Control in Power Electronics and Electrical Drives 1977 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier

作者:International Federation of Automatic Control

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1978-08

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780080220147

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 电机驱动
• 控制系统
• 自动控制
• 电力控制
• 电气工程
• 控制理论
• 1977
• 经典著作
• 控制技术

《电力电子与电机驱动控制》 导论 电力电子技术与电机驱动控制是现代工业自动化和电气工程领域中不可或缺的两大支柱。前者专注于高效、精确地控制电能的转换和传输，后者则致力于实现对电机运行性能的精细调控。这两者如同孪生兄弟，紧密相连，共同推动着工业生产效率的提升、能源利用率的优化以及电气设备性能的飞跃。 本书力图深入探讨电力电子器件的原理、特性以及它们在不同电力系统中扮演的关键角色。我们将从半导体开关器件的基础出发，逐步深入到各种功率变换器的拓扑结构、工作模式和控制策略。同时，本书也将聚焦于电机驱动控制的核心技术，涵盖直流电机、交流电机（包括感应电机和同步电机）的调速、定位和运行状态监测等重要方面。我们将详细分析各种控制算法，例如PID控制、矢量控制（FOC）、直接转矩控制（DTC）等，并阐述它们在提高电机动态响应、降低能耗和实现精确控制方面的优势。 第一章：电力电子器件基础 本章将为读者建立坚实的电力电子技术基础。我们将详细介绍几种核心的电力电子开关器件，包括二极管、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）以及功率MOSFET。对于每一种器件，我们将深入剖析其工作原理、伏安特性、开关损耗、散热要求以及在不同应用场景下的适用性。此外，我们还将讨论这些器件的驱动电路设计，以及如何通过串并联等方式来满足高电压、大电流的应用需求。理解这些器件的特性是构建高效、可靠电力电子系统的基础。 第二章：功率变换器拓扑与原理 本章将系统介绍各种常见的功率变换器拓扑结构，它们是实现电能转换的关键。我们将首先探讨直流-直流（DC-DC）变换器，包括降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）以及隔离型变换器等。对于每种拓扑，我们将详细分析其工作原理、电感电流和电容电压的动态变化，以及关键的电压/电流传递函数。 接着，我们将转向直流-交流（DC-AC）变换器，也称为逆变器。我们将详细介绍单相和三相逆变器的不同调制技术，如脉冲宽度调制（PWM）、正弦波PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等，并分析它们在生成高质量交流输出波形方面的优缺点。 最后，本章还将涉及交流-交流（AC-AC）变换器，如AC-AC直接变换器（也称为斩波器）和间接变换器（通过DC-DC和DC-AC变换级联），以及交流-直流（AC-DC）变换器（也称为整流器），包括半控、全控整流电路以及有源功率因数校正（APFC）技术。 第三章：电机驱动控制理论 本章将重点阐述电机驱动控制的核心理论。我们将从直流电机的基本方程和控制方法入手，介绍恒压降速、恒流调速以及更先进的PWM斩波调速技术。 对于交流电机，特别是感应电机，我们将深入探讨其电磁耦合特性。我们将详细介绍转子磁链定向控制（矢量控制，FOC）的原理，包括坐标变换（Clark和Park变换）、转子磁链和电磁转矩的数学模型，以及如何通过控制定子电流矢量来实现对转矩的精确控制。我们还将介绍直接转矩控制（DTC）技术，分析其无需坐标变换的优点以及实现快速转矩响应的机制。 此外，本章还将涵盖同步电机的控制，包括永磁同步电机（PMSM）和同步磁阻电机（SynRM）的驱动，重点介绍其与感应电机控制的异同，以及针对其特殊结构设计的控制策略。 第四章：控制算法与系统集成 本章将进一步深化控制算法的应用，并探讨如何将电力电子技术与电机驱动控制有机地集成起来，构建完整的驱动系统。我们将详细介绍PID（比例-积分-微分）控制器的设计与整定方法，以及它在速度、位置和电流环控制中的应用。 我们将深入分析矢量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）在实际系统中的实现细节，包括采样、数字化、DSP/FPGA的实现策略以及滤波和抗干扰技术。 本章还将讨论各种保护功能的设计，如过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护以及堵转保护，确保电机驱动系统的安全可靠运行。此外，我们还将简要介绍通信接口（如CAN、RS485）在现代电机驱动系统中的作用，以及系统故障诊断与容错控制的基本思想。 第五章：应用实例与发展趋势 本章将通过具体的应用实例来展示电力电子与电机驱动控制技术的实际价值。我们将分析电动汽车驱动系统、工业机器人伺服系统、新能源发电（如风力发电）变流器、以及各种工业传动系统（如轧机、风机、水泵）中的关键技术和设计要点。 最后，本章还将展望该领域未来的发展趋势，包括新型电力电子器件（如SiC、GaN器件）的应用，智能化控制算法（如模糊控制、神经网络控制）的研究，以及面向物联网（IoT）和工业4.0的集成化、网络化驱动解决方案的发展。 结语 电力电子与电机驱动控制技术的发展日新月异，其应用范围不断拓展，已成为推动现代社会进步的重要技术力量。本书旨在为读者提供一个系统、深入的理论框架和实践指导，帮助读者掌握该领域的核心知识，并为进一步的深入研究和技术创新奠定坚实的基础。

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