电力电子、电机控制系统的建模及仿真pdf/txt下载_在线阅读全文

内容简介

本教材以两种仿真软件Saber和Matlab为基础。利用Saber软件对电力电子变流电路进行了仿真，包括AC/DC、DC/DC、DC/AC等，并以实例介绍了电力电子元件的驱动电路。利用Matlab软件对几种典型的电机，如永磁同步电机、直流无刷电机、交流异步电机等调速进行了仿真，并给出了详细的仿真模型及参数。

目　　录

目录前言第1章Saber与MATLAB仿真基础11Saber仿真基础111Saber仿真软件概述112使用Saber创建设计12MATLAB仿真基础121MATLAB软件概述122系统仿真环境及模型库13Saber与Simulink联合仿真基础第2章电力电子器件驱动电路仿真21晶闸管门极驱动电路211光耦合器触发电路212脉冲变压器触发电路213交流静态无触点电路214移相触发电路22MOSFET栅极驱动电路221单晶体管驱动电路222推挽式驱动电路223隔离式驱动电路23IGBT栅极驱动电路231IGBT栅极特性232分立元器件构成的IGBT驱动电路233半桥集成驱动电路IR2110第3章电力电子变流电路仿真31整流电路311单相可控整流电路仿真312三相可控整流电路仿真313电容滤波不可控整流电路仿真314同步整流电路仿真315功率因数校正电路仿真32直流斩波电路321降压斩波电路仿真322升压斩波电路仿真323升降压斩波电路仿真324Cuk斩波电路仿真325Sepic斩波电路与Zeta斩波电路仿真33交流-交流变流电路331单相交流调压电路(电阻负载)332单相交流调压电路(阻感负载)333三相交流调压电路(星形联结)334三相交流调压电路(支路控制三角形联结)34逆变电路341电压型逆变电路342电流型逆变电路35PWM逆变电路351单相桥式PWM逆变电路352三相桥式PWM逆变电路36Saber电力电子仿真小结第4章MAST语言建模41MAST语言建模概述42使用Saber模型文件创建设计43MAST语言建模应用实例431单相桥式PWM逆变电路MAST语言建模432三相桥式全控整流电路MAST语言建模第5章直流电机调速系统及仿真51直流电机的工作原理52直流电机的基本方程521电压方程522转矩方程523电磁功率方程53直流电动机开环调速系统仿真54转速电流双闭环调速系统仿真541双闭环调速系统组成542双闭环调速系统数学模型543双闭环调速系统起动过程分析544双闭环调速系统动态结构图仿真545基于Power System模块的双闭环调速系统仿真第6章无刷直流电动机调速系统及仿真61无刷直流电动机简介62无刷直流电动机的工作原理621无刷直流电动机的基本结构622无刷直流电动机的数学模型623无刷直流电动机的工作原理63无刷直流电动机调速系统仿真631仿真系统模型搭建632双闭环调速系统仿真第7章开关磁阻电动机调速系统及仿真71开关磁阻电动机的基本结构与特点72开关磁阻电动机的数学模型及特性分析721开关磁阻电动机的基本方程722开关磁阻电动机的转矩特性分析723开关磁阻电动机的电流特性分析73开关磁阻电动机的基本控制方式731角度控制(APC)方式732电流斩波控制(CCC)方式733电压斩波PWM控制方式734组合控制方式74开关磁阻电动机调速系统的组成及原理741调速系统的组成742调速系统控制策略选择75开关磁阻电动机调速系统仿真751电流斩波控制(CCC)方式的仿真752电压斩波PWM控制方式的仿真第8章永磁同步电动机调速系统及仿真81永磁同步电动机简介811永磁同步电动机的分类812永磁同步电动机的基本控制策略82永磁同步电动机矢量控制系统821坐标变换原理822永磁同步电动机的数学模型及基本方程823永磁同步电动机的矢量控制原理824空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术83永磁同步电动机矢量控制系统仿真831SVPWM技术仿真832id=0与MTPA控制系统仿真833弱磁控制系统仿真84永磁同步电动机直接转矩控制系统仿真841传统直接转矩控制方式原理842传统直接转矩控制方式实现843基于SVPWM的直接转矩控制系统844基于SVPWM的直接转矩控制系统仿真参考文献

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前　　言

前言电力电子技术是一门快速发展的技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科的交叉学科，已成为电气工程及其自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。电机控制系统是电类、自动化类专业基础课重要的组成部分，广泛应用于电力工业、交通运输、航空航天以及军事等领域。电机控制系统是以电力电子技术为基础而发展起来的，可以说电力电子技术的发展推动了电机控制系统的发展。    在高校理论教学过程中，受到学时、教学条件等多方面因素的影响，学生往往无法从实用的角度来了解理论课所要呈现的核心内容，因此将先进的仿真技术应用于教学中，会显著提高教学质量。    本书着重介绍仿真技术在电力电子和电机控制系统中的应用。Saber是专门用于电力电子的仿真软件，它为用户提供了一个功能强大的混合信号仿真平台，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真。MATLAB仿真技术有效应用于电机及控制系统等工程技术领域，为用户提供了丰富的模块库，具有适应面广、结构和流程清晰、仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。目前，市场上关于Saber仿真应用的书籍很少，多数有关电力电子仿真的内容都来自各种教程。有关MATLAB的书籍种类繁多，而大多数都是针对电力电子技术或电机控制系统中某一方面介绍的，鲜有对这两方面综合阐述的书籍。    全书共分为8章，第1章介绍了Saber和MATLAB仿真的基础内容，包括系统仿真环境及相关模型库等；第2章介绍电力电子器件驱动电路仿真，以三种常用的电力电子器件——晶闸管、MOSFET、IGBT为主要内容；第3章对常用的电力电子变流电路进行仿真，包括ACDC、DCDC、ACAC、DCAC变换；第4章对MAST语言建模进行了说明，包括语言的基本结构组成以及如何使用MAST语言创建元器件模型等；第5章主要介绍直流电机调速系统及仿真，包括开环调速系统和转速、电流双闭环调速系统控制；第6章介绍无刷直流电动机调速系统及仿真；第7章介绍开关磁阻电动机调速系统及仿真；第8章介绍永磁同步电动机调速系统及仿真，包含矢量控制方式及直接转矩控制方式。本书力求浅显易懂，通过实例介绍仿真软件的使用方法，适用于电气工程及其自动化专业本科生，也为相关专业师生提供参考。本书全部仿真模型均挂在机械工业出版社教育服务网上（wwwcmpeducom）。需要说明的是，在做仿真时，需要正确理解仿真所研究的对象，只有在参数取值合理的情况下，才能获得理想的仿真结果；否则会出现仿真中断、计算结果不收敛等提示。    在本书的编写过程中，王旭东教授确定了本书的编写大纲。第2章、第6章由王旭东教授撰写，第5章、第7章、第8章由那日沙撰写，第1章、第3章、第4章由周凯撰写。王旭东教授负责全书的统校和审定工作。研究生王红、张铮、邱赫男也参与了本书的编写，并在直流无刷电动机、开关磁阻电动机相关章节的编写中做了大量的工作。    由于编者水平有限，书中不妥或错误之处在所难免，恳请读者批评指正。    编者

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