电力拖动交流调速系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:姜泓 赵洪恕

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:1996-10

价格:12.00元

装帧:

isbn号码:9787560913315

丛书系列:

图书标签:

• 电力拖动
• 交流调速
• 电机控制
• 电力电子
• 变频器
• 调速系统
• 自动化
• 电气工程
• 工业控制
• 驱动技术

现代电驱动技术：从理论到实践的深度探索 本书聚焦于现代电驱动技术领域，深入剖析了其核心理论、关键技术以及在不同工业场景下的应用。不同于市面上常见的侧重于单一类型电机或调速方法的书籍，本书以一种更为宏观和系统的视角，全面展现了电驱动技术的发展脉络与前沿动态，为读者构建起一个扎实的知识体系。 第一部分：电驱动系统基础理论的重塑 本部分旨在夯实读者对电驱动系统基本原理的理解，但将目光投向更为深邃的层面。我们不再停留于基础的电磁学和电路理论，而是着重于讲解在现代电驱动系统中至关重要的能量转换机理、功率变换器的基本原理以及数字信号处理在控制中的作用。 能量转换的精妙： 深入探讨电机内部的电磁场分布、磁场饱和效应以及它们对转矩输出的影响。我们将分析不同类型电机（如永磁同步电机、感应电机、直流无刷电机等）在能量转换过程中的独特性质，以及如何通过优化设计来提升效率和功率密度。讲解内容将侧重于从微观层面理解能量损耗的来源，并探讨降低损耗的先进技术，例如新型磁性材料的应用与优化绕组设计。 功率变换器的核心： 详细阐述现代电力电子变换器（如PWM整流器、多电平逆变器、DC/DC变换器）的设计理念、工作模式和关键技术。我们将深入分析载波调制策略（如SPWM、SVPWM等）的原理及其对输出波形质量、谐波抑制和开关损耗的影响。同时，也会探讨软开关技术、SiC/GaN器件在提升效率和减小体积方面的优势，以及它们在实际系统中的应用考量。 数字控制的赋能： 强调了数字信号处理（DSP）在现代电驱动控制中的核心地位。从采样定理、量化误差到数字滤波器的设计，我们将详细讲解数字信号处理在实现高精度、高性能控制策略中的必要性。内容将涵盖如何利用DSP强大的计算能力来实现复杂的控制算法，例如模型预测控制（MPC）和自适应控制，以及如何进行实时的系统状态估计和故障诊断。 第二部分：先进控制策略的创新实践 本部分是本书的亮点之一，它将带领读者超越传统的PID控制，探索更为先进、适应性更强的控制策略。这些策略在提高系统的动态响应、鲁棒性和智能化水平方面发挥着关键作用。 矢量控制的精髓： 深入解析永磁同步电机（PMSM）和异步感应电机（IM）的矢量控制原理，包括直接转矩控制（DTC）和间接矢量控制（FOC）。我们将详细剖析坐标变换、电流环和磁链环的设计，以及如何实现无传感器控制以降低系统成本和提高可靠性。讲解中会包含不同控制方法的性能对比，以及在不同工况下的适用性分析。 模型预测控制（MPC）的革命： 介绍MPC作为一种前瞻性控制策略，如何在电驱动系统中实现对未来系统行为的预测与优化。本书将详细讲解MPC的核心算法，包括状态空间模型建立、成本函数设计和滚动优化过程。我们将展示MPC在处理多输入多输出（MIMO）系统、约束优化以及提升动态性能方面的独特优势，并提供实际案例分析。 鲁棒控制与自适应控制的挑战与机遇： 探讨如何在存在模型不确定性、参数变化或外部扰动的情况下，设计出性能稳定可靠的电驱动控制系统。我们将介绍滑模控制、H∞控制等鲁棒控制方法，以及自适应变结构控制、基于神经网络的自适应控制等技术，并分析它们在提高系统对环境变化适应性方面的应用。 高级同步技术： 介绍如何利用先进的同步技术，如基于编码器反馈的同步、基于反电动势（BEMF）或磁链估算的无传感器同步，以及如何实现多电机协同控制。讲解将侧重于同步算法的数学模型、稳定性分析以及在实际应用中可能遇到的问题与解决方法。 第三部分：面向未来的电驱动系统设计与应用 本部分将视角拓展到电驱动系统的整体设计、集成以及在各新兴领域的应用，旨在激发读者对未来电驱动技术发展的思考。 集成化与模块化设计： 探讨如何通过集成化和模块化的设计理念，实现电驱动系统的紧凑化、轻量化和高效化。我们将分析集成电路（IC）技术、功率模块（IPM/IPM）在电驱动系统中的应用，以及如何通过系统级的优化设计来降低整体成本和提高可靠性。 电动汽车驱动系统的深度解析： 详细分析电动汽车（EV）驱动系统的关键组成部分，包括电机类型选择、电机控制策略、电池管理系统（BMS）的协同工作以及能量回收技术。我们将深入探讨不同类型电动汽车（如纯电动、混合动力）对驱动系统的特殊要求，以及如何在性能、续航里程和成本之间找到最佳平衡点。 工业自动化与机器人驱动： 阐述电驱动系统在工业自动化、数控机床、工业机器人等领域的应用。我们将分析不同应用场景对电机性能（如高精度定位、高速运行、高过载能力）的要求，以及如何选择合适的电机类型和控制策略来满足这些需求。内容将涵盖伺服驱动、步进驱动等技术在不同工业场景下的应用实例。 新能源发电与储能系统的协同： 探讨电驱动技术在风力发电、太阳能发电以及能量存储系统（ESS）中的作用。我们将分析如何通过先进的变流器和控制技术，实现新能源的并网、电能的高效存储与释放，以及电网的稳定运行。 智能化与物联网（IoT）的融合： 展望电驱动系统与智能化、物联网技术的融合趋势。我们将讨论如何利用传感器网络、大数据分析和人工智能（AI）技术，实现电驱动系统的远程监控、预测性维护、故障诊断与自愈合，以及如何构建面向未来的智能电驱动生态系统。 本书的编写风格力求严谨而不失可读性，通过丰富的图示、清晰的推导和贴近实际的案例分析，帮助读者深刻理解抽象的理论知识，并将其转化为解决实际工程问题的能力。本书适合高等院校电气工程、自动化、机械工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事电机设计、电力电子、控制系统研发的工程师阅读。通过本书的学习，读者将能够全面掌握现代电驱动技术的核心知识，并为未来在该领域的深入研究和创新实践奠定坚实的基础。

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坦白说，我一开始对这类技术书籍的阅读期望值并不高，通常都是抱着“查漏补缺”的心态翻阅。但《电力拖动交流调速系统》这本书，却让我体验到了一种寻宝般的乐趣。它的叙述逻辑非常贴合工程实践的思维路径。作者从最基础的交流电机基本特性（如等效电路、转矩特性曲线）讲起，循序渐进地过渡到复杂的调速技术，这种结构安排极大地降低了学习曲线的陡峭程度。尤其让我印象深刻的是，书中对感应电机和永磁同步电机（PMSM）的驱动进行了并列讨论。在当前新能源和高端制造领域，PMSM的地位日益重要，但其数学模型和控制难度远高于传统的异步电机。这本书没有将它们割裂开来，而是通过对比它们的转子磁场观测方法和转矩控制算法的差异，展示了控制理论在不同物理对象上的具体实现和取舍。作者在讨论传感器选择时，对光电编码器、旋转变压器以及无传感器的观测技术都给予了足够的篇幅，并详细分析了它们在抗干扰能力、精度和成本上的权衡。这种全景式的视角，确保了读者不仅能掌握核心的V/f控制或矢量控制，还能理解整个驱动链条中各个环节的相互制约关系，这才是真正工程化思维的体现。

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这本《电力拖动交流调速系统》读起来真是让人耳目一新，尤其是它对现代工业控制领域那些复杂概念的梳理，简直是教科书级别的清晰。我特别欣赏作者在介绍变频器控制策略时的那种深入浅出的笔法。比如，当我们讨论到矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）时，很多书籍要么过于晦涩，充斥着密集的数学公式，要么就是泛泛而谈，抓不住核心。然而，这本书巧妙地将三相电流解耦为转矩分量和磁场分量，用直观的坐标系旋转来解释其工作原理，即便是初次接触这个领域的工程师，也能迅速建立起正确的物理图像。它没有停留在理论层面，而是紧密结合了实际应用中的各种工况，比如低速大转矩的启动要求、动态响应速度的优化，以及在不同负载条件下如何保证系统的稳定性和节能效果。书中对各种脉冲宽度调制（PWM）技术的比较分析也极其到位，从传统的正弦波PWM到更先进的载波交错调制，每一种方案的优缺点、谐波特性和开关损耗都被拿出来进行了细致的量化对比。这本书的价值在于，它不仅教会了我们“是什么”，更重要的是解释了“为什么”以及“如何做”，使得读者在面对真实的电机驱动系统故障诊断和参数整定时，能够胸有成竹，而不是仅仅依靠手册上的默认设置。对于任何想要精通现代工业传动技术的人来说，这本书无疑是案头必备的工具书。

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对于那些习惯于碎片化学习的读者来说，《电力拖动交流调速系统》提供了一种结构严谨的知识体系，可以帮助我们把零散的知识点串联起来。我特别喜欢它在探讨控制算法时所展现出的数学美感与工程实用性的完美结合。例如，在讨论磁链观测器时，它会先给出观测器的状态空间方程，然后立刻解释为什么在实际应用中，我们需要使用扩展卡尔曼滤波器（EKF）或者Luenberger观测器来处理非线性和噪声问题。这种从纯理论模型到实际工程实现中间的“桥梁搭建”工作做得非常出色。再者，书中对不同控制模式的切换策略也有独到的见解。我们知道，从开环V/f控制切换到闭环矢量控制，或者从一种矢量控制算法切换到另一种，如果处理不当，极易产生冲击电流和转速波动。书中给出的平滑切换算法——比如如何匹配当前转速下的磁链状态，确保切换瞬间的电流连续性——是真正体现高级功底的地方。它不是简单地说“要平滑切换”，而是给出了具体的、可实现的数学步骤，这对于我们进行定制化的人机交互界面开发和系统集成工作来说，是无可替代的财富。

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这本书的装帧和排版虽然是技术类书籍的风格，但内容上的丰富性远远超出了我的预期。我特别关注其中关于系统级保护和安全运行的部分，这往往是理论书籍容易忽略，但在实际工厂环境中却至关重要的环节。书中对于过流、过压、欠压、定子接地故障等常见故障的诊断逻辑描述得非常细致，它不仅仅是罗列了故障代码，而是深入到保护电路的工作原理层面。例如，在介绍过流保护时，它不仅提到了峰值电流限制，还详细讲解了如何通过软件算法实现热保护模型，实时估算绕组温度，从而避免电机因长期过载而烧毁。这种对“冗余”和“鲁棒性”的强调，体现了作者深厚的现场经验。此外，书中关于电磁兼容性（EMC）的章节也十分有价值。在现代工厂里，高频开关产生的电磁干扰是影响调速系统稳定性的主要因素之一。作者给出了从硬件布局（如屏蔽、滤波器的选型）到软件设计（如开关频率的选择和随机调制技术）的一系列实用建议，这些都是在大学教材中鲜少能系统性学到的宝贵知识。读完这部分，我感觉自己对如何设计一个“经得起折腾”的驱动系统有了更清晰的认识。

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从整体阅读体验来看，这本书的专业性和深度是毋庸置疑的，但它绝不是一本只适合少数专家的“深闺秘籍”。它的魅力在于，它成功地平衡了理论深度和可读性。举例来说，在讨论如何优化交流调速系统的能效时，它没有止步于提及“减少损耗”，而是深入分析了电机本身（如铁损、铜损的分配）与驱动器本身（如开关损耗、直流母线纹波）对整体效率的影响。作者利用了图表对比了永磁同步电机和异步电机在不同负载率下的效率曲线，直观地揭示了为什么在特定的应用场景下，选择不同类型的电机对最终的能耗指标有着决定性的影响。这种对“系统效率”的整体观，超越了单纯的电路或控制理论范畴，触及了机电一体化设计的核心。这本书对每一个控制参数的敏感性分析都非常到位，使得读者在调试过程中，能够迅速判断是参数设置问题、传感器漂移问题，还是硬件本身的问题。这种强大的问题定位能力，使得它成为了一个高效的学习工具，而不是一本束之高阁的参考书。

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