電力拖動自動控製係統 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘月鬥 等 著

圖書標籤:

• 電力拖動
• 自動控製
• 電機控製
• 電力電子
• 傳動係統
• 自動化
• 工業控製
• 控製工程
• 電氣工程
• 驅動技術

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111447368

商品编码：29523129794

包装：平装

出版时间：2014-02-01

基本信息

書名：電力拖動自動控製係統

定價：58.00元

作者：潘月鬥 等

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787111447368

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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★本書由人士馬小亮教授主審
★本書在版的基礎上，綜閤讀者反饋和技術發展，進行瞭全新改版，更加全麵、係統、深入地介紹瞭現代電力拖動（運動）自動控製係統的基本組成、基本原理、基本控製方法，以及對係統的靜、動態特性分析

內容提要

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《電力拖動自動控製係統(第2版21 世紀高等院校自動化專業係列教材)》全麵、係統地 介紹瞭現代電力拖動自動控製係統的基本理論，對電 力拖動自動控製係統的靜、動態特性進行瞭較為深入 的分析，並介紹瞭數字電力拖動自動控製係統的基本 特點及數字化設計方法。
篇依據直流電動機的廣義數學模型，建立瞭 直流電動機的閉環控製結構及相應的控製係統；分析 瞭閉環直流調速係統的靜、動態特性；介紹瞭可逆直 流調速係統的運行方法；給齣瞭電力拖動自動控製係 統調節器工程設計方法。
第2篇從建立交流電動機數學模型人手，講述現 代交流電動機變壓變頻調速係統的基本組成、工作原 理、控製方法，以及靜、動態特性分析；介紹瞭先進 控製理論在電力拖動係統中的應用情況。本篇的重點 內容是恒壓頻比控製的異步電動機變壓變頻調速係統 、異步電動機矢量控製係統、直接轉矩控製係統，以 及異步電動機定子磁鏈軌跡控製係統；普通三相同步 電動機自控式變壓變頻調速係統及其矢量控製係統、 正弦波永磁同步電動機矢量控製係統和直接轉矩控製 係統，以及梯形波永磁同步電動機變壓變頻調速係統 。
第3篇介紹瞭伺服係統的基本特點、組成、類型 、基本工作原理，以及伺服係統的穩態分析和設計、 動態分析和設計；介紹瞭工業生産中應用的伺服係統 。
第4篇介紹瞭數字（計算機）電力拖動自動控製 係統的基本特點、數字控製係統的基本組成、數字控 製器的硬件與軟件，以及電力拖動自動控製係統數字 化設計方法。
《電力拖動自動控製係統(第2版21世紀高等院校 自動化專業係列教材)》適用於高等院校電氣工程有 關專業本科、電氣自動化專業本科專業課程的教學需 要，也可作為電力電子與電力傳動、電氣自動化等相 關學科碩士研究生用書，還可供從事電氣傳動工作的 技術人員參考。

目錄

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齣版說明
第2版前言
版前言
常用符號錶
緒論
0.1 電力拖動自動控製係統
0.1.1 電力拖動及其自動控製係統
0.1.2 電力拖動自動控製係統的基本組成
0.1.3 電力拖動自動控製係統的分類
0.2 電力拖動自動控製係統的特點
0.3 電力拖動自動控製係統的發展概況與發展趨勢
0.3.1 電力拖動調速係統的發展概況和趨勢
0.3.2 電力拖動伺服係統的發展概況和趨勢
0.3.3 電力拖動自動控製係統的網絡控製
篇 電力拖動直流調速係統
章 開／閉環控製的直流調速係統
1.1 開環控製的直流調速係統及其數學模型
1.1.1 晶閘管整流器，直流電動機調速係統
1.1.2 直流PWM變換器，直流電動機調速係統
1.1.3 開環直流調速係統的廣義數學模型
1.2 閉環控製的直流調速係統
1.2.1 轉速單閉環直流調速係統的控製結構及其相應的自動控製係統
1.2.2 轉速、電流雙閉環直流調速係統的控製結構及其相應的自動控製係統
1.2.3 他勵直流電動機勵磁閉環控製係統
1.2.4 直流電動機雙域閉環控製係統（先升壓後弱磁調速係統）
第2章 閉環直流調速係統的穩態分析
2.1 調速係統的穩態調速指標
2.1.1 轉速控製的要求
2.1.2 穩態調速指標
2.2 單閉環直流調速係統的穩態分析
2.2.1 ASR為比例調節器時的轉速單閉環直流調速係統的穩態分析
2.2.2 ASR為PI調節器時的轉速單閉環直流調速係統的穩態分析
2.2.3 帶電流截止負反饋的轉速單閉環直流調速係統的穩態分析
2.3 轉速、電流雙閉環調速係統的穩態分析
2.4 習題
第3章 閉環直流調速係統的動態分析和設計
3.1 動態調速指標
3.2 單閉環直流調速係統的動態分析
3.2.1 ASR為比例調節器時的單閉環直流調速係統的動態分析
3.2.2 ASR為PI調節器時的單閉環直流調速係統的動態分析
3.2.3 調節器設計
3.3 轉速、電流雙閉環直流調速係統的動態分析
3.3.1 轉速、電流雙閉環直流調速係統的動態結構
3.3.2 轉速、電流雙閉環直流調速係統的動態過程分析
3.3.3 雙閉環直流調速係統的仿真分析
3.4 閉環直流調速係統的自適應控製
3.4.1 電流自適應調節器
3.4.2 轉速自適應調節器
3.5 習題
第4章 可逆直流調速係統
4.1 晶閘管.電動機可逆調速係統（V-M可逆係統）
4.1.1 晶閘管·電動機可逆調速係統的基本結構
4.1.2 電樞可逆係統中的環流
4.1.3 有環流可逆調速係統
4.1.4 無環流可逆調速係統
4.2 可逆直流脈寬調速係統（PWM-M可逆係統）
4.3 習題
第5章 調節器的工程設計方法
5.1 調節器工程設計方法的基本思想和意義
5.2 典型係統
5.3 典型係統的參數和性能指標的關係
5.3.1 典型I型係統的參數與性能指標的關係
5.3.2 典型Ⅱ型係統的參數與性能指標的關係
5.4 非典型係統的典型化
5.4.1 直接校正成典型係統
5.4.2 低頻大慣性環節的近似處理
5.4.3 高頻小慣性群的近似處理
5.5 雙閉環直流調速係統的工程設計
5.5.1 電流環的設計
5.5.2 轉速環的設計
5.6 習題
第2篇 電力拖動交流調速係統
第6章 基於穩態數學模型的異步電動機變壓變頻調速係統
6.1 基於穩態數學模型的異步電動機變壓變頻調速係統控製方式
6.1.1 電壓·頻率協調控製方式
6.1.2 轉差頻率控製方式
第3篇 電力拖動伺服係統
第4篇 電力拖動自動控製係統數字化設計

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代電力拖動技術解析》 概述 本書旨在深入探討現代電力拖動係統在工業生産中的應用、技術發展趨勢以及關鍵控製策略。電力拖動作為現代工業的“心髒”，其效率、可靠性和智能化水平直接影響著生産製造的整體效能。本書將從基礎理論齣發，循序漸進地引入復雜的控製技術和前沿應用，為讀者構建一個全麵而深入的電力拖動知識體係。我們關注的重點並非僅限於理論的推演，更在於如何將先進的電力拖動技術落地，解決實際工程中的挑戰，並指引未來的發展方嚮。 第一章：電力拖動係統的基礎理論與發展脈絡 本章將首先梳理電力拖動係統的基本概念，包括其構成要素（電動機、傳動裝置、控製器等）及其在不同工業場景下的作用。我們將迴顧電力拖動技術的發展曆程，從最初的直流電機拖動，到交流感應電機，再到現代的同步電機和特種電機，解析技術演進背後的驅動力——對效率、精度、節能和環境友好性的不斷追求。此外，本章還將介紹電力拖動係統的基本性能指標，如起動性能、調速性能、製動性能、運行平穩性、效率和功率因數等，並闡述這些指標在不同應用領域的重要意義。最後，我們將初步探討電力電子技術和微處理器技術對電力拖動係統帶來的革命性影響，為後續章節的技術深入奠定基礎。 第二章：常用電動機的特性與選型 本章將詳細介紹工業領域中最常用的幾種電動機類型，包括交流感應電動機（籠型和繞綫型）、同步電動機（永磁同步電機PMSM、同步磁阻電機SynRM等）以及直流電動機（有刷和無刷）。對於每種電動機，我們將深入分析其工作原理、結構特點、電磁特性、機械特性、調速特性以及各自的優缺點。重點在於闡述在不同負載特性、調速要求、運行環境和經濟性考量下，如何進行科學閤理的電動機選型。例如，在需要高效率、高功率密度和精確調速的場閤，PMSM的優勢將得到突齣；而在對成本較為敏感且負載變化不大的場閤，傳統的籠型感應電動機仍有其不可替代的地位。本章將通過大量的工程實例，幫助讀者掌握電動機選型的實用技巧。 第三章：電力電子變流技術在電力拖動中的應用 電力電子技術是實現電力拖動係統高性能控製的核心。本章將聚焦於電力電子變流器在電力拖動中的關鍵作用，重點介紹各類變流器的拓撲結構、工作原理、控製策略以及在不同應用場景下的優劣勢。我們將詳細闡述： AC-DC-AC變頻器（VFD）： 這是目前應用最廣泛的交流電動機調速係統。本章將深入講解其整流單元（如二極管橋、可控矽橋）、直流環節（濾波電感、電容）和逆變單元（IGBT、MOSFET等）的工作原理。特彆地，我們將著重介紹空間矢量脈寬調製（SVPWM）和梯形波脈寬調製（TPWM）等控製算法，分析它們如何實現對電動機輸齣電壓和頻率的精確控製，從而達到平滑調速的目的。 DC-DC變流器： 在需要將直流電壓轉換為另一直流電壓的場閤，如電池供電的電動車輛拖動係統，DC-DC變流器（如升壓/降壓斬波器）是必不可少的。本章將介紹不同DC-DC變換器的基本拓撲和控製方式。 AC-AC直接變頻器： 探討其工作原理和局限性，以及在特定場閤的應用。 本章將強調變流器的性能如何直接影響到電動機的運行效率、動態響應和電網諧波汙染，並介紹提高變流器性能的關鍵技術，如軟開關技術、多電平技術等。 第四章：現代電動機控製理論與方法 本章將深入探討實現高效、精確、快速的電動機控製所采用的現代控製理論和方法。在電力電子變流技術的基礎上，本章將著重介紹以下幾種關鍵控製策略： 標量控製（V/f控製）： 作為一種經典的調速方法，本章將詳細解析其原理、優點和局限性，並說明其在對動態性能要求不高的場閤的應用。 矢量控製（Vector Control）： 這是目前實現高性能交流電機驅動的主流技術。我們將深入講解磁場定嚮控製（FOC）的基本原理，包括坐標變換（Clark、Park變換）、轉子磁場定嚮、定子電流矢量分解等。本章將詳細解析如何通過控製定子電流的幅值和相位，獨立地控製電動機的磁鏈和轉矩，從而實現近似直流機的控製特性，達到高精度、寬範圍的調速和優異的動態響應。 直接轉矩控製（DTC）： 作為矢量控製的一種重要替代或補充，本章將介紹DTC的原理，包括轉矩和磁鏈的估計，以及如何通過開關狀態的選擇直接控製電動機的轉矩和磁鏈，其特點在於響應速度快，但可能産生較大的轉矩脈動和開關損耗。 滑模變結構控製（SMC）： 介紹其魯棒性強的特點，以及在噪聲乾擾和參數不確定性下的應用前景。 模糊邏輯控製（FLC）與神經網絡控製（NNC）： 探討這些智能控製方法在解決傳統控製方法難以處理的非綫性、時變係統中的潛力，以及如何將它們與傳統控製方法相結閤，實現更優的控製效果。 本章將通過仿真和實驗數據，直觀展示不同控製策略的性能差異，幫助讀者理解它們在實際應用中的選擇依據。 第五章：電力拖動係統的製動與節能技術 製動是電力拖動係統中不可或缺的一部分，它不僅關係到係統的安全可靠運行，也對能量的有效利用有著重要影響。本章將詳細介紹幾種主要的製動方式： 電能反饋製動（再生製動）： 重點闡述在電動機減速過程中，將機械能轉化為電能反饋給電網的原理，以及實現再生製動的關鍵技術（如帶有再生能量迴饋單元的變頻器）。 電阻製動： 介紹通過外接製動電阻消耗製動能量的原理和應用場閤。 直流製動： 分析其工作原理和在特定應用中的作用。 動力製動與機械製動： 探討其工作方式和組閤應用。 同時，本章將深入探討電力拖動係統的節能技術。我們將分析影響係統能耗的關鍵因素，並介紹一係列行之有效的節能措施，包括： 采用高效電機和變流器： 強調在選型階段對能效的關注。 優化控製策略： 如采用更精確的調速算法，減少能量損耗。 能量迴收與再利用： 詳細介紹再生製動的節能效益。 閤理匹配負載與電動機： 避免“大馬拉小車”現象。 功率因數補償： 講解無功功率的危害以及如何通過功率因數補償提高電網利用率。 變頻調速的應用： 再次強調變頻技術在不同負載下的節能潛力。 第六章：電力拖動係統的保護與診斷 係統的可靠運行離不開有效的保護和及時準確的診斷。本章將聚焦於電力拖動係統的保護機製和故障診斷技術。 電動機保護： 詳細介紹過載、短路、缺相、過壓、欠壓、過溫等常見的電動機故障及其保護原理。我們將分析不同保護元件（如熱繼電器、斷路器、熔斷器、保護模塊）的工作特性和選配原則。 變流器保護： 闡述變流器內部過流、過壓、過溫、短路等故障的保護措施。 係統故障診斷： 介紹基於電流、電壓、轉速、溫度等信號的監測與分析，以及如何通過特徵提取和模式識彆來診斷電動機、變流器和傳動鏈的故障。本章還將介紹一些先進的故障診斷技術，如基於人工智能的診斷方法。 健康管理（Health Monitoring）： 引入狀態監測和預測性維護的概念，分析如何通過對係統運行狀態的持續跟蹤，預測潛在故障，從而提前采取措施，避免非計劃停機。 第七章：特定應用領域的電力拖動係統 本章將聚焦於電力拖動係統在幾個關鍵工業領域的具體應用，深入剖析其特殊需求和技術解決方案。 冶金與礦山機械： 分析重載、高可靠性、高起動轉矩等要求，介紹直流拖動、變頻調速在軋鋼機、起重機、礦井提升機等設備上的應用。 造紙與紡織機械： 探討對速度精度、張力控製、低噪音等方麵的要求，介紹多電機同步控製、伺服驅動等技術。 電力機車與電動車輛： 重點介紹大功率牽引係統、能量管理、製動能量迴收等技術。 機器人與自動化生産綫： 闡述伺服電機、精密減速器、高動態響應控製在工業機器人、AGV等領域的應用。 新能源發電： 介紹風力發電機、太陽能跟蹤係統等領域的電力拖動技術。 本章將通過具體案例，展示電力拖動技術如何支撐現代工業的發展，並提齣未來在這些領域的技術發展趨勢。 第八章：電力拖動係統智能化與未來發展趨勢 隨著工業4.0和智能製造的推進，電力拖動係統正朝著更加智能化、網絡化和柔性化的方嚮發展。本章將展望電力拖動係統的未來。 物聯網（IoT）與工業互聯網（IIoT）： 探討如何將電力拖動係統接入IIoT平颱，實現設備數據的采集、傳輸、分析和遠程監控。 人工智能（AI）與機器學習（ML）： 分析AI/ML在優化控製參數、故障預測、能耗管理、自主運行等方麵的潛力。 數字孿生（Digital Twin）： 介紹如何構建電力拖動係統的數字孿生模型，用於仿真優化、性能預測和遠程診斷。 新型電機與驅動技術： 展望永磁同步電機、同步磁阻電機、綫性電機等新型電機在節能和高性能方麵的進一步發展，以及相應的驅動技術。 集成化與模塊化設計： 探討集成電機、驅動器和控製器的解決方案，以及模塊化設計如何提高係統的靈活性和可維護性。 可持續發展與綠色電力拖動： 強調在設計和應用中如何進一步降低能耗，減少環境汙染，響應全球可持續發展的號召。 結論 本書力求為讀者提供一個關於現代電力拖動技術的全麵、深入且實用的指導。通過對基礎理論、關鍵技術、應用實例和未來趨勢的係統性闡述，我們希望能夠幫助工程師、技術人員和學生更深刻地理解電力拖動係統的工作原理，掌握先進的控製和應用技術，並為推動電力拖動技術的創新和發展貢獻力量。我們相信，掌握現代電力拖動技術，就是掌握工業生産的核心競爭力。

评分☆☆☆☆☆

這本《電力拖動自動控製係統》簡直是為我這種電力工程專業學生量身定做的教科書！書中的內容深度和廣度都令人印象深刻。首先，它對傳統電力拖動係統的原理闡述得極其透徹，從最基礎的電磁學到復雜的電機控製理論，循序漸進，邏輯性極強。特彆是關於變頻調速和伺服控製的那幾個章節，作者似乎完全掌握瞭如何將深奧的理論轉化為易於理解的實際應用。書裏大量的實例分析和仿真結果，讓我能夠清晰地看到理論是如何在實際生産綫上發揮作用的。我特彆欣賞作者在描述控製算法時的嚴謹性，從拉普拉斯變換到狀態空間法，每一步推導都詳略得當，讓人在學習過程中既能掌握“怎麼做”，更能理解“為什麼這樣做”。對於想打下紮實基礎的工程師來說，這本書絕對是案頭必備的工具書，它提供的不僅僅是知識點，更是一種係統性的解決問題的思維框架。讀完後，我對現代工業驅動係統的復雜性和美感有瞭全新的認識。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價，必須從其詳盡的圖錶和清晰的數學推導說起。很多技術書籍在引入復雜模型時，往往會省略關鍵的中間步驟，導緻讀者在復現或深入研究時感到力不從心。然而，《電力拖動自動控製係統》在這方麵做得極為齣色。每一個控製框圖都精準無誤，每一次傳遞函數的推導都清晰可見，絕無含糊其辭之處。例如，在討論到磁場定嚮控製（FOC）時，作者不僅展示瞭坐標變換的幾何意義，還深入分析瞭電流環和磁鏈環之間的耦閤關係，這對於理解矢量控製的精髓至關重要。對於我這種需要經常進行係統仿真和參數整定的技術人員來說，書中提供的這些精確的數學模型，直接可以作為我編寫仿真代碼的藍本。它不是那種隻停留在概念層麵的浮誇之作，而是那種可以真正被“拆解”和“利用”的硬核技術寶典。

评分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我最大的感受是它的編排結構非常新穎，完全打破瞭我對傳統教材那種枯燥乏味的刻闆印象。它更像是一本精心策劃的工程師實戰指南，而不是冷冰冰的理論匯編。內容上，它並沒有沉溺於過時的技術細節，而是高瞻遠矚地將最新的數字信號處理技術和現代傳感器技術融入到瞭電力拖動的控製迴路設計中。我尤其贊賞作者對“可靠性”和“魯棒性”的強調，這在實際的工業現場至關重要。書中關於故障診斷和自適應控製策略的討論，簡直就是一份高級研修班的講義。那些關於係統響應速度、超調量和穩態精度的權衡分析，簡直是教科書級彆的辯證思維展示。我感覺自己不隻是在閱讀知識，更是在跟一位經驗豐富的老專傢對話，他總能在我即將迷失在數學公式的海洋時，及時拉我一把，告訴我真正的工程目標是什麼。這本書的閱讀體驗，非常酣暢淋灕。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在於它成功架設瞭理論科學與工程實踐之間的橋梁。我過去在學習電機控製時，總覺得理論很美，但一到實際應用中，總有各種參數漂移、非綫性和乾擾問題冒齣來，讓我束手無策。這本書給齣的解決方案是多維度的：它不僅教會瞭如何設計理想的控製器，更重要的是，它花瞭不少篇幅討論瞭如何應對實際係統中的不確定性。比如，針對不同負載類型（恒轉矩、恒功率）下的動態性能優化，書裏給齣的建議非常具有操作性。我特彆欣賞它對底層硬件接口的討論，雖然不深入細節，但明確指齣瞭軟件算法必須如何適應PLC、DCS或專用DSP的特點。這本書讓你明白，一個“好”的控製係統，絕不是純粹的數學模型，而是一個能在真實世界中穩定、高效運行的有機整體。這對於培養具備全局觀的工程師至關重要。

评分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的知識密度非常高，不是那種可以輕鬆“瀏覽”的書籍。它的語言風格是高度凝練和專業化的，對於初次接觸該領域的讀者可能會有陡峭的學習麯綫。但是，如果你已經具備瞭基本的電氣工程背景，那麼這本書將是你知識體係中不可或缺的“壓艙石”。它對最新工業標準和網絡化控製趨勢的融入，顯示瞭作者的前瞻性視野。在章節的末尾，作者常常會布置一些需要綜閤運用前幾章知識纔能解答的開放性問題，這極大地激發瞭讀者的主動探索欲。我個人的體會是，這本書需要反復閱讀，每次重溫都會有新的領悟，因為你對前置知識的理解在不斷加深。它就像一把精密的尺子，讓你精確地丈量自己在電力拖動自動化領域的掌握程度，是名副其實的行業進階指南。