电气传动的脉宽调制控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:吴守箴

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:1999-08

价格:22.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111044536

丛书系列:

图书标签:

• 资料
• 电力电子
• PWM控制
• 电机驱动
• 电气工程
• 传动控制
• 工业自动化
• 控制技术
• 变频器
• 逆变器
• 电力拖动

好的，这里为您呈现一本名为《先进电力电子与电机驱动系统设计》的图书简介，内容详尽，不涉及《电气传动的脉宽调制控制技术》中的任何具体内容。 --- 《先进电力电子与电机驱动系统设计》 内容概要 本书全面深入地探讨了当代电力电子技术在高速发展的电机驱动系统中的应用与前沿设计方法。内容涵盖了从基础的半导体器件选型、高频开关技术、到复杂的系统级架构设计、控制策略优化以及电磁兼容性（EMC）的工程实践。本书旨在为读者提供一个系统、工程化的视角，理解现代驱动系统如何实现高效率、高精度和高可靠性。 第一部分：电力电子基础与器件物理 本部分着重于构成现代驱动系统的核心——电力电子变换器的基础理论与关键器件。我们首先回顾了电力电子学的基本概念，包括功率流、拓扑结构分类及其在不同应用中的优劣分析。重点放在了新一代功率半导体器件的物理特性与应用考量上，如 SiC (碳化硅) 和 GaN (氮化镓) 器件。详细分析了这些宽禁带器件在高频开关、高温工作以及承受高电压/大电流冲击下的动态响应特性、热管理挑战及其在不同拓扑结构中的具体实现方法。讨论了器件的可靠性评估、栅极驱动电路的设计原则，特别是如何有效抑制开关过程中的瞬态过电压（dv/dt）和电流尖峰（di/dt），这对保证器件寿命和系统稳定性至关重要。 第二部分：电机驱动系统架构与拓扑选择 本章节深入研究了各种电机驱动系统的系统级架构选择。针对不同的应用场景（如电动汽车、工业自动化、轨道交通等），详细对比了不同拓扑结构（如多电平逆变器、矩阵变换器、多相电机驱动）的优缺点。特别关注了多电平技术如何通过降低开关频率下的谐波含量和电压应力来提升系统的整体性能和效率。我们提供了一套系统的设计流程，指导工程师如何根据负载特性、电压等级、效率目标和成本约束，科学地选择最佳的系统拓扑结构。此外，还包含了对高功率密度和紧凑化设计的探讨，包括散热系统与结构一体化的设计方法。 第三部分：高性能电机控制理论与算法 高性能驱动的核心在于先进的控制算法。本部分将理论控制与工程实践紧密结合。首先，系统地介绍了主流同步电机（PMSM/BLDC）和异步电机（IM）的数学模型建立与简化，强调在非线性、时变条件下的模型准确性。随后，详细阐述了向量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）的理论基础、实现细节及参数辨识方法。本书区别于一般教材之处在于，我们着重讨论了针对特定挑战的控制策略优化，例如： 1. 弱磁控制策略： 针对永磁同步电机在高速运行时，如何通过精确的磁场削弱控制，扩展电机的工作转速范围，同时保证转矩输出的平稳性。 2. 鲁棒性控制： 引入了滑模控制（SMC）和自适应控制（AC）等非线性控制方法，以应对参数摄动、外部干扰以及负载变化对系统性能的影响。 3. 电流环的带宽优化： 探讨了如何通过优化电流环的带宽与响应速度，平衡系统的动态性能与开关损耗之间的关系。 第四部分：数字控制实现与系统集成 本部分聚焦于如何将复杂的控制算法高效、可靠地部署在实际的微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）上。详细讲解了实时操作系统（RTOS）的选择与应用、定时器和模数转换器的精确配置，以确保控制周期的高度确定性。在硬件/软件接口方面，本书深入分析了传感器数据采集的处理流程，包括高频编码器信号的解码、霍尔元件的逻辑处理以及电流传感器的采样同步技术。此外，还详细介绍了死区时间补偿、电压平衡控制以及故障保护机制的软件实现，确保驱动系统在发生异常情况时能快速、安全地进入保护状态。 第五部分：电磁兼容性（EMC）与系统可靠性工程 在日益复杂的集成系统中，EMC设计已成为驱动系统可靠性的关键环节。本章从系统级角度剖析了开关式电源的辐射发射（RE）和传导发射（CE）的主要来源，并提出了在PCB布局、屏蔽设计和滤波技术方面的工程对策。详细讨论了功率回路、控制回路和通信回路的隔离要求与布局原则。对于高频电流环路产生的磁场耦合问题，本书提供了具体的布局和走线指导。最后，本书对驱动系统的热管理、振动分析和长期可靠性测试方法进行了系统性介绍，确保设计不仅满足性能指标，更能适应苛刻的工业环境要求。 目标读者 本书适合于电力电子工程师、电机驱动系统研发人员、自动化工程师、研究生以及从事电力电子与电气传动领域的高级技术人员。它为那些希望从理论到工程实践全面掌握现代驱动系统设计方法的专业人士，提供了一部兼具深度与广度的参考手册。 ---

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我对这本书的深度和广度感到非常满意。它没有回避工业控制领域中那些常常被忽略的细节问题，比如死区时间的补偿、高频开关对功率器件寿命的影响评估，以及如何利用PWM技术实现再生制动的高效管理。特别是关于多电平逆变器的脉宽调制策略，书中提供的多种调制方法及其对应的开关损耗模型对比，为我们在选择合适的拓扑结构和控制方式时提供了量化的决策依据。这表明作者不仅仅是机械地搬运理论知识，而是深入到了工程实践的痛点。书中的图表制作精良，数据详实，使得读者在理解复杂的时域和频域特性时，有了更直观的参照物，而不是仅凭文字想象。

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这本关于电气传动脉宽调制控制技术的书籍，从一个实际应用的角度出发，探讨了如何通过精密的控制策略，将电能转化为满足各种工业需求的机械运动。书中对PWM技术的深入剖析，特别是针对不同拓扑结构逆变器的建模与分析，为工程师们提供了坚实的理论基础。我尤其欣赏作者在阐述无传感器控制策略时所展现的洞察力，这在当前的工业自动化领域无疑具有重要的前瞻性。例如，对于如何有效抑制低频谐波和提高电机转矩脉动的控制，书中的案例分析非常到位，不仅仅停留在数学公式层面，而是结合了实际硬件实现的考量。它不是一本入门读物，更像是一本为已经掌握基础电力电子知识的读者准备的进阶指南，旨在帮助他们解决那些在实际调试中遇到的棘手问题，比如在不同负载工况下如何保持系统的高动态响应和稳定性。

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阅读这本书籍的过程中，我发现它在讲解控制算法的演进和优化方面做得相当出色。它不仅仅局限于传统的正弦波PWM或者SVPWM，而是着重介绍了面向高精度、高效率的新型调制技术，比如空间矢量调制在不同电机类型（如永磁同步电机和异步电机）中的具体应用差异和优化点。作者在描述这些复杂的数学推导时，总能穿插一些非常直观的物理意义解释，使得原本晦涩难懂的控制向量图变得清晰易懂。对于我们这些长期在现场与变频器打交道的人来说，理解PWM载波频率的选择对开关损耗和电流谐波的权衡至关重要，这本书在这方面的权衡分析给出了非常实用的参考数据和判断依据。它成功地架起了一座理论研究与工程实践之间的桥梁，让人在学习的同时，也能清晰地预见到这些技术在未来智能制造中的潜力。

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这本书的结构布局体现了作者深厚的学科积累和清晰的逻辑思维。它从电机驱动系统的基本原理入手，逐步深入到脉宽调制的具体实现细节，并最终落脚到系统级的性能优化和故障诊断上。我个人对其中关于电流环和速度环的解耦设计与参数整定部分印象最为深刻。作者并未简单地给出PID控制器的标准形式，而是详细探讨了在PWM闭环系统中，如何根据电机的惯量、电阻、电感等参数，建立起一个更贴合实际的数学模型，并据此设计出具有优越鲁棒性的控制器。这种系统化、分步骤的讲解方式，极大地降低了复杂控制系统学习的门槛。对于想要从“会用”变频器升级到“能设计”高性能驱动系统的技术人员来说，这本书无疑提供了宝贵的“武功秘籍”。

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作为一名长期从事电力电子产品研发的技术人员，我关注的重点往往在于创新性和前沿技术的应用。这本书在这方面也着实没有让我失望。它对一些新兴的PWM控制方法，例如应用于高压大功率场合的改进型空间矢量调制，以及结合了人工智能优化思路的自适应PWM策略，进行了较为深入的探讨。这使得这本书的价值超越了一般的教材范畴，更接近于一本技术手册和研究参考书。它促使我去思考：在下一代电动汽车或者高精度数控机床上，如何将这些尖端PWM技术更好地整合进整体的系统架构中，以期实现能效和性能的双重突破。这本书提供的是工具和思维方式，而非固定的答案。

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