闭环高性能控制技术和无速度传感器技术在变频调速系统中得到了广泛研究和应用,是现代交流传动系统的研究热点。本书以工业界应用最为广泛的异步电机为对象,深入研究高性能闭环控制技术和无速度传感器在异步电机变频调速系统中的理论算法和实际应用,对异步电机的各种高性能闭环控制策略和速度磁链估计方法进行了详细分析和实验验证,包括电机参数自整定、直接矢量控制、间接矢量控制、定子磁场定向控制、直接转矩控制、间接转矩控制、开环速度磁链估计和速度自适应磁链观测器等。书中不仅包括理论分析,还给出了详细的仿真建模和两电平、三电平逆变器平台上的实验结果,方便读者对控制算法进行深入研究和验证。具体各章内容如下:
第1章:异步电机控制概述,介绍了与交流传动相关的电力电子技术、微处理器/控制器和电机控制理论的历史、发展和趋势。
第2章:异步电机数学模型,在介绍异步电机三相静止坐标系下的数学模型基础上,深入介绍了参照系理论,从而得出了异步电机在任意参照系下的一般数学模型,包括静止坐标系、转子旋转坐标系和同步旋转坐标系等三种特例下的电机模型。
第3章:异步电机驱动用电力电子变换器及调制技术,介绍了最常见的两种驱动异步电机的电力电子变换器(两电平和三电平逆变器)的拓扑结构、工作原理和常用调制技术,包括空间矢量调制、载波调制和优化脉冲调制。最后还对适用于大功率变频器的基于优化脉冲调制的低开关频率高性能闭环控制进行了简单介绍。
第4章:异步电机参数自整定,包括离线自整定和在线自整定。其中,离线自整定包括电机旋转和电机静止两种情况的参数辨识,采用的方法包括迭代求解非线性方程组和递推最小二乘法等方法。(www.daowen.com)
第5章:异步电机矢量控制,作为本书第一种高性能闭环控制策略,也是实际中应用最为广泛的控制方法,深入介绍了矢量控制的基本原理、电压解耦控制、调节器整定等内容。另外,还介绍了智能控制(如模糊控制、滑模控制)在矢量控制中的应用。
第6章:无速度传感器技术,介绍了开环速度磁链估计器和闭环的速度自适应磁链观测器。其中开环估计器采用反电动势矫正法,闭环估计则介绍了龙贝格、滑模和扩展卡尔曼滤波三种观测器,并对它们的性能进行了对比。
第7章:三电平高性能异步电机无速度传感器控制。在第5章和第6章的基础上,进一步介绍三电平逆变器驱动下的异步电机无速度传感器矢量控制和直接转矩控制,深入介绍了矢量控制、优化矢量表直接转矩控制、离散空间矢量调制直接转矩控制、固定开关频率的空间矢量调制直接转矩控制和间接转矩控制以及它们的无速度传感器运行,尤其针对三电平逆变器驱动异步电机时的特殊问题,如PWM技术和中点平衡进行了研究。最后对各种无速度传感器闭环控制策略进行了分析和比较。
第8章:异步电机高性能变频器研制及应用。深入介绍了两电平通用变频器和高效率洗衣机变频器的研制,包括硬件设计、软件设计和系统调试,给出了完整的系统框图和实验结果供读者参考。
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