Electrical Motor Control Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Goodheart-Willcox Pub

作者:Patrick, Dale R./ Fardo, Stephen W.

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:

价格:0.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9781566377010

丛书系列:

图书标签:

• 电机控制
• 电力电子
• 驱动系统
• 控制系统
• 电气工程
• 电机驱动
• 变频器
• 伺服系统
• 工业自动化
• 电力传动

好的，以下是一本关于电气传动控制系统，但不包含《Electrical Motor Control Systems》内容的图书简介，内容详实且自然流畅： --- 《现代电力电子与电机驱动技术前沿：从理论基础到智能应用》 图书概述 本书旨在为电气工程、自动化、动力系统及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面而深入的知识框架，聚焦于电力电子变换器技术、先进电机驱动策略以及面向工业4.0的智能控制系统集成。本书摒弃了传统教材中对基础直流/交流电机控制的详尽讲解，转而将重心放在当代工业驱动系统中的核心技术——高频开关、高性能伺服控制以及系统级的优化集成上。全书结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，力求揭示驱动技术领域前沿动态与未来发展趋势。 第一部分：电力电子变换器的拓扑与建模 本部分专注于现代电机驱动系统赖以实现的基础——电力电子变换器。我们不讨论通用的桥式结构，而是深入探讨应用于高精度、高功率密度场景的特定拓扑。 1.1 高级开关器件特性与热管理： 详细分析第三代半导体材料（如SiC和GaN）在电机驱动中的应用优势与局限性。重点探讨开关频率对滤波器设计、开关损耗和瞬态响应的影响。同时，涵盖驱动器热设计中的关键策略，包括热阻计算、冷却流体动力学初步分析及其对系统寿命的预测性影响。 1.2 矩阵变换器（Matrix Converters, MC）的深度解析： 本书将矩阵变换器视为实现无电感、直接AC/AC转换的关键技术。章节将细致剖析不同调制策略（如三向量、五向量调制）对输出电压波形质量、开关损耗和共模电压抑制的定量影响。此外，将引入基于有限控制集（FCS-MC）的实时控制实现方法，并与传统的PWM逆变器进行性能对比。 1.3 多电平技术在电机驱动中的演进： 超越传统的两电平或级联H桥结构，本部分重点分析中点钳位（NPC）和飞跨点（FSC）多电平逆变器在超高压直流输电和大型风力发电机接入电网中的应用。讨论如何通过优化开关顺序（如共轭移位调制）来平衡各子模块的电压应力，并降低谐波畸变率。 第二部分：先进电机驱动控制策略与高性能伺服 本部分聚焦于实现精确转矩、速度和位置控制的核心算法，特别针对永磁同步电机（PMSM）和开关磁阻电机（SRM）等现代高动态范围电机。 2.1 基于磁场的定向控制（Field-Oriented Control, FOC）的深化与优化： 在标准FOC基础上，本书着重讨论其在非线性和时变系统中的鲁棒性问题。内容包括： 参数辨识与自适应： 介绍基于模型参考自适应系统（MRAS）和Luenberger观测器用于在线估计电机参数（如转子位置、反电动势和负载扰动）。 高频注入法在低速/零速区域的应用： 详细阐述如何利用高频信号注入技术克服换相死区和电流环饱和，从而实现零速精确转矩控制。 2.2 直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）的改进： 重点研究如何解决传统DTC的固有缺点——转矩和磁链纹波较大。将介绍基于电压矢量选择表的现代DTC（Predictive Torque Control, PTC），以及如何将其与脉冲宽度调制（PWM）技术相结合，实现开关频率的动态可调，从而在不同工作点优化系统性能。 2.3 伺服驱动中的前馈与补偿技术： 针对高精度运动控制应用，本章介绍先进的前馈控制结构，如模型参考前馈（Model Reference Feedforward）和扰动观测器（Disturbance Observer, DO）的应用。阐述DO如何有效补偿摩擦力矩、未建模动态和外部冲击载荷，从而显著提高系统的动态跟踪精度和抗干扰能力。 第三部分：面向工业物联网（IIoT）的驱动系统集成 本部分将视角从单一电机控制提升到整个驱动单元与工厂网络的环境集成，关注智能化、数字化和可靠性。 3.1 驱动器的状态监测与预测性维护（PdM）： 探讨如何利用嵌入式传感器数据（如电流谐波频谱、直流母线电压波动、开关管温度）进行故障诊断。介绍基于机器学习（如支持向量机SVM或深度神经网络DNN）的算法，用于早期检测轴承磨损、绝缘退化和驱动器热失控风险，从而实现从被动维修到主动维护的转变。 3.2 功能安全与总线通信协议： 系统性介绍IEC 61800-5-2标准中关于功能安全等级（SIL/PL）的要求在驱动器设计中的体现，特别是安全扭矩关断（STO）、安全停止（SS1）和安全限速（SLS）的实现机制。同时，深入分析工业现场总线（如EtherCAT, Profinet IRT）在实现纳秒级同步通信和分布式控制架构中的关键技术挑战与解决方案。 3.3 高性能数字信号处理器（DSP）与FPGA的协同设计： 分析现代驱动器中控制算法的硬件加速策略。探讨何时应将复杂的算法（如高频注入或复杂滤波）卸载到现场可编程门阵（FPGA）以满足实时性要求，以及如何利用高性能DSP进行高级状态估计和系统级决策。重点讨论软硬件接口的时序同步与数据一致性保证。 结语 本书不仅是一本技术手册，更是一座连接基础理论与未来工程实践的桥梁。它为读者提供了深入理解和掌握新一代高效率、高动态、高可靠性电机驱动系统所需的核心知识体系。 ---

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