别展示了如何利用观测器技术有效抑制高频注入信号对低速控制性能的影响，以及如何实现宽调速范围内的平滑无缝切换。第六部分：驱动电源与功率器件选择 (约 80 页) 本部分回归硬件层面，深入分析了驱动变频器（逆变器）的设计要点。讨论了IGBT、SiC MOSFET等功率半导体器件的选择标准，开关频率对系统效率和控制带宽的影响。同时，详细讲解了直流母线的设计、热管理策略以及驱动电路中的保护功能（如过流、过压保护）。第七部分：系统集成与工程优化 (约 60 页) 本章侧重于系统级的设计和调试经验。讨论了驱动器与上位控制系统（如PLC、DSP/FPGA）的通信接口设计，电磁兼容性（EMC）的考虑。提供了针对不同应用场景（如伺服控制、风力发电、电动汽车牵引）的系统参数整定方法和典型故障排除流程。第八部分：前沿发展与应用展望 (约 40 页) 最后，本书对永磁同步电机驱动技术的未来方向进行了展望，包括基于人工智能（AI）的参数自适应控制、高频开关技术对电机损耗的影响、以及在分布式驱动架构中的应用潜力。本书特色 1. 理论与实践的完美结合：每部分理论推导后，均附带有详细的仿真验证案例和工程实现建议，强调可操作性。 2. 前沿技术覆盖全面：重点剖析了最新的无传感器技术和鲁棒控制算法，保持了技术的前沿性。 3. 详尽的数学推导：确保了控制理论基础的严谨性，避免了简单罗列公式。 4. 面向工程应用：特别关注了系统可靠性、成本控制和实际调试中的难点问题。适用读者对象工业自动化、电力电子与控制工程领域的研究生及本科高年级学生。从事伺服系统、变频器、工业机器人、新能源动力系统研发的工程师和技术人员。希望深入理解现代电机驱动技术并进行二次开发的专业人士。《先进永磁同步电机驱动与控制系统设计》是您进入高性能电机控制领域的权威指南，助您驾驭下一代工业动力技术的核心。

作者简介

目录信息

目录
《电气自动化新技术丛书》序言
前言
第1章导论
1.1电气传动的发展
1.2SR电动机的基本结构、原理与特点
1.3SRD的基本结构、原理与特点
1.3.1SRD的基本构成与工作原理
1.3.2SRD与步进电动机驱动系统的比较
1.3.3SRD与异步电动机变频调速系统的比较
1.4SRD的发展简史与发展方向
1.4.1SRD发展简史
1.4.2SRD存在的问题与发展方向
1.5SRD的应用领域
第2章 SR电动机的数学模型与调速理论
2.1概述
2.2SR电动机的基本方程式
2.2.1电路方程
2.2.2机械方程
2.2.3机电联系方程
2.3SR电动机相电流的线性分析
2.3.1SR电动机简化线性模型
2.3.2理想线性模型的SR电动机绕组磁链波形
2.3.3基于线性模型的SR电动机绕组电流解析分析
2.4SR电动机转矩的准线性分析
2.4.1SR电动机准线性模型
2.4.2基于准线性模型的瞬时转矩解析计算
2.4.3基于准线性模型的平均转矩计算
2.5SRD的控制方法
2.6SR电动机起动运行分析
2.7SR电动机CCC方式运行分析
2.7.1CCC方式相电流线性分析
2.7.2CCC方式电磁转矩线性分析
2.7.3CCC方式绕组放电时间的特点
2.8SR电动机APC方式运行分析
2.9SR电动机制动运行分析
第3章 SR电动机功率变换器设计基础
3.1概述
3.2功率变换器主电路
3.2.1不对称半桥线路
3.2.2每相只有一个主开关管的功率变换器
3.2.3具有最少数量主开关器件的功率变换器
3.3主开关器件
3.4功率变换器的伏安容量
3.4.1SR电动机功率变换器容量的计算
3.4.2能量比率――广义的功率因数
3.4.3饱和对要求的变换器伏安容量的影响
3.5主开关器件电压额定值
3.6主开关器件电流额定值
3.6.1以电流定额最小为目标的系统优化设计
3.6.2电流定额的估算
3.7输入滤波器的设计
3.8功率变换器的损耗分析
3.92.2KWSR电动机功率变换器设计举例
3.9.1主电路元器件选型
3.9.2GTR开关过程安全保护――RCD关断吸收网络
3.9.3基极驱动电路的设计
3.9.4散热器选配
第4章反馈信号检测
4.1概述
4.2位置检测
4.2.1光敏式转子位置传感器检测转子位置
4.2.2无传感器检测转子位置的方法
4.3相电流检测
4.3.1电阻采样光电隔离式电流检测法
4.3.2磁电隔离霍尔元件电流检测法
4.4速度检测
4.4.1模拟测速法（F/V电路测速）
4.4.2数字测速法
第5章 SRD控制系统设计基础
5.1概述
5.2SRD小信号线性化动态模型
5.2.1SRD电动机小信号模型及其传递函数
5.2.2SRD中其他环节的传递函数
5.2.3SRD整体结构图及传递函数
5.3SRD的闭环控制特性
5.4调节器设计
5.4.1“二阶最佳”工程设计方法
5.4.2“三阶最佳”工程设计方法
5.4.3调节器设计小结
第6章 SR电动机脉宽调压调速系统设计举例
6.1概述
6.2系统原理框图
6.3逻辑控制电路的设计
6.4SG3524线性PWM集成电路及其应用
6.4.1SG3524线性PWM集成电路
6.4.2SG3524在SR电动机调压调速中的应用
6.5调节器设计
6.5.1系统参数计算
6.5.2速度调节器的设计及具体实现
6.6系统性能分析
6.6.1闭环机械特性
6.6.2饱和超调分析
6.6.3速度环动态特性
6.7小结
第7章改善SRD性能的方法
7.1概述
7.2SR电动机各种运行方式的最佳组合
7.2.1SR电动机各种控制方式及其实现
7.2.2SR电动机各种运行方式的适用条件及组合
7.3SRD参数最优化控制
7.3.1基于非线性数学模型的开关角优化法
7.3.2基于线性模型的关断角优化法
7.4抑制SR电动机转矩脉动的控制技术
7.5无位置传感器SRD
7.5.1由测量定子相电感估算转子位置
7.5.2带状态观测器的无位置传感器SR电动机闭环
控制系统
第8章 SR电动机微机控制系统设计举例
8.1概述
8.2Z80微机控制的SR电动机直接数字控制（DDC）
系统设计举例
8.2.1系统描述
8.2.2微机控制器硬件设计
8.2.3系统软件设计
8.3单片机控制的SR电动机双闭环调速系统设计
8.3.1系统描述
8.3.2硬件设计
8.3.3软件设计
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我接触到这本书时，正面临着一个项目，需要将一个传统的直流电机系统替换为一种更具鲁棒性和成本效益的驱动方案，而开关型磁阻电机恰好是候选对象之一。坦率地说，我对于SRM的控制起步较晚，市面上很多资料对复杂的非线性控制问题描述得过于晦涩。然而，这本书的叙述风格非常务实和清晰，它没有回避SRM固有的高谐波、弱磁矩波动等技术难题，而是直接给出了工程上成熟的解决方案。比如，在谈到转矩脉动抑制时，书中系统地梳理了从经典的相位电流协调到基于观测器的先进补偿方法，并配有详细的算法流程图和MATLAB/Simulink仿真模型截图。这种详尽到可以直接进行二次开发的程度，使得这本书更像是一本高级工程师的实战手册，而非仅仅是理论参考书。我特别喜欢它对不同工况下控制参数整定的讨论，这部分内容体现了作者深厚的现场经验，让那些在实验室里看似完美无缺的算法，在实际负载变化和电源波动面前，也能够保持稳定可靠的性能。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和排版来看，这本书的编排也十分专业，图表清晰，公式推导详尽而不失简洁。尤其让我感到欣慰的是，它不仅仅停留在“控制”层面，而是将电机设计、驱动电路、控制算法以及系统集成作为一个完整的生态系统来呈现。例如，书中有一个章节专门讨论了如何根据选定的控制方案来反推电机的电磁设计参数，这在传统的“电机设计”和“控制设计”两本分离的书籍中是很少见的深度融合。这种系统化的思维方式对于培养全面的电力驱动工程师至关重要。通过阅读，我深刻理解到，SRM的“调速控制技术”绝不仅仅是编写一段PID代码那么简单，它是一个涉及电磁学、电力电子学、现代控制理论以及嵌入式系统实现的综合性工程挑战。这本书为解决这一挑战提供了一个极其全面、深入且高度实用的参考指南，其知识密度和实用价值远超同类书籍的平均水平。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称一绝，它巧妙地平衡了电机本体理论与现代电力电子控制技术的深度。首先，它花了大量篇幅来阐述如何根据应用需求选择合适的电机结构和绕组方式，这为后续的控制设计打下了坚实的基础。随后，章节无缝衔接到微处理器和DSP平台上的实时控制实现，这是很多书籍中间断开的地方。我注意到书中对实时采样、死区时间补偿以及高精度角度同步的实现细节进行了深入探讨，这些都是构建高性能闭环系统的关键。对于那些希望从零开始搭建一个SRM驱动系统的工程师来说，这本书提供了清晰的路线图。我尝试按照书中的步骤搭建了一个基于STM32平台的最小可行性控制系统，发现其提供的参考代码和硬件接口说明，极大地缩短了调试周期。书中对参数辨识方法的介绍也十分详尽，特别是对于在线辨识和自适应控制的初步探索，为提升系统的鲁棒性提供了新的思路和工具，使得整个技术体系显得非常完整和前瞻。

评分☆☆☆☆☆

这本《开关型磁阻电动机调速控制技术》的书籍，初看之下，我以为会是一本偏重于理论推导和基础电路原理的教材。然而，阅读之后才发现，它实际上是一本非常注重工程实践和前沿应用的研究性专著。书中对开关型磁阻电动机（Switched Reluctance Motor, SRM）的独特工作原理进行了深入浅出的剖析，这一点是很多同类书籍所欠缺的。特别是关于磁阻转矩的产生机制，作者没有停留在教科书式的描述，而是结合了实际的磁路分析和有限元仿真结果，让读者对电机内部的物理过程有了更直观的认识。书中对各种调速策略，比如脉冲宽度调制（PWM）和磁场定向控制（FOC）在SRM上的具体实现进行了详细的探讨，这对于我这种正在尝试将理论知识应用于实际控制系统设计的人来说，简直是如虎添翼。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更深层次地解释了“为什么这么做”才能达到最佳的性能。我尤其欣赏其中关于高频开关器件选型和驱动电路设计的章节，其中详述的抗噪措施和保护电路设计，都是在实际工程中常常遇到的痛点，作者的经验分享显得尤为宝贵，极大地提升了我在实际项目中应对复杂问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名专注于电机控制算法研究的学者，我关注的重点往往在于控制性能的理论极限和创新点。这本书在这一点上没有让我失望，它不仅覆盖了传统的开环和闭环控制，更深入地介绍了现代高性能控制理论在SRM上的应用。书中关于磁链观测器设计和基于观测器的无传感器控制策略的讨论，展现了作者对前沿技术的紧密跟踪。我个人认为，其中关于滑模控制和神经网络预测控制在SRM速度和位置控制中的应用案例分析，是最具启发性的部分。作者清晰地论证了这些先进方法如何有效地应对SRM的强非线性和模型不确定性，并且非常务实地指出了这些方法在计算复杂度和实时性上的权衡。这种对理论前沿与工程实用性的精确把握，使得这本书不仅适合工程技术人员，也对研究生阶段的研究生具有极高的参考价值，能够引导他们将抽象的数学模型转化为可运行的物理控制方案。

评分☆☆☆☆☆