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出版者:中国矿业大学出版社

作者:仲伟堂

出品人:

页数:128

译者:

出版时间:2009-8

价格:17.00元

装帧:

isbn号码:9787564604059

丛书系列:

图书标签:

• 电机控制
• 驱动技术
• 电力电子
• 自动化
• 嵌入式系统
• PID控制
• 运动控制
• 传感器
• 控制系统
• 电机原理

机械心脏的律动：现代工业驱动系统设计与优化 本书聚焦于现代工业生产线上那些至关重要的“力量核心”——各种驱动电机的原理、选型、控制、维护及其在复杂系统中的集成与优化。我们深入剖析了驱动技术从传统到智能化的演进路径，旨在为工程师、技术人员及相关专业学生提供一套全面、深入且实用的技术指南。 --- 第一部分：驱动基础与电机家族全景扫描 本部分作为全书的基石，系统梳理了驱动系统的基本概念、核心物理定律以及构成现代工业动力的主要电机类型。 第一章：驱动系统概述与能源转化原理 1.1 工业驱动系统的层次结构：从上位控制到最终执行单元的逻辑划分。 1.2 机械能与电能的相互转化：深入探讨电磁感应、磁阻、永磁同步效应在电机中的实际应用。 1.3 负载特性分析：恒转矩负载、恒功率负载、惯性负载的数学模型建立与工况预测，这是电机选型的首要前提。 1.4 效率与功率密度：衡量现代驱动系统性能的关键指标及其相互制约关系。 第二章：传统直流与交流电机深度剖析 2.1 直流电机（DC）：有刷与无刷（BLDC）的结构差异、优缺点对比及适用场景。重点分析电枢反应、换向器的物理限制与维护需求。 2.2 异步电机（感应电机）：三相绕组结构、转差率理论、等效电路模型详解。深入讨论异步电机在不同频率和电压下的运行特性曲线。 2.3 同步电机（SM）：永磁同步电机（PMSM）与传统励磁同步电机的结构特点。阐述永磁材料的性能对电机效率和转矩密度的决定性影响。 第三章：特种电机与精密运动执行器 3.1 步进电机：开环控制的原理、微步进技术及其在定位精度上的优势与局限性。 3.2 伺服系统基础：伺服电机的核心部件（电机本体、编码器、伺服驱动器）的协同工作机制。 3.3 直线电机：原理、结构分类（外驱式与内驱式），及其在高速、高精度输送系统中的应用。 --- 第二部分：驱动器与功率电子技术 驱动器的性能直接决定了电机的控制精度、响应速度和系统的可靠性。本部分侧重于驱动电子学和先进的功率半导体应用。 第四章：电力电子基础与变频器拓扑 4.1 功率半导体器件：IGBT、MOSFET、SiC等器件的开关特性、耐压耐流能力与热管理。 4.2 逆变器电路拓扑：三相电压源型逆变器（VSI）的结构、调制方式（SPWM、SVPWM）及其对输出波形质量的影响。 4.3 直流驱动器与再生制动：制动斩波器与能量回馈电路的设计与应用。 第五章：矢量控制与直接转矩控制（DTC） 5.1 经典解耦控制：FOC（磁场定向控制）的数学基础——Clarke、Park 变换。如何实现对电机磁链和转矩的独立控制。 5.2 现代高动态控制策略：深入解析直接转矩控制（DTC）在快速响应和简化电流环方面的优势。 5.3 低速与零速性能优化：如何通过观察者（Observer）技术精确估计电机转速和转子位置，以克服低速控制的难题。 第六章：驱动器集成与安全标准 6.1 驱动器保护机制：过流、过压、欠压、过温保护的实现逻辑与响应时间。 6.2 驱动器与总线的集成：工业以太网（如EtherCAT, PROFINET IRT）在实时运动控制中的数据交换机制。 6.3 功能安全标准：IEC 61800-5-2 对安全扭矩关断（STO）、安全限速（SS1）等安全功能的规范与设计要求。 --- 第三部分：系统集成、选型与故障诊断 本部分将理论知识应用于实际工程场景，关注如何构建一个高效、可靠且易于维护的驱动系统。 第七章：电机选型与系统匹配 7.1 负载-电机匹配流程：基于应用需求（加速时间、连续运行、周期性工作）的机械特性曲线叠加分析法。 7.2 机械耦合与传动损耗：齿轮箱、皮带、联轴器对系统动态性能的影响评估。 7.3 散热设计与环境适应性：IP防护等级选择、自然冷却与强制风冷系统的热设计考量。 第八章：反馈器件与高精度定位 8.1 编码器技术：光电式、磁阻式编码器的原理差异，绝对值与增量式编码器的选择标准。 8.2 解析器与旋转变压器：在极端温度和振动环境下高可靠性位置反馈的应用。 8.3 伺服系统调谐：PID参数的经典整定方法（如Ziegler-Nichols）及其在现代运动控制软件中的应用实践。 第九章：驱动系统监测与预测性维护 9.1 运行状态监测技术：电流特征分析、振动频谱分析在早期故障识别中的应用。 9.2 驱动器故障代码解读与排查：针对常见故障（如接地故障、霍尔元件失效、驱动饱和）的系统化诊断流程。 9.3 绕组绝缘与轴承健康管理：使用兆欧表、超声波等工具对电机关键部件进行定期健康评估的方法论。 --- 本书特点： 面向应用： 每一个理论章节后均附有“工程实例分析”，展示实际工况下的参数选择与控制实现。 深度与广度兼顾： 从电机基础理论深入到最新的SiC功率模块应用，覆盖了从低速风机到高速机床主轴所需的全部驱动技术栈。 强调集成： 不仅关注电机本体，更注重驱动器、反馈设备、控制网络之间的无缝协同设计。 目标读者： 过程控制工程师、自动化系统集成商、设备研发工程师、从事电机设计与制造的技术人员，以及相关专业的高年级学生和研究人员。

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我一直觉得，机械和电子的结合是现代工业的灵魂。而电机，无疑是这种结合中最核心的执行部件之一。提到《控制电机》这个书名，我首先想到的是它所代表的那种“力量的驾驭”。我好奇的是，这本书会不会涉及到一些工业级电机控制器的硬件结构和通信协议？例如，CAN总线、Ethernet/IP等等，这些都是实际应用中非常重要的部分。我还想知道，书中会不会讲解一些驱动电路的设计原理，以及如何处理电机的过载、过热等保护问题。对于我这种对硬件设计有一定基础但又想在电机控制领域深耕的人来说，一本能够提供从理论到实践，从软件到硬件全面解析的书籍，将是极其宝贵的。我希望它能像一位经验丰富的工程师，娓娓道来，将那些看似神秘的控制逻辑，用通俗易懂的语言和生动的例子呈现在我面前，让我能够真正理解“如何让电机听话”。

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我之前在网上搜索过一些关于伺服电机和步进电机的资料，发现它们的原理和应用场景差异很大，但都至关重要。这本书的书名《控制电机》让我立刻联想到这些。我猜想，它可能会详细介绍不同类型电机的特性，比如直流电机、交流电机、永磁同步电机等等，然后深入分析它们的控制方法。我尤其想知道，作者是如何讲解PID控制、模糊控制、向量控制这些先进的控制算法的。我希望书中会有清晰的数学模型推导，但更希望的是结合大量的实际应用场景和图示，来帮助读者理解这些抽象的概念。比如，如何根据负载特性选择合适的电机和控制器？在实际调试过程中，会遇到哪些常见的参数设置问题？如何通过调整参数来优化电机的响应速度、稳定性和精度？我个人比较喜欢那种能够提供“看懂就够用，再深入一点也能理解”的讲解方式，而不是一上来就抛出大量复杂的公式，让人望而却步。这本书如果能做到这一点，那绝对是技术爱好者的福音。

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这本书的书名《控制电机》给我的第一印象就是“掌控”。我一直在思考，在当今自动化程度越来越高的社会，能够真正掌握核心技术的人才有多么重要。我好奇的是，这本书是否会从工程应用的角度出发，提供一些实际的解决方案和设计思路？比如，在各种工业场景下，如何选择最合适的电机和控制方案？书中会不会有案例分析，展示如何解决实际生产中遇到的电机控制难题？我尤其想了解，书中对于一些新兴的电机控制技术，例如机器学习在电机控制中的应用，或者一些高效能的电机设计与控制方法，是否有涉及。我希望这不仅仅是一本理论讲解的书，更是一本能够指导实际操作，帮助读者解决实际问题的“工具书”。如果它能帮助我理解并掌握如何让电机在各种复杂环境下都能稳定、高效地运行，那将是对我职业生涯的巨大提升。

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这本书的封面设计挺吸引人的，深邃的蓝色背景，上面是金属质感、仿佛在转动的齿轮图形，给人一种精密、强大的感觉。我一直对工业自动化和机械控制这块儿很感兴趣，总觉得里面蕴含着很多智慧和力量。记得小时候看到工厂里那些巨大的机械手臂，还有运行着的流水线，就觉得特别震撼，想象着它们背后一定有一套复杂的系统在指挥着一切。这本书的书名《控制电机》就精准地捕捉到了这一点，它似乎在暗示着，要理解和掌控这一切，就需要掌握核心的“电机控制”技术。我尤其好奇的是，它会从哪些角度来讲解呢？是侧重于理论推导，还是实践操作？会不会介绍一些行业内的经典案例？我希望它能不仅仅停留在书本知识层面，更能触及到实际应用中的一些“坑”和“妙招”，让我这种对技术充满好奇但又缺乏系统学习的人，能有个清晰的脉络和方向。说实话，现在市面上关于这类主题的书籍不少，但真正能做到深入浅出，既有理论深度又不失趣味性的，实在不多。我期待这本《控制电机》能够成为那个例外，为我对这个领域的探索打开一扇新的大门。

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我最近正在尝试学习一些与机器人相关的技术，而电机控制可以说是机器人运动系统的基础。一本名为《控制电机》的书，自然引起了我的极大兴趣。我猜测这本书可能会从最基础的电磁学原理开始，然后逐步过渡到电机的工作原理，再到各种控制策略的实现。我特别希望书中能够包含一些关于电机参数辨识的内容，因为在实际应用中，准确的电机参数是进行精确控制的前提。比如，如何通过实验来测量电机的电阻、电感、反电动势系数等？书中是否会提供一些常用的电机参数辨识算法？此外，对于一些对动态响应要求高的应用，比如伺服系统，这本书是否会深入讲解其动态模型和控制方法？我希望它能帮助我构建起一个完整的电机控制知识体系，让我在构建机器人项目时，能够更加得心应手，做出更灵敏、更精准的运动控制。

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