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绪论1

一、交流调速技术的发展概况及其特点1

二、异步电动机常用的调速方案及其性能比较2

三、变频调速系统中的电力半导体器件及变频器3

四、交流变频调速技术的应用6

第一章 异步电动机变频调速系统的理论基础7

1-1异步电动机的u/f=c控制原则7

一、何谓u/f=c的控制原则7

二、u/f=c时，异步电动机的机械特性分析8

三、u/f=c控制方式的性能评价及应用场合11

1-2异步电动机的Mmax=c控制方式11

一、何谓异步电动机Mmax=c的控制方式11

二、按Mmax=c控制方式运行时电压／频率的关系11

三、按Mmax＝c控制方式运行时，低频时定子端电压的修正13

四、异步电动机开环变频调速系统框图14

1-3异步电动机的矢量变换控制15

一、异步电动机在静止的A、B、C坐标轴系中的数学模型16

二、异步电动机在旋转的d、q、0坐标轴系中的数学模型19

三、矢量变换控制原理22

四、坐标变换及坐标变换矩阵24

五、异步电动机矢量变换控制交流变频调速系统框图26

1-4异步电动机的弱磁控制原理27

一、异步电动机的弱磁控制原理27

二、弱磁控制时异步电动机的机械特性分析28

三、交流异步主轴变频调速系统框图28

习题31

第二章 大功率晶体管正弦波脉宽调制变频器33

2-1大功率晶体管33

一、内部结构33

二、主要参数34

2-2大功率开关晶体管的基极驱动电路35

一、GTR对驱动电路的要求35

二、一种实用的GTR基极驱动电路35

三、具有抗GTR过饱和功能的基极驱动电路36

四、UAA4002组成的基极驱动电路37

2-3大功率晶体管正弦波脉宽调制变频器38

一、变频原理39

二、有关术语和基本概念39

2-4单极性GTR-SPWM逆变器41

一、工作原理41

二、负载电流的流动路径及其切换41

三、单极性GTR-SPWM逆变器输出电压的谐波分析42

2-5双极性GTR-SPWM逆变器43

一、工作原理43

二、负载电流的流动路径及其切换44

三、双极性GTR-SPWM逆变器输出电压的谐波分析44

2-6大功率晶体管的导通时间与调制系数k的关系45

一、单极性逆变器45

二、双极性逆变器46

2-7单、双极性GTR-SPWM逆变器的性能比较47

一、相同点47

二、不同点47

2-8双极性SPWM变频器的设计48

一、变频器中各个组成环节的设计48

二、11.2kVA双极性变频器设计举例50

2-9磁通控制式正弦波PWM控制的逆变器52

一、GTR的工作模式53

二、如何保证旋转磁场的轨迹为圆形53

三、磁通控制方式正弦波PWM控制的特点54

2-10大功率晶体管正弦波脉宽调制逆变器的保护54

一、大功率晶体管二次击穿的保护54

二、过电流保护56

三、欠（过）电压保护57

四、泵升电压限制电路57

2-11正弦波脉宽调制SPWM波形的实现58

一、载波（三角波）信号发生器59

二、模拟电路产生SPWM波形60

三、数字法产生SPWM波形61

四、采用大规模集成电路HEF-4752V产生SPWM波形62

习题64

第三章 反馈信号的检测65

3-1异步电动机定子电流的检测65

一、直接检测式65

二、磁场平衡式66

3-2异步电动机定子电压的检测67

一、光电耦合直接检测法67

二、采用LEM电压传感器检测法67

3-3异步电动机转速的检测69

一、模拟测速法69

二、数字测速法69

三、数字测速的判向电路72

四、数字测速电路实例73

3-4位置检测77

一、光电编码器77

二、光电脉冲编码器78

三、旋转变压器79

习题81

第四章 异步电动机变频调速系统82

4-1异步电动机开环变频调速系统82

一、对开环变频调速系统的要求82

二、开环变频调速系统的组成82

三、开环变频调速系统的工作原理83

4-2异步电动机矢量变换控制变频调速系统87

一、系统构成框图和工作原理87

二、矢量变换控制运算环节88

三、交流电流跟随控制环节89

四、旋转的2/3变换电路89

4-3交流异步主轴变频调速系统91

一、交流异步主轴变频调速系统的组成91

二、实现弱磁控制的方法92

三、直接访问EPROM方案的控制软件94

4-4异步电动机直接力矩自控（DTS）系统96

一、控制原理96

二、六边形及圆形磁链控制97

三、六边形磁链轨迹控制的DTS系统框图97

4-5异步电动机的位置伺服系统98

一、转差频率矢量控制部分99

二、位置环控制部分103

4-6 SAMCO-M系列变频器107

一、变频器的方框图107

二、工作原理及特点109

4-7 FRENIC5000G7/P7变频器109

一、变频器的方框图109

二、工作原理及特点110

习题110

第五章 交流变频调速系统的应用111

5-1采用变频调速装置调节风机的风量、水泵的流量的节能原理111

5-2变频调速系统用于水泵流量调节112

5-3交流变频调速装置在恒压给水装置上的应用113

5-4交流变频调速装置在高速磨床上的应用115

习题115

附录116

附录Ⅰ单极性GTR-SPWM逆变器输出电压谐波分析116

附录Ⅱ双极性GTR-SPWM逆变器输出电压谐波分析117

参考文献120