交流傳動系統高性能控制及MATLAB/Simulink建模(原書第2版)

[英] 海瑟姆·阿布魯(Haitham Abu-Rub)阿蒂夫·伊克巴爾(Atif Iqbal)雅羅斯瓦夫·古辛斯基(Jaroslaw Guzinski)

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商品描述

采用合理的控制策略,按照負載特性對交流電氣傳動系統進行調速,會顯著提高其電能利用效率。高性能傳動使電機具有快速、準確的動態響應,且提供良好的穩態性能。 本書首先給出了交流電機的數學模型與仿真模型,詳細闡述了電壓源逆變器的脈寬調制技術;然後針對交流電機的高性能控制進行了深入的分析(磁場定向控制、直接轉矩控制和非線性控制),並對五相異步電動機的傳動系統、交流電機無速度傳感器的控制進行了系統的闡述;接著針對采用電壓源逆變器和輸出濾波器的異步電動機傳動系統進行了探討;最後針對大功率應用中廣受業界關註的中壓電氣傳動、電流源逆變器供電的電氣傳動進行了系統的分析。 本書配以大量的MATLAB/Simulink仿真模型,對讀者驗證算法、掌握交流電氣傳動系統控制技術與控制技巧大有裨益。 本書可為電機、電力電子、自動化相關專業的技術人員提供參考,也可為高年級本科生、研究生提供參考。

作者簡介

阿蒂夫·伊克巴爾(Atif Iqbal),於2006年在英國利物浦約翰摩爾斯大學獲得博士學位。在卡塔爾大學電氣工程系擔任教師並工作至今。在電力電子和電氣傳動領域,他已經發表了150多篇研究論文,其中包括50篇國際期刊論文。他完成過大型研發項目;在1991年的碩士工程考試中,獲得了AMU頒發的MaulanaTufail Ahmad金獎;憑借博士論文的貢獻獲得了英國EPSRC頒發的獎學金。

目錄大綱

譯者序
原書第2版序
原書第1版序
原書致謝
作者簡介
第1章 高性能傳動系統
1.1 概述
1.2 高性能傳動系統的概述
1.3 工業應用中的電氣傳動挑戰與要求
1.3.1 電能質量與LC諧振抑制
1.3.2 逆變器開關頻率
1.3.3 電動機側的挑戰
1.3.4 高dv/dt與波反射
1.3.5 逆變器輸出濾波器的使用
1.4 寬禁帶器件在電機驅動中的應用
1.4.1 使用WBG器件的工業原型機
1.4.2 WBG器件在電機驅動應用中面臨的主要挑戰
1.5 本書的組織結構
參考文獻
第2章 交流電機的數學模型與仿真模型
2.1 概述
2.2 直流電動機
2.2.1 他勵直流電動機的控制
2.2.2 串勵直流電動機的控制
2.3 籠型異步電動機
2.3.1 空間矢量的描述
2.3.2 Clark變換(ABC到αβ)
2.3.3 Park變換(αβ到dq)
2.3.4 異步電動機標幺值模型
2.3.5 雙饋異步發電機
2.4 永磁同步電動機的數學模型
2.4.1 dq旋轉坐標系中的PMSM模型
2.4.2 仿真用電動機參數的舉例
2.4.3 PMSM的標幺值模型
2.4.4 αβ(xy)坐標系PMSM模型
2.5 練習題
參考文獻
第3章 電力電子DC-AC逆變器的脈寬調制技術
3.1 概述
3.2 電壓源逆變器PWM技術的分類
3.3 PWM控制的逆變器
3.3.1 單相半橋逆變器
3.3.2 單相全橋逆變器
3.4 三相PWM電壓源逆變器
3.4.1 基於載波的SPWM
3.4.2 基於載波的3次諧波註入PWM
3.4.3 3次諧波註入PWM的MATLAB/Simulink模型
3.4.4 加入偏移量的載波PWM
3.4.5 空間矢量PWM
3.4.6 不連續空間矢量PWM
3.4.7 空間矢量PWM的MATLAB/Simulink模型
3.4.8 過調制區域的空間矢量PWM
3.4.9 過調制區域SVPWM的MATLAB/Simulink建模
3.4.10 諧波分析
3.4.11 基於人工神經網絡的PWM
3.4.12 基於人工神經網絡SVPWM的MATLAB/Simulink建模
3.5 載波PWM與SVPWM的關系
3.5.1 調制信號與空間矢量
3.5.2 線電壓與空間矢量的關系
3.5.3 調制信號與空間扇區
3.6 低開關頻率的PWM技術
3.6.1 對稱類型和傅裏葉系數
3.6.2 兩電平電壓源逆變器中的選擇性諧波消除PWM
3.6.3 MATLAB代碼
3.7 多電平逆變器
3.7.1 二極管鉗位多電平逆變器
3.7.2 飛跨電容多電平逆變器
3.7.3 級聯H橋多電平逆變器
3.8 三電平中性點鉗位逆變器的空間矢量調制與直流母線電壓平衡
3.8.1 三電平中性點鉗位逆變器在直流母線電壓不平衡下的輸出電壓
3.8.2 適用於中性點鉗位逆變器的SVPWM
3.8.3 SVPWM的MATLAB/Simulink仿真建模
3.9 可平衡直流鏈路電壓的多電平級聯H橋逆變器的空間矢量PWM
3.9.1 多電平級聯H橋逆變器的控制
3.9.2 單個H橋的輸出電壓
3.9.3 三電平級聯H橋逆變器
3.9.4 三電平級聯H橋逆變器的空間矢量調制
3.9.5 用於多電平級聯H橋逆變器的空間矢量調制
3.9.6 SVPWM的MATLAB/Simulink仿真
3.10 阻抗源或Z源逆變器
3.10.1 電路分析
3.10.2 Z源逆變器基於載波的簡單升壓PWM控制
3.10.3 Z源逆變器基於載波的最大升壓PWM控制
3.10.4 Z源逆變器的MATLAB/Simulink模型
3.11 準阻抗源或準Z源逆變器
3.11.1 準Z源逆變器的MATLAB/Simulink模型
3.12 多相逆變器的死區影響
3.13 總結
3.14 練習題
參考文獻
第4章 交流電機的磁場定向控制
4.1 概述
4.2 異步電動機控制
4.2.1 異步電動機的恒V/f控制
4.2.2 異步電動機的矢量控制
4.2.3 直接與間接磁場定向控制
4.2.4 轉子磁通與定子磁通的計算
4.2.5 自適應磁通觀測器
4.2.6 定子磁通定向
4.2.7 弱磁控制
4.3 雙饋異步發電機的矢量控制
4.3.1 簡介
4.3.2 並網DFIG的矢量控制(αβ模型)
4.3.3 變量的變換
4.3.4 仿真結果
4.4 永磁同步電動機的控制
4.4.1 簡介
4.4.2 dq坐標系中PMSM的矢量控制
4.4.3 αβ坐標系中使用PI控制器的PMSM矢量控制
4.4.4 PMSM的標量控制
4.5 練習題
4.6 補充作業
4.7 DFIG作業
4.8 問題
參考文獻
第5章 交流電機的直接轉矩控制
5.1 概述
5.2 DTC的基本概念與工作原理
5.2.1 DTC的基本概念
5.2.2 DTC的工作原理
5.3 具有理想定常參數電機模型的異步電動機DTC
5.3.1 異步電動機的理想定常參數模型
5.3.2 DTC技術方案
5.3.3 DTC的速度控制
5.3.4 DTC轉矩運行模式與速度運行模式的MATLAB/Simulink仿真
5.4 考慮鐵耗的異步電動機DTC
5.4.1 考慮鐵耗的異步電動機模型
5.4.2 考慮鐵耗影響的轉矩控制與速度控制MATLAB/Simulink仿真
5.4.3 補償鐵耗的改進型DTC方案