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上篇 直流传动控制系统3

第一章 直流调速系统的基本概念3

第一节 直流电动机的调速方法3

一、调节电枢电压调速3

二、改变电动机励磁调速4

三、改变电枢回路电阻调速5

第二节 可控直流电源供电下的直流电动机（V-M）开环调速及特性6

一、晶闸管整流器—电动机系统（V-M）的调速特性6

二、脉宽调制电源（PWM）供电下的直流调速特性8

第三节 调速系统的性能指标10

一、静态指标10

二、动态指标11

习题13

第二章 单闭环控制直流调速系统15

第一节 具有转速负反馈的直流调速系统15

一、系统的组成及工作原理15

二、系统的静态性能分析17

三、单闭环转速反馈系统的动态分析20

第二节 具有电流截止负反馈的转速闭环调速系统26

一、系统的组成26

二、系统的性能分析27

三、给定积分器与无差调节器29

四、具有电流截止保护的无静差调速系统32

第三节 电压负反馈单闭环直流调速系统36

一、电压负反馈直流调速系统的工作原理及性能分析36

二、单闭环直流调速系统的工程应用举例39

习题43

第三章 电流、转速双闭环串级控制的直流调速系统45

第一节 最大电流约束下的直流电动机最佳速度调节过程45

一、最大电流约束条件下的最佳启动过程45

二、最大电流约束条件下的最佳制动过程47

三、最佳静特性48

第二节 电流、转速双闭环调速系统48

一、带限幅输出的PI调节器的动态响应48

二、电流、转速双闭环系统组成50

三、双闭环系统稳态时的工作情况52

四、双闭环系统的跟随响应54

五、双闭环系统的抗扰性能55

第三节 具有电流自适应调节器的双闭环调速系统58

一、电流断续问题的提出58

二、具有电流自适应调节器的双闭环调速系统59

第四节 带励磁控制的调速系统61

一、独立控制励磁的调压、调磁系统63

二、非独立控制励磁的调速系统63

习题65

第四章 直流调速系统的工程设计与调试66

第一节 典型系统的性能指标与参数关系67

一、典型Ⅰ型系统67

二、典型Ⅱ型系统69

三、典型Ⅰ、Ⅱ型系统的性能指标比较74

第二节 系统的校正－调节器设计77

一、直接校正成典型系统77

二、低频大惯性环节的近似处理79

三、高频小惯性群的近似处理81

第三节 双闭环不可逆直流调速系统的工程设计86

一、系统固有参数的计算和测试87

二、电流环设计89

三、转速环设计94

四、设计举例98

第四节 双闭环直流调速系统的调整102

一、触发器调试102

二、电流环调试103

三、转速环调试103

四、系统的静特性调整104

五、故障分析105

习题105

第五章 直流电动机的可逆调速控制108

第一节 直流电动机可逆系统主电路108

一、电枢反接可逆线路108

二、励磁可逆线路110

第二节 晶闸管—电动机系统的工作状态分析111

一、晶闸管装置的整流和逆变状态111

二、电动机的发电回馈制动112

三、如何在V-M系统中实现发电回馈制动113

第三节 晶闸管反并联系统的可逆控制方案及实现114

一、晶闸管反并联有环流控制方式114

二、α=β配合控制的有环流可逆调速系统117

三、可控环流的可逆调速系统119

四、逻辑无环流可逆调速系统122

五、逻辑无环流可逆系统的工程应用分析137

第六章 直流脉宽调制调速系统144

第一节 PWM功率电源及PWM-M系统开环调速144

一、不可逆PWM-M系统主电路144

二、可逆PWM-M系统主电路147

第二节 PWM可控电源供电下的直流电动机闭环调速系统150

一、脉宽调制器UPW151

二、逻辑延时环节151

三、基极驱动器及保护电路152

第三节 用微处理器实现的PWM-M系统156

一、系统的硬件结构156

二、系统的软件结构161

第七章 直流传动的其它应用167

第一节 位置随动系统167

一、概述167

二、位置信号检测装置168

三、位置随动系统的基本类型178

四、位置随动系统的应用举例182

第二节 直流传动张力控制系统184

一、概述184

二、张力控制方法185

三、铝箔轧机张力控制系统188

习题190

下篇 交流调速系统192

第八章 交流调速系统基本概念192

一、交流电动机的调速方式192

二、交流调速传动系统的应用领域196

第九章 交流调压调速198

第一节 调压调速工作原理及机械特性198

一、工作原理198

二、机械特性200

第二节 调压调速的闭环控制201

一、转速负反馈闭环的交流调压调速系统201

二、系统的静特性201

第三节 晶闸管三相交流调压电路203

一、几种常用的交流调压电路及性能比较203

二、电感性负载电路的工作特点206

第四节 交流调压系统工程举例208

习题210

第十章 变频调速211

第一节 变频调速概述211

一、基频以下调速211

二、基频以上调速212

三、逆变器的基本工作原理212

第二节 变频器简介216

一、变频器的构成216

二、变频器的分类及其特点218

三、变频器的主回路控制方式226

第三节 SPWM电压型变频器228

一、SPWM电压型变频器的概念228

二、SPWM电压型变频器的工作原理229

三、SPWM型逆变器的控制方式232

四、SPWM波的实现234

五、由8098单片机实现的SPWM变频调速系统237

第四节 变频调速系统241

一、V/F控制及其机械特性241

二、V/F控制系统构成及工作原理245

三、转差频率控制247

四、矢量控制253

五、各种控制方式的特性比较258

第五节 通用变频器的应用258

一、通用变频器及其外围设备的选择258

二、使用变频器时应注意的问题262

三、变频器在节能方面的应用263

四、通用变频器应用实例268

习题272

第十一章 串级调速273

第一节 串级调速的原理、类型273

一、工作原理273

二、串级调速系统的分类275

第二节 串级调速系统的能量关系276

一、功率传递关系276

二、效率η278

三、功率因数cosψ279

四、双馈电机概念279

第三节 异步电动机在串级调速工作时的机械特性280

一、异步电动机转子整流电路的电压和电流280

二、异步电动机在串级调速时的电磁转矩283

三、异步电动机在串级调速工作时的机械特性方程式286

第四节 双闭环串级调速系统288

一、双闭环串级调速系统的组成288

二、串级调速系统的动态数学模型288

三、调速系统调节器参数的确定293

第五节 工程应用实例293

习题299

附 录300

附录一 集成触发器300

附录二 测速元件与电路303

附录三 模拟信号隔离器308

附录四 电流、电压传感器模块的技术性能参数及应用310

附录五 8098单片机的性能及特点317

附录六 常用符号表318

参考文献326