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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Boldea, Ion

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 166.05

装帧:HRD

isbn号码:9780849357251

丛书系列:

图书标签:

电力系统
同步发电机
发电机组
电力工程
电气工程
电力设备
电机学
电力电子
能源
电气技术

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具体描述

Surveying the technologies used to satisfy the world's demand for open, efficient, and clean electricity, "Synchronous Generators" provides an in-depth examination of synchronous generators for both stand-alone and grid-connected applications. Part of "The Electric Generators Handbook, Two-Volume Set", this book offers authoritative, tightly focused treatment of the topologies, steady state and transients modeling, performance, control, design, and testing of stand-alone and grid-connected generators in synchronous operation. "Synchronous Generators" offers a thorough introduction to electrical energy and electricity generation, including the basic principles of electric generators. The book devotes a chapter to the most representative prime mover models for transients used in active control of various generators. Then, individual chapters explore the topologies and steady state of large and medium-power synchronous generators; modeling and transients; control in power systems; design, including simple cases; and testing. Numerous examples, sample results, and illustrations highlight the concepts. The promise of renewable, sustainable energy rests on our ability to design innovative power systems that are able to harness energy from a variety of sources. "Synchronous Generators" supplies the tools necessary to design, validate, and deploy the right power generation technologies to fulfill tomorrow's complex energy needs.

好的，这是一份关于《Synchronous Generators》这本书的图书简介，旨在详细介绍其内容，同时避免提及该书本身，并力求自然流畅：《电磁能量转换系统：从理论基础到前沿应用》内容概述：本书深入剖析了现代电力系统中至关重要的能量转换设备——旋转电机与静止变换器——的设计、运行原理、控制策略及其在不同工业应用中的实践。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解如何高效、可靠地管理和利用电能。第一部分：旋转电机基础理论与分析本部分奠定了理解复杂旋转电机系统的理论基础。首先，详细阐述了磁路的基本定律、电磁感应现象以及多相绕组系统的数学建模方法。我们聚焦于如何利用傅里叶级数和相量法来描述电机内部的磁场分布和电势产生过程。核心内容包括对三相绕组系统在非对称供电条件下的详细分析，特别是对谐波电动势和转矩的精确计算。此外，本书对电机绕组的结构、嵌线方式及其对电机性能（如感抗、损耗和噪声）的影响进行了详尽的探讨。我们引入了多参考系理论，通过d-q坐标变换，将时变参数的分析简化为直流量的分析，这是后续动态控制设计的基础。对电机等效电路的建立与参数辨识方法也给予了详尽的介绍，确保读者能够准确地从实验数据推导出理论模型。第二部分：电机运行特性与控制系统设计本部分的核心在于将理论模型转化为实际的控制实践。我们首先分析了感应电机和永磁同步电机在不同负载和电压条件下的稳态运行特性，重点讨论了功率因数、效率和过载能力的相互制约关系。控制系统的设计是本部分的关键。从经典的解耦控制策略（如基于磁链的矢量控制，Field-Oriented Control, FOC）到更先进的直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC），本书系统地介绍了各种控制算法的原理、实现框图及其优缺点。在讨论FOC时，我们详细分解了坐标变换中的角度同步问题（如使用滑模观测器或PLL技术）以及电流环、速度环的PI参数整定方法。对于DTC，则侧重于如何通过磁链和转矩的误差来选择合适的电压矢量，以实现快速且鲁棒的动态响应。此外，本书还专门开辟章节讨论了高精度定位和低速大转矩输出的挑战。这包括如何应对传感器（如编码器）的信号失真和零速时的转矩脉动问题，并提供了相应的软件补偿技术。第三部分：电力电子变换器在驱动系统中的应用电力电子技术是实现现代电机高效控制的使能技术。本部分专注于介绍与旋转电机驱动系统紧密相关的功率变换器拓扑结构及其工作原理。我们首先回顾了PWM（脉宽调制）技术，包括正弦波PWM、空间矢量调制（Space Vector Modulation, SVM）等，并分析了它们对输出电压谐波频谱的影响及开关损耗的权衡。接着，详细分析了三相电压源逆变器（VSI）的建模、运行模式和保护策略。对于需要更高输出电压或更低开关频率的应用，本书也对高压变频器（如三电平、五电平拓扑）的共模电压抑制和中点平衡控制进行了深入探讨。在保护方面，对过流、过压、欠压以及温度监控的电路设计和软件保护逻辑进行了详细描述，确保驱动系统在极端工况下的安全运行。第四部分：前沿应用与系统集成本书的最后一部分将理论和技术应用于实际工程案例，展现了旋转电机系统在当代高科技领域中的重要地位。风力发电系统：重点分析了双馈异步发电机（DFIG）和直驱永磁同步发电机（PMSG）在电网侧和转子侧变流器控制架构。讨论了如何实现电网的功率因数调节、电压支持以及故障穿越能力（LVRT）。电动汽车与轨道交通：聚焦于高功率密度和高可靠性驱动单元的设计。分析了电机选型（如轴向磁场电机、永磁同步电机）与电池系统之间的接口协调。重点介绍了瞬态过载和电池电压限制下的能量管理策略。工业自动化与机器人：探讨了伺服系统的高频动态响应要求。内容涵盖了针对低惯量负载的快速电流环设计，以及在机械共振频率附近如何进行滤波和抑制，以保证加工精度和设备寿命。未来展望：简要概述了磁阻电机、开关磁阻电机等新兴技术的潜力，以及人工智能在电机状态监测（Condition Monitoring）和参数自适应控制中的应用方向。通过对以上四个部分的详尽阐述，本书旨在为电气工程师、系统设计人员以及相关专业的研究生提供一套完整、实用且具有前瞻性的技术参考，使其能够胜任从电机选型、系统设计到调试优化的全过程工作。