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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 矿井提升机系统概述2

1.2.1 矿井提升设备的发展历程2

1.2.2 国内提升设备的发展与现状3

1.3 矿井提升机电力传动的发展现状4

1.3.1 绕线转子异步电动机转子回路串金属电阻调速系统5

1.3.2 绕线转子异步电动机转子回路串液体电阻调速系统5

1.3.3 发电机-电动机直流可逆调速系统6

1.3.4 晶闸管-电动机直流可逆调速系统6

1.3.5 绕线转子异步电动机转子串级调速系统7

1.3.6 交流电动机交-交变频调速系统8

1.4 矿井提升机调速性能分析8

1.4.1 矿井提升机直流调速性能分析8

1.4.2 提升机交流调速性能分析9

1.5 交流变频调速技术的发展现状11

1.6 本书的结构和内容安排13

参考文献14

第2章 感应电机数学模型及参数辨识方法基础16

2.1 引言16

2.2 感应电机数学模型16

2.2.1 感应电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型17

2.2.2 按转子磁链定向的感应电机矢量控制方程式17

2.3 感应电机参数离线辨识的传统方法18

2.3.1 空载试验19

2.3.2 堵转试验20

2.4 感应电机参数离线辨识的改进方法22

2.4.1 直流试验22

2.4.2 单相试验23

2.4.3 空载实验24

2.4.4 离散傅里叶变换25

2.5 本章小结27

参考文献27

第3章 基于正交反馈双补偿方法的转子磁链观测器29

3.1 引言29

3.2 转子磁链观测器29

3.2.1 适于模拟实现的转子磁链电流模型30

3.2.2 适于数字实现的转子磁链电流模型31

3.2.3 转子磁链电压模型31

3.3 转子磁链观测方法的改进32

3.3.1 电压模型及其误差分析33

3.3.2 非线性正交补偿34

3.3.3 磁链观测响应速度的改进35

3.3.4 仿真及结果分析35

3.4 本章小结38

参考文献39

第4章 基于模型参考自适应的全阶磁链观测40

4.1 引言40

4.2 转子磁链观测模型41

4.2.1 电流模型41

4.2.2 电压模型42

4.3 感应电机全阶磁链观测模型43

4.3.1 全阶状态观测器理论基础43

4.3.2 异步电机状态空间模型43

4.3.3 模型参考自适应控制原理46

4.3.4 改善的全阶磁链观测器数学模型46

4.3.5 电机转速的获取48

4.4 全阶磁链观测器反馈矩阵的设计48

4.4.1 转子磁链观测器的复合形式48

4.4.2 反馈矩阵的设计50

4.5 仿真及结果分析51

4.6 本章小结54

参考文献54

第5章 基于无速度传感器的感应电机矢量控制方案55

5.1 引言55

5.2 无速度传感器矢量控制方案55

5.3 基于MRAS的矢量控制56

5.3.1 基于MRAS的全阶磁链观测和速度估算57

5.3.2 矢量控制算法推导58

5.3.3 电压空间矢量脉宽调制技术59

5.3.4 仿真及结果分析62

5.4 本章小结64

参考文献64

第6章 LCL滤波的PWM整流器拓扑结构和数学模型65

6.1 引言65

6.2 LCL滤波的电压型PWM整流器拓扑结构65

6.3 LCL滤波的三相电压型PWM整流器数学模型66

6.3.1 a-b-c坐标系下的数学模型66

6.3.2 α-β坐标系下的数学模型68

6.3.3 d-q坐标系下的数学模型70

6.4 LCL滤波器阻尼方法研究73

6.4.1 LCL滤波器无源阻尼方法74

6.4.2 LCL滤波器有源阻尼方法74

6.5 本章小结76

参考文献76

第7章 基于粒子群算法的LCL滤波器参数设计78

7.1 引言78

7.2 LCL滤波器的参数设计原则78

7.3 LCL滤波器传统的设计方法81

7.3.1 分布设计法81

7.3.2 简易设计法82

7.4 基于粒子群算法的LCL滤波器参数智能优化设计82

7.5 仿真及结果分析85

7.6 本章小结87

参考文献87

第8章 基于LCL滤波的PWM整流器无阻尼控制88

8.1 引言88

8.2 PWM整流器固定开关频率控制概述88

8.3 基于无阻尼控制的LCL滤波PWM整流方法90

8.3.1 无阻尼控制原理90

8.3.2 无阻尼控制策略实现91

8.4 仿真及结果分析93

8.4.1 较高直流电压输出时系统仿真94

8.4.2 正常直流电压输出时系统仿真97

8.5 本章小结101

参考文献101

第9章 基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制103

9.1 引言103

9.2 虚拟磁链的估算103

9.2.1 磁链概念和估算103

9.2.2 PWM整流器虚拟磁链的估算104

9.2.3 基于虚拟磁链的瞬时功率的计算107

9.3 直接功率控制108

9.4 基于虚拟磁链的直接功率控制系统的设计与实现110

9.4.1 基于虚拟磁链的直接功率控制系统结构110

9.4.2 积分初值问题112

9.5 仿真及结果分析116

9.6 本章小结118

参考文献119

第10章 基于直流预励磁的矢量控制启动方案120

10.1 引言120

10.2 直流预励磁矢量控制启动方法120

10.2.1 直流预励磁矢量控制中励磁电流及转矩电流分析121

10.2.2 直流预励磁矢量控制中磁链相角分析123

10.2.3 传统矢量控制启动和直流预励磁启动的比较124

10.3 基于矢量控制的直流预励磁启动方案模型125

10.3.1 直流预励磁控制中励磁电流、转矩电流取值原则125

10.3.2 直流励磁时间选取原则126

10.4 仿真及结果分析126

10.5 本章小结129

参考文献129

第11章 基于交流预励磁的矢量控制启动方案130

11.1 引言130

11.2 交流预励磁矢量控制启动方法130

11.2.1 交流预励磁矢量控制中励磁电流及转矩电流分析132

11.2.2 交流预励磁矢量控制中磁链相角分析133

11.2.3 传统矢量控制启动和交流预励磁启动的比较134

11.3 基于矢量控制的交流预励磁启动方案模型134

11.3.1 交流预励磁控制中励磁电流、转矩电流取值原则134

11.3.2 交流励磁时间选取原则135

11.4 仿真及结果分析135

11.5 本章小结137

参考文献138

第12章 基于负载电流前馈的双PWM变频协调控制139

12.1 引言139

12.2 双PWM变频系统独立控制存在的问题139

12.3 负载电流前馈补偿技术的研究140

12.3.1 负载电流的计算140

12.3.2 PWM整流器双闭环控制142

12.3.3 负载电流前馈补偿原理143

12.4 仿真及结果分析146

12.5 本章小结150

参考文献150

第13章 双PWM变频负载功率前馈协调控制152

13.1 引言152

13.2 基于固定开关频率的直接功率控制152

13.3 基于负载功率前馈的协调控制154

13.3.1 负载功率前馈补偿原理154

13.3.2 负载功率前馈协调控制的动态分析156

13.3.3 负载功率的估算158

13.4 仿真及结果分析160

13.5 本章小结165

参考文献165