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1 开关磁阻电动机1

1.1　概述1

1.2　开关磁阻电动机调速系统简介2

1.2.1 开关磁阻电动机调速系统（SRD）原理2

1.2.2　电动机结构2

1.2.3　控制电路4

1.2.4 开关磁阻电动机调速系统SRD的特点5

1.3 开关磁阻电动机调速系统和交流变频调速系统的区别7

1.3.1　主电路比较7

1.3.2　控制策略比较8

1.4　开关磁阻电动机技术参数及应用场合8

1.4.1 开关磁阻电动机的外形及安装尺寸8

1.4.2　性能曲线8

1.4.3 开关磁阻电动机调速系统应用场合12

1.4.4　SRD10系列开关磁阻电动机调速系统的效率12

1.5　开关磁阻电动机无位置传感器的CGSM驱动策略15

1.5.1　CGSM原理15

1.5.2　CGSM在开关磁阻发电机上的应用17

1.5.3 应用18

1.5.4　实验结果19

1.5.5 启动20

1.6　电动车用开关磁阻电动机全工况运行方案22

1.6.1　SRD的基本分析23

1.6.2　SRM全工况运行分析24

1.6.3　SRM全工况运行仿真结果26

1.6.4　SRM全工况运行试验结果分析26

1.7　基于DSP的大功率开关磁阻电动机全数字控制系统在矿山绞车上的应用27

1.7.1 开关磁阻电动机的数学模型27

1.7.2 电流斩波控制（CCC）28

1.7.3 系统主回路29

1.7.4　控制器硬件和软件设计29

1.7.5　现场运行结果32

1.8　开关磁阻调速电动机在煤矿上的应用33

1.8.1 在煤矿中应用的几种调速方式的比较33

1.8.2 开关磁阻电动机调速系统在煤矿中的应用实例34

1.8.3　技术性能和特点34

1.8.4　保护和故障诊断功能35

1.8.5 开关磁阻电动机调速系统的维护35

1.9　开关磁阻调速电动机在抽油机上的应用36

1.9.1 主要特点37

1.9.2　现场应用及效果分析38

1.9.3 问题及对策39

2　永磁同步电动机40

2.1　永磁同步电动机的转子磁路结构及隔磁措施40

2.1.1 转子磁路结构40

2.1.2　隔磁措施43

2.2　永磁同步电动机数学模型43

2.3　永磁同步电动机的变频调速46

2.3.1 永磁同步电动机及其运行控制方法46

2.3.2　永磁同步电动机的恒压频比控制48

2.4　永磁同步电动机空间电压矢量控制（SVM）49

2.4.1 永磁同步电动机的SVM-DTC控制50

2.4.2　调速方式的比较52

2.4.3　永磁同步电动机变频调速在化纤、玻璃行业中的应用53

2.5　基于奇异摄动的永磁同步电动机无位置传感器控制55

2.5.1　PMSM驱动系统数学模型56

2.5.2　双时间尺度分解56

2.5.3　基于双时间尺度的位置及速度估计算法57

2.5.4　仿真结果58

2.6　永磁同步电动机变结构直接转矩控制及定子磁链的观测60

2.6.1　PMSM同步电动机变结构直接转矩控制器61

2.6.2　数字化PMSM变结构直接转矩控制系统62

2.6.3 实验结果62

2.6.4 自适应滑模观测器64

2.7　永磁同步电动机的直接转矩控制策略67

2.7.1 永磁同步电动机的直接转矩控制基本方案68

2.7.2　基于电磁转矩和定子电流直轴分量的直接转矩控制方案69

2.7.3　基于电磁转矩和无功转矩的直接转矩控制方案70

2.7.4　基于预测控制算法的直接转矩控制方案71

2.8　永磁同步电动机的弱磁控制策略仿真研究72

2.8.1 永磁同步电动机弱磁扩速原理分析72

2.8.2 电流控制器的饱和74

2.8.3　永磁同步电动机弱磁控制区域的确定74

2.8.4　基于最小端电压比的永磁同步电动机弱磁控制策略75

2.8.5 永磁同步电动机的弱磁控制策略的仿真75

3　大功率普通同步电动机78

3.1　结构和工作原理78

3.2　同步电动机变频调速79

3.3 同步电动机的控制方式81

3.3.1 工作原理81

3.3.2 同步转速81

3.3.3　运行方式81

3.4　跟转子励磁有关的两种同步电动机82

3.5 中高压变频器在大功率同步电动机上的应用82

3.5.1 同步电动机的工频启动投励过程83

3.5.2 变频器驱动同步电动机时的启动整步过程83

3.5.3 电流型变频器用于大型风机的启动84

3.5.4 同步变频启动的工作原理86

3.5.5 实际使用效果86

3.6 电压型PWM变频装置在同步电动机调速中的应用87

3.6.1 同步电动机适宜变频调速的范围87

3.6.2 同步电动机变频调速的特点87

3.7 同步电动机变频启动中的典型故障88

3.7.1 启动装置的基本组成及主要参数88

3.7.2　启动过程89

3.7.3　故障现象及原始处理过程90

3.8　负载换相同步电动机（可控硅电动机）92

3.8.1 系统结构92

3.8.2 工作原理93

3.8.3 机械特性和调速94

3.9　PH系列变频器在同步电动机上的应用96

4　直流无刷电动机98

4.1　直流无刷电动机的结构与工作原理98

4.1.1 系统结构98

4.1.2 工作原理99

4.1.3 运行特性和调速原理100

4.1.4　直流无刷电动机调速特性101

4.1.5 直流无刷电动机调速器技术参数101

4.2　一种新型永磁双凸极直流无刷电动机102

4.2.1 DSPM—BLDC电动机基本运行原理103

4.2.2 变参数PI转速调节与单斩电流滞环相结合的双闭环控制105

4.2.3　9kW DSPM-BLDC电动机恒速系统107

4.3　直流无刷电动机EPS系统的控制策略及一种PWM调制方法113

4.3.1　EPS系统概述113

4.3.2　EPS系统控制策略114

4.3.3　一种低损耗的PWM调制方法116

4.3.4 实验结果117

4.4　直流无刷电动机的直接自控制121

4.4.1 DSC原理121

4.4.2 BLDC-DSC的实现123

4.4.3　仿真及结果126

4.4.4　实验及结果128

4.5　集中绕组永磁无刷电动机131

4.5.1 永磁无刷电动机的应用131

4.5.2 集中绕组永磁无刷电动机的绕组构成131

4.5.3　集中绕组永磁无刷电动机的转矩分析133

4.6　基于DSP的无位置传感器的直流无刷电动机控制系统135

4.6.1　基于TMS320LF240x芯片方案一135

4.6.2　基于MC56F8013芯片方案二139

4.7　雷达伺服系统中直流无刷电动机换相检测算法研究144

4.7.1　反电势检测和预估结合算法144

4.7.2 实验结果146

4.8　开关电容变换器在直流无刷电动机驱动电路中的应用147

4.8.1 自举电路工作原理147

4.8.2 开关电容变换器工作原理分析148

4.8.3　控制方法149

4.8.4　仿真和实验结果149

4.9　缝纫机用直流无刷电动机位置伺服系统设计151

4.9.1 位置伺服系统控制框图151

4.9.2　位置伺服系统的硬件组成152

4.9.3　位置伺服系统的软件设计153

4.9.4　实验结果154

5　步进电动机及其控制155

5.1　步进电动机的结构与工作原理155

5.1.1 步进电动机的工作原理155

5.1.2　反应式步进电动机157

5.1.3 永磁式和感应子式步进电动机158

5.1.4　步进电动机的特点160

5.2　反应式步进电动机的特性161

5.2.1 步进电动机的静态特性161

5.2.2　步进电动机的单步运行164

5.2.3 步进电动机的连续运行和动特性165

5.3　步进电动机驱动控制器的构成168

5.4　步进电动机的功率驱动电路170

5.4.1　单极性驱动电路170

5.4.2　双极性驱动电路173

5.5　步进电动机的角度细分控制175

5.5.1 角度细分控制原理175

5.5.2 角度细分控制的电路实现177

5.5.3　细分控制专用集成电路178

5.6　步进电动机的单片机控制179

5.6.1　脉冲分配179

5.6.2　步进电动机的速度控制183

5.6.3 步进电动机的加减速与定位控制184

6　直线电动机187

6.1　概述187

6.1.1 直线电动机的原理和分类187

6.1.2 直线电动机的国内外发展概况189

6.2　直线感应电动机190

6.2.1 直线感应电动机的主要类型和基本结构190

6.2.2　直线感应电动机的基本工作原理192

6.2.3 直线感应电动机的工作特性193

6.2.4　直线感应电动机的边缘效应193

6.3　直线直流电动机194

6.3.1 永磁式直线电流电动机195

6.3.2 电磁式直线直流电动机196

6.4　直线和平面步进电动机196

6.4.1 直线步进电动机197

6.4.2　平面步进电动机199

6.5　直线感应电动机的应用200

6.5.1 直线感应电动机的应用原则200

6.5.2　直线感应电动机的应用情况201

7　超声波电动机206

7.1　超声波电动机概述206

7.1.1 超声波电动机的基本原理206

7.1.2　超声波电动机的发展207

7.1.3　超声波电动机的优点及其应用208

7.1.4　超声波电动机存在的问题及研究重点209

7.2　超声波电动机的常见结构与分类210

7.2.1 超声波电动机的常见结构210

7.2.2　超声波电动机的分类213

7.3　行波型超声波电动机的调速机理214

7.3.1　行波的形成214

7.3.2　超声波电动机的调速机理215

7.4　行波型超声波电动机的驱动控制217

7.4.1 行波型超声波电动机的调速控制方法217

7.4.2　逆变器主回路218

7.4.3　频率跟踪技术218

8　其它型电动机调速及应用221

8.1　绕线转子异步电动机调速控制221

8.2　球磨机的调整222

8.2.1　概况222

8.2.2 负荷特性222

8.2.3 选用新型的U形外特性变频器来实现节电222

8.2.4　TM系列球磨机用同步电动机224

8.2.5 陶瓷行业球磨机节能改造225

8.3　电磁离合器调速228

8.3.1 电磁离合器概述229

8.3.2 电磁离合器的效率229

8.3.3　节电效率估算229

8.4　单相电容电动机调速230

8.4.1 单相电容电动机的工作原理230

8.4.2　单相电容电动机变频逆变原理230

8.4.3 单相电容电动机变频调速应用实例233

8.5　双异步电动机组合移相调速234

8.5.1 双电机移相调速的思路234

8.5.2　组合移相调速电路的结构及控制方式235

8.5.3　移相变流的调速原理236

8.5.4　移相变流电路的参数选择及功率传输的分析236

8.6　变频器调速对环境的影响237

8.6.1 对电动机的影响237

8.6.2　对电缆的影响237

8.6.3 对于EMC、绝缘、接地的影响237

8.6.4　其它的影响238

参考文献239