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绪论1

目录1

第一章交流调压调速系统3

第一节晶闸管移相调压电路4

一、单相移相调压电路4

二、三相移相调压电路8

第二节异步电动机调压调速特性分析14

一、异步电动机调压时的机械特性14

二、异步电动机调压系统的组成14

三、系统的静特性与动特性分析16

第三节调压调速时的功率损耗和变极调压调速19

一、调压调速时的功率损耗19

一、导布辊调压调速系统分析21

二、变极调压调速21

第四节交流调压调速的应用21

二、交流调压的其它应用24

第五节 电磁调速电动机25

一、电磁调速电动机的工作原理25

二、梳棉机晶闸管控制电磁调速电动机调速系统26

三、电磁调速电动机恒张力调速系统28

四、电磁调速电动机在风机水泵交流调速节能中的应用29

习题30

第二章绕线式异步电动机的串级调速系统31

第一节串级调速的原理和装置31

一、串级调速的原理31

二、串级调速的四种基本工作状态32

三、串级调速的分类和装置33

第二节串级调速系统转子整流电路的特殊工作状态35

一、整流器的第一工作状态36

二、整流器的第二工作状态39

三、整流器的第三工作状态42

第三节 串级调速系统的调速特性和机械特性43

一、串调系统的调速特性43

二、串调系统的机械特性45

第四节 晶闸管串级调速系统的效率和功率因数50

一、串级调速系统的效率50

二、串级调速系统的功率因数51

第五节 晶闸管串级调速系统的设计55

一、异步电动机容量的选择55

二、逆变变压器的设计56

三、直流回路平波电抗器的设计57

四、起动方式的选择59

五、继电器接触器控制电路的设计60

六、双闭环系统的组成和系统动态结构图61

第六节 晶闸管串级调速在纺织厂通风机上的应用64

一、纺织厂通风机晶闸管串级调速的主电路方案64

二、KGJA01型晶闸管串级调速装置66

第七节 晶闸管串级调速系统的改进和发展70

一、纵续控制和差相控制的串级调速系统70

二、采用强迫换相逆变器的串级调速系统71

三、斩波式逆变器串级调速系统71

四、超同步串级调速系统74

习题75

二、交－直－交变频器76

一、交－交变频器76

第一节 晶闸管变频器的分类及其特性76

第三章晶闸管变频器76

三、电压型和电流型变频器77

第二节具有辅助晶闸管换流的电压型逆变器78

一、主电路及其工作原理79

二、换流原理分析80

三、换流参数的计算82

四、辅助晶闸管换流的三相逆变器的辅助充电问题82

五、麦克墨莱逆变器的特点83

六、麦克墨莱逆变电路的改进83

七、导通制的选择和输出电压波的绘制与计算84

八、谐波分析86

一、主电路及其工作原理89

第三节串联电感式电压型逆变器89

二、换流原理分析90

三、换流参数的计算92

四、串联电感式逆变器的换流能量反馈问题93

五、电路的特点94

第四节串联二极管式电压型逆变器95

一、主电路及其工作原理95

二、电感性负载下换流原理和输出电压波形分析95

三、电路的特点96

一、异步电动机等效电路的简化96

第五节串联二极管式电流型逆变器97

二、主电路及其工作原理98

三、换流原理分析99

四、换流参数的计算101

六、换流尖峰电压吸收电路105

五、具有辅助充电的电流型逆变器105

第六节多单元逆变器的级联技术106

一、谐波转矩106

二、多单元逆变器的级联方式107

第七节交－交变频器110

一、正弦型交－交变频器110

二、矩形波交－交变频器117

三、交－交直接变频调速的优缺点118

习题118

第四章自关断型元件逆变器121

第一节 自关断型元件的工作特性121

一、大功率晶体管（GTR）的工作特性121

二、功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOS-FET）的工作特性123

三、可关断晶闸管（GTO）的工作特性124

一、功率晶体管在开关状态下的特点126

第二节功率晶体管开关线路126

二、功率晶体管开关过程中尖峰电压的抑制和吸收127

三、减少晶体管开关损耗的措施128

四、并联连接130

第三节 晶体管开关线路吸收电路的计算131

一、电阻性负载的晶体管开关损耗131

二、电感性负载的晶体管开关损耗132

三、吸收电路参数的计算133

第四节晶体管逆变器的主电路135

一、晶体管逆变器线路的发展简况135

二、它激单相线路136

三、它激三相线路137

第五节晶体管斩波调压逆变器138

一、晶体管斩波调压逆变器的组成和工作原理138

三、滤波器参数的计算139

二、斩波频率的选择139

第六节功率MOS-FET逆变器141

一、主电路141

二、保护141

三、并联142

四、驱动电路142

第七节可关断晶闸管逆变器143

一、门极电路143

二、主电路和GTO的保护144

习题146

第五章变频调速控制电路及其实现147

第一节频率发生器147

一、模拟式频率发生器147

二、高稳定度数字式频率发生器150

第二节环形计数器153

一、固定脉宽小晶闸管环计153

二、半固定脉宽集成电路环计155

三、CMOS六分频环计155

四、CMOS十二分频环计158

第三节脉冲放大电路159

一、光电耦合器159

二、带反偏压的脉冲放大电路160

三、高频脉冲放大电路161

第四节函数发生器161

一、斜坡函数发生器（给定积分器）161

二、方波和三角波发生器163

第五节延时电路164

一、脉宽调制的方法165

第六节脉冲宽度调制（PWM）电路165

二、一种简单实用的等脉宽调制电路167

三、模拟电路实现的正弦脉宽调制电路171

四、数字电路实现的正弦脉宽调制电路174

第七节保护和检测电路180

一、过流和过载保护控制电路180

二、错相保护控制电路182

三、欠压和过压保护182

四、电流和电压检测电路183

习题184

第六章交流电动机变频调速系统187

第一节异步电动机变频调速的原则及其机械特性187

一、恒转矩变频调速187

二、恒最大转矩变频调速188

三、恒功率变频调速190

第二节转速开环电压闭环变频调速系统191

一、PAM变频调速系统191

二、采用HEF4752V的SPWM变频调速系统191

第三节锁相控制变频调速系统194

一、锁相控制的工作原理194

二、转速给定频率源和转速反馈编码器195

三、锁相环电路196

四、控制系统的特点198

第四节转差频率控制变频调速系统198

一、转差频率控制的基本思想199

二、转差频率控制的条件及其实现199

三、电压型变频调速转差频率控制系统框图200

四、转差频率控制系统的各种工作情况201

一、规则采样原理和方法203

第五节微机转差频率控制SPWM变频调速系统203

二、脉宽及前后沿计算公式204

三、计算机实现SPWM波的几种方法205

四、系统控制过程的量化和对计算机控制精度的要求205

五、SPWM波生成器的硬件结构206

六、SPWM波生成器的工作原理和软件207

七、转差频率控制SPWM变频调速系统207

第六节交流电动机变频调速应用实例分析210

一、外转子永磁式同步电动机晶闸管变频调速210

二、电动磨头晶体管变频调速214

习题215

第七章异步电动机矢量变换控制系统217

第一节矢量变换控制的基本思想217

第二节坐标变换和矢量变换218

一、三相／两相变换（3？/2？）219

二、矢量旋转变换（VR）220

三、直角坐标／极坐标变换（K/P）221

第三节矢量变换控制的异步电动机数学模型222

一、双轴理论和原型电机的电压方程223

二、用α-β轴坐标系描述的异步电动机数学模型224

三、用M-T轴坐标系描述的异步电动机数学模型225

四、数学模型中各变量的关系228

五、两种数学模型比较229

第四节异步电动机磁通的检测和运算230

一、磁通检测法230

二、磁通观察器法232

第五节矢量变换控制系统234

一、原理性的异步电动机矢量变换控制系统234

二、电流型逆变器供电的异步电动机转差型矢量变换控制系统235

三、微机矢量变换控制SPWM变频调速系统237

第六节矢量变换控制系统的特点及应用239

习题240

第八章无换向器电动机调速系统241

第一节无换向器电动机的工作原理241

一、无换向器电动机的基本原理241

二、无换向器电动机的组成242

第二节无换向器电动机的换流244

一、自然换流法（反电势换流法）244

二、断续电流换流法245

第三节无换向器电动机的基本特性及调速方法245

一、电枢反应和换流剩余角246

二、负载特性和过载能力247

三、机械特性和调速方法247

一、无换向器电动机调速系统的组成250

第四节无换向器电动机调速系统250

二、正反转运行251

三、γ信号处理252

第五节交流无换向器电动机及其在涤纶牵伸加捻机上的应用255

一、主电路255

二、分配器257

三、系统工作原理257

四、交流无换向器电动机在涤纶牵伸加捻机上的应用258

习题259

附录260

附录Ⅰ 具有辅助晶闸管换流的逆变器换流参数计算公式的推导260

附录Ⅱ 谐波失真度公式式（3-16）的证明263

附录Ⅲ三相串联电感式逆变器换流参数计算公式的推导265

主要参考文献270