多相電機高性能驅動控制

劉自程 鄭澤東 曲榮海

商品描述

本書作者在多項高水平研究項目的資助下,從“建模-控制-調制”三個維度,對多相電機開展了全面深入的研究,成功構建了一套基於廣義對稱分量理論的多相電機驅動控制理論和技術體系。
本書內容圍繞多相電機的時空解耦建模、多維協同矢量控制、共模抑制PWM、在線化容錯控制等系列原創性成果進行了詳細的講解。書中的相關研究成果已在艦船電力推進、多電飛機作動器、水下裝備等場合獲得應用,相關工作具有十分重要的理論與工程實踐意義。
本書可供高等院校電機、電氣傳動、電力電子等業的教師和學生,以及電氣工程、控制工程、機械工程等相關行業科研技術人員參考

目錄大綱

叢書序
前言
第1章緒論
1.1電機的相數
1.2多相電機的驅動控制
1.2.1多相電機的矢量控制
1.2.2多相電機的直接轉矩控制
1.2.3多相電機的模型預測控制
1.3多相電機的容錯運行
1.3.1基於轉矩脈動小的容錯控制策略
1.3.2基於磁動勢不變的容錯控制策略
1.4多相電機驅動系統的故障診斷
1.4.1基於模型的故障診斷方法
1.4.2基於知識的故障診斷方法
1.4.3基於信號的故障診斷方法
1.5多相逆變PWM
1.5.1空間矢量PWM
1.5.2載波比較PWM
1.6多相變頻器的電路拓撲
1.6.1不同電能轉換形式的電路拓撲
1.6.2不同繞組端口形式的電路拓撲
1.6.3串聯繞組形式的電路拓撲
1.7多相電機系統的應用
1.7.1艦船推進
1.7.2電動汽車
1.7.3多電飛機
1.7.4高速電梯
1.7.5風力發電
1.8本章小結
參考文獻
第2章多相電機數學模型
2.1多相電機的基本類型
2.2多相繞組的合成磁動勢分析
2.2.1多相繞組的繞組函數
2.2.2多相繞組定子側合成磁動勢分析
2.3多相系統的廣義對稱分量分析
2.3.1對稱型多相系統
2.3.2半對稱型多相系統
2.3.3廣義Clarke變換
2.4多相感應電機的數學模型
2.4.1自然坐標系下的數學模型
2.4.2解耦坐標系下的數學模型
2.4.3五相感應電機的數學模型
2.5多相磁電機的數學模型
2.5.1自然坐標系下的數學模型
2.5.2解耦坐標系下的數學模型
2.5.3雙移30°磁電機的數學模型
2.6本章小結
參考文獻
第3章多相感應電機矢量控制
3.1轉子磁場定向矢量控制
3.1.1廣義Park變換
3.1.2多相電機在旋轉坐標系下的數學模型
3.1.3多相電機轉子磁鏈定向矢量控制原理
3.2電流諧波抑制矢量控制
3.2.1電流時間諧波的解耦
3.2.2多相感應電機在諧波旋轉坐標系下的數學模型
3.2.3電流諧波抑制矢量控制算法設計
3.3各相電流均衡矢量控制
3.3.1基波電流的均衡度分析
3.3.2電流均衡矢量控制的算法設計
3.4本章小結
參考文獻
第4章多相電機容錯控制
4.1多相電機容錯控制的基本原理
4.1.1容錯運行的磁動勢分析
4.1.2容錯運行的控制需求
4.1.3基於廣義對稱分量的容錯電流控制
4.2多相電機斷相容錯控制
4.2.1斷相故障容錯控制概述
4.2.2針對零電流約束的斷相故障容錯控制方法
4.3多相電機降額容錯控制
4.3.1降額故障容錯控制概述
4.3.2針對電流限幅的降額故障容錯控制方法
4.4基於直流註入的開關管開路故障容錯控制研究
4.4.1針對開關管開路故障的容錯控制方法概述
4.4.2基於直流註入的開關管開路故障下容錯控制方法
4.5在線化的多相電機容錯控制
4.5.1在線化的多相電機容錯控制概述
4.5.2在線化的多相電機斷相容錯控制方法
4.6本章小結
參考文獻
第5章多相電機系統的故障診斷
5.1基於零序電流約束的對稱型多相電機開路故障診斷方法
5.1.1基本原理
5.1.2算法設計
5.1.3實驗驗證
5.2基於深度稀疏濾波網絡的智能化多相電機開路故障診斷方法
5.2.1基本原理
5.2.2算法設計
5.2.3實驗驗證
5.3基於各相定子電阻監測的多相電機故障預警方法
5.3.1基本原理
5.3.2算法設計
5.3.3實驗驗證
5.4本章小結
參考文獻
第6章多相變頻器的共模電壓抑制PWM
6.1多相變頻器PWM的共模電壓問題
6.1.1變頻驅動系統的共模回路
6.1.2多相兩電平逆變器的共模電壓
6.2對稱偶數相變頻器三角載波移相PWM
6.2.1三角載波移相實現方法
6.2.2三角載波移相共模抑制原理
6.2.3調制策略性能討論
6.3對稱奇數相變頻器鋸齒載波交替PWM
6.3.1鋸齒載波交替實現方法
6.3.2鋸齒載波交替實現共模抑制的原理
6.3.3鋸齒載波交替方式化
6.3.4調制策略性能討論
6.4非對稱六相變頻器鋸齒載波反相PWM
6.4.1鋸齒載波反相實現方法
6.4.2鋸齒載波反相共模抑制原理
6.4.3調制策略性能討論
6.5本章小結
參考文獻
第7章多相變頻器的新型拓撲及其控制
7.1容錯重構型開繞組逆變器拓撲
7.1.1重構型開繞組拓撲的推導
7.1.2重構型開繞組拓撲的適用故障工況
7.1.3重構型開繞組拓撲容錯驅動控制方案
7.1.4重構型開繞組拓撲的容錯實驗驗證
7.1.5重構型開繞組拓撲的點
7.2六相四橋臂逆變器拓撲
7.2.1六相四橋臂逆變器拓撲的推導
7.2.2六相四橋臂逆變器拓撲的調制
7.2.3六相四橋臂拓撲的點
7.3本章小結
參考文獻