vector control and dynamics of AC drives

vector control and dynamics of AC drives pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:D.W.Novotny
出品人:
页数:454
译者:
出版时间:1996
价格:$ 197.75
装帧:
isbn号码:9780198564393
丛书系列:Monographs in Electrical and Electronic Engineering
图书标签:
  • 电机
  • 矢量控制
  • 控制
  • 英文原版
  • 电机控制
  • 电机驱动
  • Profess
  • vector control
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  • power electronics
  • control systems
  • automation
  • industrial electronics
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具体描述

This book presents a detailed but easily understood development of the complex variable form of the equations describing AC machines. These equations are then extended to incorporate inverter models and a number of examples of inverter-machine dynamics are presented. A section on constant speed behaviour includes development of the conventional equivalent circuits and an extensive treatment of the constant speed eigenvalues and switching transients. Vector control and field orientation concepts are first introduced in terms of their steady state properties. This allows anyone with a basic understanding of steady state machine behaviour to understand and appreciate the potential of field orientation and to actually start using the book immediately. This is followed by a full dynamic analysis of vector controlled systems including conventional indirect and direct field orientation and less conventional systems that orient to air gap or stator flux rather than rotor flux. A chapter on the important types of current regulators is also included. The final two chapters deal with vector control and field orientation system performance in relation to tuning errors, saturation effects, selection of flux levels to optimize performance and the question of optimization in the field weakening mode.

《电机控制与驱动技术》 本书旨在深入探讨交流驱动系统的控制策略与动力学特性,为读者构建一个全面而系统的知识框架。内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域,力求在理论深度和实践指导性之间取得平衡。 第一部分:交流电机基础与模型 本部分将从交流电机的基本工作原理出发,详细阐述感应电机和同步电机的结构、电磁特性以及相关的基本方程。我们将深入研究这些电机在不同运行模式下的电磁耦合关系,并重点介绍其数学建模方法。这包括但不限于: 感应电机模型: 详细推导感应电机的等效电路模型,包括定子、转子参数的辨识与影响。我们将讨论在不同参考坐标系下(如静止坐标系、同步旋转坐标系、转子同步旋转坐标系)的变换,以及由此导出的D-Q模型,为后续的矢量控制提供理论基础。 同步电机模型: 介绍永磁同步电机(PMSM)和同步磁阻电机(SynRM)的结构特点和工作原理。重点分析其在静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型,以及如何处理转子磁链和同步电势的计算。 电机参数辨识: 探讨多种实用的电机参数辨识方法,包括静态辨识和动态辨识技术,以及如何在实际应用中获取准确的电机参数,这对控制系统的性能至关重要。 第二部分:交流电机变频调速技术 此部分将聚焦于交流电机变频调速的核心技术,详细剖析各种控制策略的原理、优缺点以及适用范围。 电压/频率(V/f)控制: 作为最基础的调速方式,我们将详细介绍V/f控制的原理,分析其在恒转矩和恒功率运行下的特性,并探讨其在简化控制结构方面的优势以及在动态响应和低速性能上的局限性。 矢量控制(Vector Control)/磁场定向控制(Field-Oriented Control, FOC): 这是本书的核心内容之一。我们将深入讲解矢量控制的基本思想,即通过将定子电流解耦为磁场分量和转矩分量,实现对交流电机转矩的独立控制,达到直流电机的控制效果。详细介绍: 间接矢量控制(Indirect FOC): 阐述如何通过测量转子位置(或利用转子滑差模型估算)来生成转子同步旋转坐标系,并推导电流指令到电压指令的变换过程。 直接矢量控制(Direct FOC): 介绍如何在无需直接测量转子位置的情况下,通过测量定子电流和电压来估计转子磁场位置,以及相应的估算器设计。 坐标变换: 详细介绍Park变换、Clark变换以及反变换等关键的坐标变换过程,解释它们在实现矢量控制中的作用。 电流控制器设计: 探讨PI控制器的整定方法,以及如何设计高性能的电流内环,保证转矩和磁链的精确跟踪。 直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC): 作为矢量控制的另一种有力替代方案,我们将详细介绍DTC的基本原理,包括直接基于定子磁链和转矩的迟滞比较器控制,以及其在快速转矩响应和无需转子位置测量方面的优势。 第三部分:驱动器设计与功率电子技术 本部分将关注实现交流电机驱动的功率电子变换器及其控制。 PWM(脉宽调制)技术: 详细介绍各种常用的PWM调制策略,包括: 正弦PWM(SPWM): 分析其产生方法、谐波特性以及在降低开关损耗和输出电压质量方面的优势。 空间矢量PWM(SVPWM): 深入讲解SVPWM的原理,包括电压矢量空间划分、零电压矢量和基本电压矢量的选择,以及如何实现更优的转矩和磁链控制。 功率变换器拓扑: 介绍实现交流电机驱动的常见功率变换器拓扑,如电压型逆变器(VSI)和电流型逆变器(CSI),分析它们的结构、工作模式、优缺点以及在不同应用场景下的选择。 驱动器保护与均压均流: 讨论在实际驱动器设计中需要考虑的保护功能,如过流、过压、欠压、过温等,以及在多电平逆变器中如何实现器件的均压和均流。 第四部分:交流驱动系统的动力学分析与性能优化 本部分将深入探讨交流驱动系统的动态响应和稳定性问题,并介绍提高系统性能的先进技术。 系统动力学建模: 建立包含电机、逆变器和控制器的整体驱动系统动力学模型,分析各个环节对系统整体性能的影响。 转矩和速度环设计: 详细阐述速度控制器的设计方法,包括PI控制器、PID控制器以及更先进的预测控制、滑模控制等。重点分析各控制器的动态响应、稳态精度和抗扰能力。 鲁棒性与抗扰性: 探讨如何设计能够抵抗参数变化和外部扰动的鲁棒控制策略,以及提高系统的抗干扰能力。 无传感器控制技术: 介绍在不使用转子位置传感器的前提下实现电机精确控制的技术,包括基于模型估计的无传感器矢量控制和直接转矩控制,以及它们在降低成本和提高可靠性方面的应用。 高动态性能控制: 探讨如何实现更高的转矩响应速度和更精确的速度控制,例如通过优化电流控制器、采用前馈补偿等技术。 第五部分:高级控制与应用 本部分将介绍交流驱动系统中的一些前沿技术和特定应用。 多相电机驱动: 介绍多相电机(如五相、七相等)的特点、优势以及其驱动控制技术,包括多相逆变器的PWM调制和矢量控制。 新能源车辆驱动: 结合新能源汽车的实际需求,讨论交流驱动系统在电动汽车中的应用,如高效能耗优化、电池管理集成、再生制动等。 伺服系统应用: 探讨交流伺服驱动系统在高精度运动控制中的应用,包括位置控制、轨迹跟踪等,以及相应的控制策略。 网络化控制与智能化: 简要介绍基于通信网络和人工智能技术的交流驱动系统,探讨其在分布式控制、预测性维护等方面的潜力。 本书旨在为从事电机控制、电力电子、自动化、机器人以及新能源汽车等领域的工程师、研究人员和学生提供深入的理论指导和实用的技术参考。通过学习本书,读者将能够掌握交流驱动系统的核心技术,并具备设计、分析和优化各种交流驱动系统的能力。

作者简介

目录信息

读后感

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一点一点写吧。 这书主要融合了WEMPEC研究组三十年来在电机建模和矢量控制上的研究成果。 几个比较有意思的地方。 其实这本书以及wempec上课一半时间都是在讲电机模型 以dq轴磁链作为状态参数的电机模型已经是普遍接受,可以用于数值解,simulink里面可以搭建出来。可以用来...

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用户评价

评分

在电气工程的学习和实践过程中,我总觉得理论知识与实际工程应用之间似乎总有一层隔阂,很多时候,理论上的完美控制在实际中会因为各种非理想因素而大打折扣。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》则成功地弥合了这层隔阂。它在介绍矢量控制的精妙之处时,并没有回避实际系统中存在的各种挑战。例如,它详细分析了由于功率器件开关特性、测量噪声、以及电机参数不确定性等因素对控制性能带来的影响,并提供了相应的补偿策略。我尤其欣赏它对“噪声”的处理方法,如何通过滤波、估算等手段来抑制测量噪声对转速、磁链等关键信号的影响,从而保证控制的平稳性和精度。书中关于模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制方法的介绍,也为解决一些传统方法难以应对的非线性问题提供了新的思路。它不仅仅是教你如何实现矢量控制,更是在告诉你如何让你的矢量控制系统“活起来”,能够在各种复杂的工况下都表现出色。这种理论与实践的深度结合,让这本书的价值远远超出了普通的教材。

评分

我一直认为,要真正掌握一项技术,不仅要理解它的“是什么”,更要理解它的“为什么”以及“如何”。《Vector Control and Dynamics of AC Drives》这本书正是如此。它不仅仅是介绍矢量控制的算法,更深入地探讨了算法背后的物理原理、数学推导以及在实际系统中的工程实现。我尤其欣赏它在讲解过程中,对不同控制指令(如电压、电流)的生成方式,以及它们如何通过功率变换器作用于电机,从而实现期望的转矩和速度控制的详细阐述。书中对PWM(脉冲宽度调制)技术的多种变种,如空间矢量脉宽调制(SVPWM)等,进行了细致的分析,并讨论了它们在提高效率和降低谐波方面的优势。此外,它还深入探讨了系统中的各种非线性因素,如磁饱和、铁损等,以及如何通过模型补偿或自适应控制等方法来抑制这些非线性效应对控制性能的影响。这本书就像一位经验丰富的导师,不仅传授知识,更引导我进行批判性思考,从而更深刻地理解交流驱动控制的复杂性和精妙之处。

评分

这本书名《Vector Control and Dynamics of AC Drives》光是听起来就有一种沉甸甸的学术分量,我刚拿到它的时候,几乎是被它厚实的封面和密密麻麻的目录所吸引。作为一名在电力电子领域摸爬滚打了些年头的工程师,我一直对交流驱动的精妙控制技术充满好奇,尤其是矢量控制,它简直是电机控制领域的神来之笔,让原本复杂的交流电机控制变得如同直流电机一样直观和高效。这本书无疑为我打开了一个深入探索的窗口。它的结构从最基础的交流电机模型讲起,循序渐进地引入了各种控制策略,从最初的标量控制到先进的矢量控制,再到各种动态性能的分析和优化。每一章的逻辑都非常严谨,理论推导清晰到位,而且书中穿插的案例分析和仿真结果,更是让我对抽象的数学公式有了更直观的理解。我特别喜欢它在介绍不同矢量控制方法时,对每种方法的优缺点、适用场景的详细阐述,这对于我们在实际应用中选择最合适的控制策略至关重要。比如,它对直接转矩控制(DTC)和基于模型的矢量控制(VSC)的比较,就帮助我理清了它们各自的适用范围和性能侧重点。而且,书中对于模型预测控制(MPC)的介绍,更是将我引向了当前最前沿的控制技术,让我看到了未来交流驱动控制的发展方向。这本书不仅仅是一本理论书籍,它更像是一位经验丰富的导师,通过详实的讲解和精辟的论述,引领读者一步步掌握交流驱动控制的核心技术,并对相关领域有了更广阔的视野。

评分

我一直认为,一个优秀的电机驱动系统,其核心在于对电机磁场和转矩的精确控制。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》正是围绕这一核心展开,对交流驱动的矢量控制技术进行了深入剖析。它从最基本的电机物理模型出发,详细阐述了如何通过解耦控制,将三相交流量的复杂耦合关系转化为两个独立的直流量,从而实现对电机磁场和转矩的独立控制。我尤其欣赏它在讲解转子磁链定向方法时,对不同转子同步坐标系(d-q轴)的详细定义和变换过程的清晰阐述。书中对于如何根据电机类型(感应电机、永磁同步电机)选择合适的坐标系以及如何进行坐标变换的讲解,让我对矢量控制的本质有了更深刻的理解。它不仅提供了理论上的指导,更通过大量仿真和实验数据,展示了不同控制策略在实际应用中的性能表现。这种严谨的学术态度和对细节的关注,让这本书成为我学习矢量控制不可或缺的参考。

评分

我一直认为,要真正理解一个复杂的系统,就必须深入其内在的动力学特性。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》恰恰满足了我这一需求。它并没有仅仅停留在控制算法的介绍上,而是将大量的篇幅投入到了对交流驱动系统动态行为的深入分析。从电机本身的参数辨识,到不同运行工况下的瞬态响应,再到各种扰动(如负载变化、电压波动)对系统稳定性和性能的影响,这本书都进行了详尽的探讨。我尤其欣赏它在分析过程中所使用的数学工具,它能够将复杂的非线性系统通过巧妙的数学变换和线性化方法,转化为易于分析和理解的模型,然后在此基础上进行动态性能的评估和优化。书中对诸如转子速度估算、参数漂移补偿等方面的详细讨论,对于提高实际系统的鲁棒性和控制精度非常有价值。当我看到书中关于转子磁通估算算法的多种实现方式,以及它们在不同情况下的性能表现时,我仿佛看到了如何让电机在各种环境下都能保持最佳的运行状态。此外,它对于系统参数变化(如温度升高导致的电阻变化)对控制性能的影响分析,以及相应的补偿策略,也为我在实际调试中遇到的问题提供了宝贵的思路。总而言之,这本书在动态分析方面做的非常出色,它让我不仅仅是“会用”矢量控制,更能“理解”矢量控制背后的物理原理和动态规律。

评分

对于许多工程师来说,将理论知识转化为实际应用往往是一个巨大的挑战。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》在这方面做得相当出色。它不仅仅提供了详实的理论推导,更注重实际工程中的应用。书中大量的实例分析,从工业驱动到电动汽车,涵盖了各种实际应用场景,并展示了如何根据具体需求选择和调整矢量控制算法。我尤其欣赏它在讨论功率变换器和电机接口时的内容。理解功率变换器的开关行为、死区效应、以及它们如何影响电机的电流波形和控制精度,对于实际系统的设计和调试至关重要。书中对PWM(脉冲宽度调制)技术的多种调制策略,以及它们在矢量控制中的应用进行了详细的介绍,让我对如何生成高质量的电压指令有了更深的理解。此外,它还讨论了实际系统中的一些常见问题,例如传感器安装对控制精度的影响,以及如何通过软件滤波和补偿来提高系统的鲁棒性。这本书就像一位经验丰富的项目经理,不仅告诉你“是什么”,更告诉你“怎么做”,并且帮助你预见到可能遇到的问题并提供解决方案。

评分

作为一名电机设计工程师,我常常需要考虑控制策略对电机本身性能的影响,以及电机参数如何反过来影响控制器的设计。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》恰好填补了我在这方面的知识空白。它在讲解矢量控制算法的同时,并没有忽视电机模型本身的重要性。书中对于不同类型交流电机(如感应电机、同步磁阻电机、永磁同步电机)的数学模型进行了详细的推导和比较,并强调了模型精度对控制性能的影响。我特别喜欢它关于模型参数辨识的章节,这对于获取准确的电机模型参数,进而实现精确的矢量控制至关重要。书中介绍的多种参数辨识方法,包括基于测试信号的方法和基于在线估计的方法,都为我提供了实践的指导。更重要的是,它深入分析了电机设计参数(如绕组电感、电阻、转子结构等)如何影响系统的动态特性和矢量控制的可行性。例如,它在分析永磁同步电机(PMSM)的弱磁控制时,就详细阐述了如何通过调整永磁体和槽口设计来优化弱磁范围,从而扩展电机的恒功率运行区域。这本书让我在电机设计和控制协同优化方面有了更深刻的认识,它教会我如何从整体上提升交流驱动系统的性能。

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我一直在寻找一本能够全面、深入地讲解交流驱动系统,尤其是矢量控制技术的书籍,而《Vector Control and Dynamics of AC Drives》无疑达到了我的期望。它不仅仅是关于矢量控制的“技术手册”,更是一本能够帮助读者建立起整个系统概念的书。它从电机基本原理开始,逐步深入到控制策略的演进,再到系统动力学和实际应用。我非常喜欢它在介绍不同矢量控制方法时,对每种方法的历史渊源、理论基础、以及在实际应用中的优劣势进行的系统性梳理。例如,它对FOC(Field-Oriented Control)和DTC(Direct Torque Control)的详细对比,让我能够根据不同应用场景选择更合适的控制方式。书中对于如何将这些控制算法集成到实际的微控制器中,以及相关的硬件选型和软件设计考虑,也进行了较为深入的探讨。尤其是它关于数字实现中的采样、量化、以及算法的鲁棒性优化方面的讨论,对于我们这些需要在嵌入式系统上实现这些控制的工程师来说,提供了极大的帮助。这本书让我在理解矢量控制的原理上,建立了一个坚实的基础,并且能够触类旁通,将这些知识应用到更广泛的电机控制领域。

评分

我一直对电力电子技术和电机控制领域抱有浓厚的兴趣,尤其是在高性能交流驱动方面。这本书《Vector Control and Dynamics of AC Drives》恰好满足了我对这一领域深度学习的渴望。它从电机工作原理和数学模型出发,循序渐进地介绍了各种交流电机(如感应电机、永磁同步电机)的矢量控制方法。我特别喜欢它对不同控制方法的分类和比较,例如,它对标量控制、转子磁通定向控制、以及转子位置传感器反馈和无传感器控制的详细介绍,帮助我理清了不同控制策略的优劣和适用范围。书中关于参数辨识和补偿的章节,对于提升实际系统的控制精度和鲁棒性至关重要。我尤其对书中关于如何通过在线辨识来补偿电机参数随温度、饱和度等变化的讨论印象深刻,这对于提高系统的稳定性非常有帮助。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一份全面的学习指南,它让我能够系统地掌握交流驱动控制的精髓,并为我未来的研究和实践打下了坚实的基础。

评分

我一直在寻求一本能够全面、系统地介绍交流驱动系统,尤其是矢量控制技术的著作,而《Vector Control and Dynamics of AC Drives》无疑是其中的佼佼者。它从最基础的电机理论和数学模型出发,逐步深入到各种先进的控制策略。我尤其喜欢它在讨论不同类型交流电机(如感应电机、永磁同步电机)的矢量控制时,对它们各自的数学模型、控制变量以及实现方式的详细阐述。书中对于如何将这些控制算法应用到实际的微控制器中,以及相关的硬件选型和软件设计细节,也进行了较为深入的探讨。例如,它关于实时控制的硬件实现、ADC采样、PWM信号生成等方面的讨论,对于我进行嵌入式系统开发具有重要的指导意义。此外,它还涵盖了系统中的各种动态性能分析,如瞬态响应、稳态精度、以及抗扰动能力,并提供了相应的优化方法。这本书让我不仅仅掌握了矢量控制的理论知识,更能够将其应用到实际的工程设计和开发中,从而提升交流驱动系统的整体性能。

评分

一本讲原理的书,非常经典,酋长的笔记弱爆了!

评分

教科书,各个方面讲得很细,个人认为有的地方数学过于详细,掩盖了实际物理意义,但瑕不掩瑜,涵盖了WEMPEC在这个领域几十年的研究

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一本讲原理的书,非常经典,酋长的笔记弱爆了!

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教科书,各个方面讲得很细,个人认为有的地方数学过于详细,掩盖了实际物理意义,但瑕不掩瑜,涵盖了WEMPEC在这个领域几十年的研究

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