电气工程手册:电力电子 电机驱动(原书第2版)

电气工程手册:电力电子 电机驱动(原书第2版)
作 者: 博格丹-M 维拉穆夫斯基
出版社: 机械工业出版社
丛编项:
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标 签: 暂缺
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作者简介

暂缺《电气工程手册:电力电子 电机驱动(原书第2版)》作者简介

内容简介

本书讲述了工业电子领域常用的电力电子技术,电气工程信息化技术,可靠性技术、环境技术和电磁兼容,电气测量和仪器仪表,电机,变压器、电抗器和电容器,开关保护设备,自动控制,电气传动,通信,火力发电、水力发电、核能发电、太阳能和风力发电、化学能和其他能源发电,电力系统,以及汽车用电系统等。

图书目录

目 录

译者序

前 言

编辑委员会

主要作者简介

其他供稿者

部分 半导体器件

第 1章 功率开关电子器件:促进电力电子系统发展的技术 !!!!!!!!!!!!!!! 3

11 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3

12 关键功率半导体器件的简要历史和基础!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4

121 双极型器件:晶闸管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4

122 单极型器件:功率 MOSFET!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4

123 MOS控制双极型功率器件 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 5

124 关键功率器件开发及其主要特性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6

13 双极型器件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6

131 晶闸管和 LTT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6

132 门极关断晶闸管和集成门极换流晶闸管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9

133 功率二极管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 11

14 双极型 MOS控制模式器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13

141 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13

15 单极型器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21

151 高压功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21

152 低压功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 23

16 宽禁带器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24

161 SiC肖特基二极管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24

162 SiC功率开关 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 27

17 智能电力系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28

171 高压系统集成 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28

172 用于低电压集成的 SMART电源技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 29

18 总结 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30

参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30

第二部分 电机

第 2章 交流电机绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35

21 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35

22 MMF和气隙中的磁场波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35

221 简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35

222 单个整距绕组生成的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 36

223 单相分布绕组的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 37

224 短距绕组的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 38

225 绕组极性的定义 (极对概念) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 41

目 录 ●●●●●

226 单导体的气隙 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 42

227 气隙磁通密度波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 45

23 旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49

231 三相绕组的磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49

232 笼型绕组中的旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 51

233 不同绕组之间的等效性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 52

234 气隙分布的矢量表示 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 53

235 气隙有效磁通 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54

236 谐波旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54

237 直线交流电机的绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 56

238 分数槽集中绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57

239 交流分布绕组的构造 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 58

参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61

第 3章 多相交流电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62

31 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62

32 原始相变域中的多相感应电机数学模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63

33 解耦 (克拉克)变换和解耦电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 66

34 旋转变换 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 68

35 完整的变换矩阵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 71

36 空间矢量建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 72

37 多个三相绕组的多相电机的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 75

38 同步电机的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78

381 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78

382 励磁绕组同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 80

383 永磁同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 81

384 同步磁阻电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 82

39 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 83

参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 84

第 4章 感应电动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85

41 总则和结构特点 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85

42 转矩特性测定 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 89

421 起动转矩和起动电流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92

422 峰值转矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92

43 感应电动机铭牌数据 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 93

44 感应电动机拓扑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94

441 绕线转子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94

442 笼型转子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94

45 感应电动机调速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95

451 调节极对数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95

452 调节转子电阻 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95

453 调节供电频率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 96

46 注意事项 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98

参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98

第 5章 永磁电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 99

参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 105

第 6章 永磁同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107

61 转子结构!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107

62 硬磁材料 (永磁) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 110

●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版)

621 带 PM的磁性装置 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112

622 电流的影响!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112

623 参数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114

63 PM电机的磁分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114

631 空载工作 (SPM电机) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115

632 d轴电流运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115

633 q轴电流运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116

634 IPM电机的电感 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116

635 PM同步电机的磁路模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 117

636 饱和效应!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 118

64 电机转矩!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119

641 齿槽转矩的计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119

642 带负载时的计算 (SPM电机) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120

643 带负载时的计算 (IPM电机)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120

65 减小转矩脉动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120

651 减少 SPM电机齿槽转矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120

652 减少 IPM电机中的转矩脉动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 124

66 分数槽 PM同步电动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 126

661 通过槽星形分布的绕组设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 127

662 绕组因数的计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128

663 双层到单层绕组的转换!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128

664 MMF空间谐波引起的转子损耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 130

67 PM电机的矢量控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131

671 转矩电流比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131

672 弱磁控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132

673 转矩电压比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132

674 效率控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133

675 工作区域限制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133

676 损耗小化控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 134

68 容错 PM电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136

681 短路故障!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136

682 相间解耦!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138

683 多相电机驱动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138

69 无传感器转子位置检测!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139

691 脉动电压矢量技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139

692 旋转电压矢量技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140

693 PM电机无传感器性能预测 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140

694 转子位置误差角信号的等高线图!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 142

参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 143

第 7章 开关磁阻电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148

71 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148

72 历史背景!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148

73 工作基本原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 150