书籍详情
单逆变器供电的六相永磁同步电动机串联系统
作者：刘陵顺 等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2020-04-01
ISBN：9787030627643
定价：¥118.00
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内容简介
单逆变器供电的多相电机串联系统是一种新型的多电机传动系统。《单逆变器供电的六相永磁同步电动机串联系统》分别以单逆变器供电的双Y移30°永磁同步电动机串联系统和对称六相永磁同步电动机串联系统为研究对象，针对不同串联系统的构成规则、工作原理、数学模型、谐波效应及其解耦控制要求进行了详细的理论推导和分析；对串联系统的多频载波脉冲宽度调制（PWM）矢量控制策略、基于空间矢量调制的直接转矩控制策略、断路缺相的容错控制策略、低次空间谐波对解耦控制的耦合效应以及消除谐波效应的解耦补偿控制策略开展了理论分析、建模仿真与试验验证研究。
作者简介
暂缺《单逆变器供电的六相永磁同步电动机串联系统》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 多相电机的特点 1
1.2 多相电机及调速系统的研究现状 2
1.2.1 多相电机的分类 2
1.2.2 多相电机的数学建模 3
1.2.3 多相电机调速系统的控制策略 4
1.2.4 多相逆变器的PWM控制技术 7
1.2.5 多相电机的容错控制 7
1.2.6 单逆变器供电的多相电机串联系统 8
参考文献 11
第2章 多相PMSM的数学建模及串联系统理论分析 16
2.1 引言 16
2.2 多相电机的相数定义 16
2.3 多相PMSM的数学模型 17
2.3.1 自然坐标系下的多相PMSM数学模型 17
2.3.2 对称分量变换模型 18
2.3.3 推广Clark变换下的数学模型 20
2.4 多相PMSM的谐波及其效应分析 23
2.4.1 多相电机时空谐波分析 23
2.4.2 多相电机时空谐波对电磁转矩的影响 25
2.5 单逆变器供电多相电机串联系统的基本原理 26
2.5.1 多相电机定子绕组的串联规则 26
2.5.2 几种典型的相序转换规则分析 27
2.6 多相电机串联系统的串联电机数量 30
2.6.1 奇数相多相电机系统串联电机数量 30
2.6.2 偶数相多相电机系统串联电机数量 34
参考文献 35
第3章 双Y移30°PMSM串联系统的原理分析 36
3.1 引言 36
3.2 双Y移30°PMSM串联系统的结构与原理分析 36
3.2.1 双Y移30°PMSM的绕组结构及变换矩阵 36
3.2.2 两台双Y移30°PMSM定子绕组串联相序转换关系 39
3.2.3 双电机串联独立运行原理 40
3.3 串联系统磁势分析方法 42
3.3.1 双Y移30°PMSM的谐波分析 42
3.3.2 双电机串联系统的MMF分析 44
3.4 双Y移30°PMSM和两相电机的串联系统 48
3.5 双Y移30°PMSM串联系统高次谐波的影响分析 50
参考文献 54
第4章 双Y移30°PMSM串联系统的数学建模 55
4.1 定子绕组电感的计算 55
4.1.1 绕组函数 55
4.1.2 倒气隙函数 58
4.1.3 电感矩阵和永磁体磁链矩阵 60
4.2 串联系统的数学建模及耦合数学机理分析 67
4.2.1 自然坐标系下的数学模型 67
4.2.2 两相静止坐标系下的数学模型 68
4.2.3 旋转坐标系下的数学模型 72
4.3 串联系统在其他情况下的数学建模 76
参考文献 86
第5章 双Y移30°PMSM串联系统的矢量控制 87
5.1 基于电流滞环的矢量控制 87
5.1.1 控制系统设计 87
5.1.2 系统建模 89
5.1.3 仿真分析 91
5.2 基于载波调制PWM的矢量控制 96
5.2.1 控制系统设计 96
5.2.2 电流限制方法 97
5.2.3 直流母线电压的分配关系 98
5.2.4 SPWM的调制策略 100
5.2.5 仿真分析 101
5.3 收放卷过程中的张力线速度控制 104
5.3.1 收放卷过程的基本原理 104
5.3.2 张力与线速度控制系统的数学模型 105
5.3.3 张力与线速度控制方案 107
5.3.4 仿真分析 108
参考文献 109
第6章 双Y移30°PMSM串联系统的SVM-DTC技术 110
6.1 双Y移30°PMSM的SVM-DTC技术 110
6.1.1 旋转坐标系下的数学模型 110
6.1.2 DTC方法 111
6.1.3 电压空间矢量分布 113
6.1.4 电压空间矢量作用时间 114
6.1.5 SVPWM方法 117
6.2 两相PMSM的SVM-DTC技术 119
6.2.1 两相PMSM的数学模型 119
6.2.2 SVM-DTC方法 121
6.3 双Y移30°PMSM串联系统控制方法 122
6.3.1 双Y移30°PMSM双电机串联系统控制方法 122
6.3.2 双Y移30°PMSM和两相PMSM双电机串联系统控制方法 124
6.3.3 双Y移30°PMSM和两相PMSM三电机串联系统控制方法 126
6.4 串联系统多频率调制输出的电压生成方法 127
6.4.1 传统多频率调制输出的电压生成方法 127
6.4.2 改进多频率调制输出的电压生成方法一 132
6.4.3 改进多频率调制输出的电压生成方法二 138
6.4.4 三种多频率调制输出的电压生成方法仿真比较 143
参考文献 145
第7章 双Y移30°PMSM串联系统的容错控制 147
7.1 断相故障下的数学模型 147
7.1.1 自然坐标系下的数学模型 147
7.1.2 静止两相正交坐标系下的数学模型 148
7.2 一相断路下的控制方法 151
7.2.1 一相断路下的转矩分析 151
7.2.2 改进的解耦数学模型 154
7.2.3 仿真结果分析 155
参考文献 156
第8章 基于谐波效应补偿的双Y移30°PMSM串联系统的解耦控制 157
8.1 电机含5、7次空间谐波串联系统的数学模型 157
8.1.1 自然坐标系下的数学模型 157
8.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 160
8.1.3 两相旋转坐标系下的数学模型 161
8.2 电机1的5、7次空间谐波对串联系统的影响仿真 161
8.3 5、7次空间谐波的补偿解耦控制策略 164
8.3.1 补偿量的数学模型 164
8.3.2 补偿控制仿真模型 164
8.3.3 仿真结果 165
8.4 串联系统的时间谐波效应研究 167
8.4.1 串联系统的输入电压 167
8.4.2 仿真验证 168
参考文献 171
第9章 考虑空间谐波效应的对称六相PMSM与三相PMSM的数学建模 172
9.1 基于绕组函数法和倒气隙函数法求绕组的自感和互感 172
9.1.1 绕组函数与倒气隙函数 172
9.1.2 用绕组函数和倒气隙函数求电感矩阵和永磁体磁链矩阵 173
9.2 对称六相PMSM及三相PMSM的数学建模 176
9.2.1 对称六相PMSM的数学模型 176
9.2.2 三相PMSM的数学模型 179
9.3 考虑低次空间谐波效应的电感矩阵与转子磁链矩阵 180
9.3.1 对称六相PMSM的电感矩阵与转子磁链矩阵 181
9.3.2 三相PMSM的电感矩阵与转子磁链矩阵 182
参考文献 183
第10章 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的原理及解耦控制 184
10.1 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的连接方式 184
10.2 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的数学模型 185
10.2.1 自然坐标系下的数学模型 185
10.2.2 两相静止坐标系下的数学模型 189
10.2.3 旋转坐标系下的数学模型 192
10.3 基于电流滞环PWM的串联系统解耦控制 195
10.4 控制策略的试验研究 197
10.4.1 稳态试验研究 198
10.4.2 动态试验研究 200
参考文献 204
第11章 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统缺相容错型解耦控制 205
11.1 基于正常解耦变换的串联系统缺A相容错型解耦控制 205
11.2 试验研究 209
11.2.1 稳态试验研究 209
11.2.2 动态试验研究 211
参考文献 216
第12章 考虑空间2次谐波的对称六相PMSM与三相PMSM串联
系统解耦控制 217
12.1 考虑空间2次谐波的串联系统数学模型 217
12.1.1 自然坐标系下的数学模型 217
12.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 218
12.1.3 旋转坐标系下的数学模型 221
12.2 考虑串联系统空间2次谐波耦合的仿真研究 223
12.2.1 稳态仿真研究 223
12.2.2 动态仿真研究 226
12.3 基于谐波效应补偿的串联系统解耦控制策略 230
12.4 补偿控制策略的仿真研究 232
12.4.1 稳态仿真研究 232
12.4.2 动态仿真研究 233
参考文献 237
第13章 基于反电势3次谐波及零序电流抑制的串联系统解耦控制 238
13.1 考虑反电势3次谐波的串联系统数学模型 238
13.1.1 自然坐标系下的数学模型 239
13.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 240
13.1.3 旋转坐标系下的数学模型 242
13.2 串联系统零序电流未抑制的仿真研究 243
13.2.1 稳态仿真研究 244
13.2.2 动态仿真研究 246
13.3 考虑零序电流抑制的串联系统解耦控制策略 250
13.3.1 考虑零序电流抑制的串联系统解耦控制策略 250
13.3.2 控制策略的稳态仿真研究 251
13.4 考虑串联系统零序电流的试验研究 253
13.4.1 零序电流未抑制的试验研究 253
13.4.2 零序电流抑制的稳态试验研究 259
参考文献 261
附录 串联系统电机参数 262
前言
第1章 绪论 1
1.1 多相电机的特点 1
1.2 多相电机及调速系统的研究现状 2
1.2.1 多相电机的分类 2
1.2.2 多相电机的数学建模 3
1.2.3 多相电机调速系统的控制策略 4
1.2.4 多相逆变器的PWM控制技术 7
1.2.5 多相电机的容错控制 7
1.2.6 单逆变器供电的多相电机串联系统 8
参考文献 11
第2章 多相PMSM的数学建模及串联系统理论分析 16
2.1 引言 16
2.2 多相电机的相数定义 16
2.3 多相PMSM的数学模型 17
2.3.1 自然坐标系下的多相PMSM数学模型 17
2.3.2 对称分量变换模型 18
2.3.3 推广Clark变换下的数学模型 20
2.4 多相PMSM的谐波及其效应分析 23
2.4.1 多相电机时空谐波分析 23
2.4.2 多相电机时空谐波对电磁转矩的影响 25
2.5 单逆变器供电多相电机串联系统的基本原理 26
2.5.1 多相电机定子绕组的串联规则 26
2.5.2 几种典型的相序转换规则分析 27
2.6 多相电机串联系统的串联电机数量 30
2.6.1 奇数相多相电机系统串联电机数量 30
2.6.2 偶数相多相电机系统串联电机数量 34
参考文献 35
第3章 双Y移30°PMSM串联系统的原理分析 36
3.1 引言 36
3.2 双Y移30°PMSM串联系统的结构与原理分析 36
3.2.1 双Y移30°PMSM的绕组结构及变换矩阵 36
3.2.2 两台双Y移30°PMSM定子绕组串联相序转换关系 39
3.2.3 双电机串联独立运行原理 40
3.3 串联系统磁势分析方法 42
3.3.1 双Y移30°PMSM的谐波分析 42
3.3.2 双电机串联系统的MMF分析 44
3.4 双Y移30°PMSM和两相电机的串联系统 48
3.5 双Y移30°PMSM串联系统高次谐波的影响分析 50
参考文献 54
第4章 双Y移30°PMSM串联系统的数学建模 55
4.1 定子绕组电感的计算 55
4.1.1 绕组函数 55
4.1.2 倒气隙函数 58
4.1.3 电感矩阵和永磁体磁链矩阵 60
4.2 串联系统的数学建模及耦合数学机理分析 67
4.2.1 自然坐标系下的数学模型 67
4.2.2 两相静止坐标系下的数学模型 68
4.2.3 旋转坐标系下的数学模型 72
4.3 串联系统在其他情况下的数学建模 76
参考文献 86
第5章 双Y移30°PMSM串联系统的矢量控制 87
5.1 基于电流滞环的矢量控制 87
5.1.1 控制系统设计 87
5.1.2 系统建模 89
5.1.3 仿真分析 91
5.2 基于载波调制PWM的矢量控制 96
5.2.1 控制系统设计 96
5.2.2 电流限制方法 97
5.2.3 直流母线电压的分配关系 98
5.2.4 SPWM的调制策略 100
5.2.5 仿真分析 101
5.3 收放卷过程中的张力线速度控制 104
5.3.1 收放卷过程的基本原理 104
5.3.2 张力与线速度控制系统的数学模型 105
5.3.3 张力与线速度控制方案 107
5.3.4 仿真分析 108
参考文献 109
第6章 双Y移30°PMSM串联系统的SVM-DTC技术 110
6.1 双Y移30°PMSM的SVM-DTC技术 110
6.1.1 旋转坐标系下的数学模型 110
6.1.2 DTC方法 111
6.1.3 电压空间矢量分布 113
6.1.4 电压空间矢量作用时间 114
6.1.5 SVPWM方法 117
6.2 两相PMSM的SVM-DTC技术 119
6.2.1 两相PMSM的数学模型 119
6.2.2 SVM-DTC方法 121
6.3 双Y移30°PMSM串联系统控制方法 122
6.3.1 双Y移30°PMSM双电机串联系统控制方法 122
6.3.2 双Y移30°PMSM和两相PMSM双电机串联系统控制方法 124
6.3.3 双Y移30°PMSM和两相PMSM三电机串联系统控制方法 126
6.4 串联系统多频率调制输出的电压生成方法 127
6.4.1 传统多频率调制输出的电压生成方法 127
6.4.2 改进多频率调制输出的电压生成方法一 132
6.4.3 改进多频率调制输出的电压生成方法二 138
6.4.4 三种多频率调制输出的电压生成方法仿真比较 143
参考文献 145
第7章 双Y移30°PMSM串联系统的容错控制 147
7.1 断相故障下的数学模型 147
7.1.1 自然坐标系下的数学模型 147
7.1.2 静止两相正交坐标系下的数学模型 148
7.2 一相断路下的控制方法 151
7.2.1 一相断路下的转矩分析 151
7.2.2 改进的解耦数学模型 154
7.2.3 仿真结果分析 155
参考文献 156
第8章 基于谐波效应补偿的双Y移30°PMSM串联系统的解耦控制 157
8.1 电机含5、7次空间谐波串联系统的数学模型 157
8.1.1 自然坐标系下的数学模型 157
8.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 160
8.1.3 两相旋转坐标系下的数学模型 161
8.2 电机1的5、7次空间谐波对串联系统的影响仿真 161
8.3 5、7次空间谐波的补偿解耦控制策略 164
8.3.1 补偿量的数学模型 164
8.3.2 补偿控制仿真模型 164
8.3.3 仿真结果 165
8.4 串联系统的时间谐波效应研究 167
8.4.1 串联系统的输入电压 167
8.4.2 仿真验证 168
参考文献 171
第9章 考虑空间谐波效应的对称六相PMSM与三相PMSM的数学建模 172
9.1 基于绕组函数法和倒气隙函数法求绕组的自感和互感 172
9.1.1 绕组函数与倒气隙函数 172
9.1.2 用绕组函数和倒气隙函数求电感矩阵和永磁体磁链矩阵 173
9.2 对称六相PMSM及三相PMSM的数学建模 176
9.2.1 对称六相PMSM的数学模型 176
9.2.2 三相PMSM的数学模型 179
9.3 考虑低次空间谐波效应的电感矩阵与转子磁链矩阵 180
9.3.1 对称六相PMSM的电感矩阵与转子磁链矩阵 181
9.3.2 三相PMSM的电感矩阵与转子磁链矩阵 182
参考文献 183
第10章 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的原理及解耦控制 184
10.1 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的连接方式 184
10.2 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统的数学模型 185
10.2.1 自然坐标系下的数学模型 185
10.2.2 两相静止坐标系下的数学模型 189
10.2.3 旋转坐标系下的数学模型 192
10.3 基于电流滞环PWM的串联系统解耦控制 195
10.4 控制策略的试验研究 197
10.4.1 稳态试验研究 198
10.4.2 动态试验研究 200
参考文献 204
第11章 对称六相PMSM与三相PMSM串联系统缺相容错型解耦控制 205
11.1 基于正常解耦变换的串联系统缺A相容错型解耦控制 205
11.2 试验研究 209
11.2.1 稳态试验研究 209
11.2.2 动态试验研究 211
参考文献 216
第12章 考虑空间2次谐波的对称六相PMSM与三相PMSM串联
系统解耦控制 217
12.1 考虑空间2次谐波的串联系统数学模型 217
12.1.1 自然坐标系下的数学模型 217
12.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 218
12.1.3 旋转坐标系下的数学模型 221
12.2 考虑串联系统空间2次谐波耦合的仿真研究 223
12.2.1 稳态仿真研究 223
12.2.2 动态仿真研究 226
12.3 基于谐波效应补偿的串联系统解耦控制策略 230
12.4 补偿控制策略的仿真研究 232
12.4.1 稳态仿真研究 232
12.4.2 动态仿真研究 233
参考文献 237
第13章 基于反电势3次谐波及零序电流抑制的串联系统解耦控制 238
13.1 考虑反电势3次谐波的串联系统数学模型 238
13.1.1 自然坐标系下的数学模型 239
13.1.2 两相静止坐标系下的数学模型 240
13.1.3 旋转坐标系下的数学模型 242
13.2 串联系统零序电流未抑制的仿真研究 243
13.2.1 稳态仿真研究 244
13.2.2 动态仿真研究 246
13.3 考虑零序电流抑制的串联系统解耦控制策略 250
13.3.1 考虑零序电流抑制的串联系统解耦控制策略 250
13.3.2 控制策略的稳态仿真研究 251
13.4 考虑串联系统零序电流的试验研究 253
13.4.1 零序电流未抑制的试验研究 253
13.4.2 零序电流抑制的稳态试验研究 259
参考文献 261
附录 串联系统电机参数 262
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