电气传动自动化技术手册

电气传动自动化技术手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:天津电气传动设计研究所
出品人:
页数:1101
译者:
出版时间:2005-6
价格:138.00元
装帧:精装
isbn号码:9787111165880
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

电气传动自动化技术是一门多学科、多行业交叉的新兴产业及技术领域。本书就是我国第一本介绍该技术的大型专业性实用手册。全书汇总了天津电气传动设计研究所50多年来实际工作的宝贵经验和大量科研成果,同时也荟萃了国内外电气自动化的最新技术,使本书能紧跟时代潮流,适应读者的需要。该书可供从事电气传动自动化工作的工程设计、产品制造、现场应用技术人员和大专院校师生阅读。

现代工程中的精密控制与智能系统:技术前沿与实践指南 本书聚焦于当代工程领域中,驱动与控制技术的核心发展脉络,旨在为工程师、技术人员及相关专业人士提供一套全面、深入且极具前瞻性的参考资料。内容涵盖了从基础理论的革新到尖端应用的落地,强调系统集成、效率优化与可靠性提升的综合视角。 第一部分:先进电机驱动原理与设计优化 本部分深入探讨了新一代高性能电机的物理特性、运行机理及其驱动拓扑结构。我们着重分析了永磁同步电机(PMSM)、开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)以及特种电机(如直线电机、超高速电机)在不同工况下的动态响应与热管理挑战。 1. 高精度磁场分析与数值模拟: 详细介绍了有限元分析(FEA)在电机设计优化中的应用,包括如何精确建模非线性磁化特性、处理趋肤效应和涡流损耗,以实现更紧凑的结构和更高的功率密度。讨论了磁路设计中多目标优化算法的应用,如遗传算法和粒子群优化,以平衡转矩脉动、效率与成本。 2. 新型电力电子器件在驱动中的集成: 阐述了宽禁带半导体器件(如SiC MOSFETs和GaN HEMT)在电机驱动器中的革命性作用。分析了这些器件如何使开关频率大幅提高,从而减小无源元件体积,降低输出电流纹波,并显著提升系统效率和动态性能。着重介绍高频驱动带来的控制系统设计新挑战,如EMI/EMC的抑制与热设计。 3. 电机驱动器的拓扑结构演进: 对比分析了三相全桥、多电平变流器(如中点钳位、飞跨点)以及无传感器驱动系统的拓扑优势与适用场景。特别探讨了集成化、模块化驱动单元(如智能功率模块IPM)的设计思路与可靠性保障措施。 第二部分:高性能控制算法与实时实现 本篇核心在于揭示现代驱动系统如何通过先进的控制策略,实现对电机精确、鲁棒和高效的运行管理。 1. 矢量控制与直接转矩控制的深化: 不仅复习了传统的场定向控制(FOC),更深入探讨了基于模型参考自适应系统(MRAS)和滑模观测器(SMO)的无传感器速度和位置估计技术,尤其是在低速或零速区间的性能提升。对直接转矩控制(DTC)的最新改进,如模糊逻辑DTC和预测控制DTC进行了详尽的数学推导与仿真验证。 2. 面向动态性能的控制带宽扩展: 讨论了如何通过优化电流环和速度环的比例积分(PI)参数、引入状态反馈控制(如极点配置)或先进的预测控制(MPC)来实现更快的动态响应和更强的抗扰动能力。重点分析了电机参数变化、负载冲击对控制系统稳定性的影响及补偿策略。 3. 伺服系统中的轨迹规划与运动同步: 详细介绍了复杂多轴系统中的运动控制策略,包括曲线插补技术(如S形加/减速曲线、多项式曲线)、高精度电子凸轮实现方法,以及如何利用实时以太网(如EtherCAT, Profinet IRT)进行纳秒级同步控制。 第三部分:工业网络化与智能诊断技术 随着工业物联网(IIoT)的兴起,本部分关注驱动系统与上层控制架构的无缝集成,以及利用数据驱动方法提升设备的可维护性。 1. 工业现场总线与时间敏感网络(TSN): 梳理了当前主流工业通信协议(CANopen, EtherCAT, PROFINET)的特点及其在分布式驱动系统中的应用。重点阐述了TSN技术如何为确定性控制通信提供基础设施,并分析了其对现有运动控制架构的兼容性与升级路径。 2. 基于状态的预测性维护(PdM): 探讨了如何从驱动系统获取高频运行数据(电流、电压、温度、振动等),利用机器学习模型对关键部件(如轴承、绝缘、功率器件)的早期故障进行识别和预测。介绍了特征提取、模型训练及阈值设定的实用流程。 3. 驱动系统的网络安全与功能安全: 讨论了在数字化工厂环境中,驱动控制器面临的网络攻击风险,并提出了安全通信协议、固件完整性校验等防御机制。同时,详细解读了IEC 61800系列标准中对驱动系统功能安全等级(SIL/PL)的要求,以及如何通过硬件冗余和安全逻辑实现符合标准的紧急停车和安全限速功能。 第四部分:新兴应用与系统集成案例 本部分将理论知识与实际工程需求相结合,展示了先进驱动技术在关键工业领域的具体落地实践。 1. 新能源装备中的高效驱动: 深入分析了电动汽车牵引系统和大型储能变流器中的高压大功率驱动技术。探讨了双电机耦合、多电平中点钳位(NPC)变流器在电动客车和轨道交通中的应用优势,以及并网点对系统谐波控制的要求。 2. 高精度加工与机器人技术的驱动需求: 针对数控机床和工业机器人对刚度、定位精度和动态响应的极致要求,介绍了力矩控制、柔顺控制策略的应用,以及高分辨率编码器(如旋转变压器、光栅尺)与高频控制器的配合设计。 3. 工业过程的能效优化: 研究了如何通过优化电机调速曲线、利用能量回馈技术以及集成智能能源管理系统,在化工、冶金、水处理等连续流程工业中实现显著的能源节约。分析了变频器在泵、风机系统中的工况适配性调整。 本书特色: 理论与实践并重: 每一章节均结合了详细的数学模型、仿真结果和实际工程案例,确保读者能够理论联系实际。 前瞻性视角: 大量篇幅用于探讨SiC/GaN器件、TSN通信以及AI赋能的维护诊断等当前技术热点。 系统集成思维: 强调驱动系统并非孤立部件,而是与传感器、控制器、机械结构及信息网络高度耦合的复杂系统。 本书是寻求在现代工业自动化、电力电子及运动控制领域深耕的技术人员和研究人员的必备工具书。

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读后感

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用户评价

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我是一名在自动化设备集成领域工作的项目经理,负责协调技术团队完成各种自动化项目的实施。一个成功的项目离不开稳定可靠的电气传动系统,因此,我一直需要一本能够帮助我理解技术细节、评估技术方案的参考书。《电气传动自动化技术手册》这本书,凭借其专业和全面的特性,在我看来是理想的选择。我特别关注书中关于“自动化生产线整体设计与集成”和“电气传动系统的可靠性与维护性设计”的章节。在一个复杂的自动化生产线项目中,我需要对各个子系统之间的电气连接、信号通信以及控制逻辑进行整体规划和管理。我希望书中能够提供关于生产线电气设计的一般性原则和流程,包括如何进行系统架构的划分,如何选择合适的PLC、HMI、变频器、伺服等核心组件,以及如何进行网络化集成以实现高效的数据交换和协同控制。此外,项目的长期成功很大程度上取决于设备的可靠性和易于维护性。我希望书中能够深入探讨如何从设计源头就考虑传动系统的可靠性,例如元器件的选择、冗余设计、防爆和防护等级的确定等,并且提供关于日常维护、故障预防和维修策略的指导,以最大程度地减少停机时间,降低运营成本。这本书将成为我评估和指导技术团队工作的宝贵工具,帮助我更好地管理项目,确保项目的成功交付。

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作为一名在高校从事电气工程教学的教师,我一直在寻找能够系统地、深入地介绍电气传动自动化技术的教材或参考书,以期能够更好地为学生传授知识。最近接触到《电气传动自动化技术手册》,我被其内容的全面性和专业性所吸引。从书名来看,它涵盖了从基本的电气传动原理到复杂的自动化控制系统集成,这正是当前电气工程教育所需要强调的重点。我尤其关注书中对“先进电机控制理论与实践”、“伺服驱动系统设计与调试”以及“工业机器人与自动化生产线控制”等章节的论述。我期望这本书能够清晰地阐述各种先进电机控制方法(如矢量控制、直接转矩控制等)的数学模型、实现原理以及在不同类型电机(永磁同步电机、异步电机等)上的应用,并且提供详细的仿真和实验案例,帮助学生理解理论的实际应用。对于伺服驱动系统,我希望能看到关于其硬件组成、控制结构、参数整定以及常见故障诊断与排除的详尽介绍,这对于培养具备实际动手能力的工程师非常重要。而关于工业机器人和自动化生产线控制的内容,更是当前工业4.0时代的热点,我希望这本书能够提供关于这些系统的架构设计、运动控制、PLC集成以及人机交互等方面的最新技术和发展趋势。这本书无疑为我的教学工作提供了宝贵的参考,我期待能够从中汲取丰富的教学素材,帮助我的学生更好地理解和掌握电气传动自动化领域的知识。

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我是一名资深的电气技术爱好者,对电气传动和自动化技术有着浓厚的兴趣,并且有过一些相关的实践经验。这次有幸了解到《电气传动自动化技术手册》这本书,虽然我还没来得及完全细致地阅读,但从其严谨的标题和内容框架来看,它绝对是一本值得深入研究的著作。我对书中的核心章节,例如“现代电力电子变流技术在电气传动中的应用”、“基于DSP和ARM的高性能电机控制策略”以及“工业现场总线技术与网络化控制系统”等部分尤为感兴趣。我希望通过阅读这些章节,能够更深刻地理解不同类型变流器的设计原理、工作特性以及它们的优缺点,同时也能掌握先进的电机控制算法,了解如何利用数字信号处理器(DSP)和ARM处理器实现高精度的电机转速、位置控制,从而提升传动系统的动态响应和稳态精度。此外,对于工业现场总线(如Profibus, Ethernet/IP等)的介绍和应用,我也有着极大的学习热情,希望能够理解不同总线的通信协议、拓扑结构以及在PLC、HMI、变频器等设备间的组网应用,这对于构建高效、可靠的自动化控制系统至关重要。我相信这本书能够为我提供一个全面、系统的学习路径,帮助我将理论知识与实践经验相结合,进一步提升我的技术水平和解决实际问题的能力。

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作为一名在新能源领域工作的工程师,我深切关注着电气传动技术在可再生能源发电系统中的应用,尤其是风力发电和电动汽车领域。近期了解到《电气传动自动化技术手册》这本书,它所涵盖的全面性和前沿性让我倍感兴奋。我对书中关于“永磁同步电机在风力发电系统中的应用与控制”和“电动汽车驱动系统的设计与优化”等章节充满了期待。在风力发电领域,永磁同步电机因其高效率、高功率密度等优点被广泛应用,我希望能从书中深入了解其具体的控制策略,例如弱磁控制、最大功率点跟踪(MPPT)算法等,以及这些策略如何在实际的变桨和偏航系统中得到应用。同时,我关注如何通过先进的电气传动技术来提高风机的发电效率和运行稳定性。而在电动汽车领域,驱动系统是决定整车性能的关键。我希望书中能够详细阐述电动汽车驱动电机的类型选择、功率电子变流器的拓扑结构、控制算法以及电池管理系统(BMS)与驱动系统之间的协同工作。了解如何优化驱动系统的能量效率,提升续航里程,以及如何保障车辆的动力性和平顺性,是我非常希望从这本书中获得的知识。这本书无疑为我提供了深入研究新能源领域电气传动技术的绝佳机会,我相信它将极大地拓展我的视野,并为我未来的工作提供有力的技术支撑。

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我是一名对工业自动化领域充满热情的研究生,目前正在进行关于变频器控制算法优化的课题研究。我一直希望能够找到一本能够提供详尽理论推导、算法实现细节以及相关实验验证的著作。《电气传动自动化技术手册》这本书,从其名字就可以预见到其内容的专业性和深度,这正是我所需要的。我尤其期待书中关于“高性能电机矢量控制算法的详细解析”和“先进PID控制及其在传动系统中的鲁棒性设计”的章节。对于矢量控制,我希望能够深入理解其数学模型、空间矢量脉宽调制(SVPWM)的生成原理、弱磁控制的实现方法,以及如何在不同的电机类型(如永磁同步电机、异步感应电机)上进行精确的参数辨识和控制。我还希望了解不同变频器生产商在实现这些算法时的具体差异和优化技巧。此外,PID控制器是工业控制中最基础也最重要的算法之一,但如何在实际的传动系统中设计出具有良好鲁棒性的PID控制器,应对负载变化、参数不确定性等因素,是研究的难点。我希望书中能够提供关于PID控制器增益整定方法(如Ziegler-Nichols法、临界比例法等)的详细介绍,以及如何通过加入抗积分饱和、微分先行等改进措施,或者采用更先进的自适应PID、模糊PID控制策略,来提升传动系统的动态性能和稳定性。这本书将为我的研究提供坚实的理论基础和宝贵的实践指导,帮助我更好地开展我的学术研究,并期待能为电气传动领域贡献新的研究成果。

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我是一名来自制造业一线,负责设备维护和技术改造的工程师。长久以来,我们车间使用的各种电气传动设备,从简单的电机启动器到复杂的变频器和伺服系统,其技术更新换代速度很快,也带来了许多新的挑战。我一直希望能找到一本能够覆盖最新技术、实用性强的“工具书”。《电气传动自动化技术手册》这本书,虽然我还没有完全读完,但从其名字就能感受到它强大的实用价值。我特别想深入学习关于“故障诊断与排除的实用方法”以及“设备节能改造与运行优化”的章节。在日常工作中,设备的突然停机或是运行不稳定的情况时有发生,而准确快速地诊断并排除故障,是保障生产连续性的关键。我希望书中能够提供系统化的故障分析思路,针对不同类型的设备和故障现象,给出明确的检测步骤和解决方案。同时,随着国家对节能减排的要求日益提高,如何对现有电气传动设备进行节能改造,提高能源利用效率,也是我们面临的重要课题。我期待书中能够介绍一些行之有效的节能技术和改造案例,比如如何合理选择变频器的参数,如何优化控制策略以降低能耗,或者介绍一些先进的节能驱动技术。这本书的出现,对我这样需要面对实际生产问题的工程师来说,无疑是雪中送炭,希望能从中找到解决问题的金钥匙。

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我是一位对工业自动化领域有浓厚兴趣的独立开发者,热衷于研究和实践各种创新性的自动化解决方案。我最近了解到《电气传动自动化技术手册》这本书,并且对其内容进行了初步的了解,它似乎是一个集大成的宝库,能够满足我深入钻研的渴望。我尤其对书中可能涉及到的“基于人工智能和机器学习的传动系统优化”以及“新型柔性传动技术与应用”等前沿课题充满了期待。我非常希望了解如何将人工智能(AI)和机器学习(ML)等先进技术应用于电气传动系统的性能提升,例如如何通过AI算法实现更加智能的故障预测、自适应控制参数整定,或者如何利用ML对生产过程中的大量数据进行分析,从而发现潜在的优化机会,进一步提高传动系统的效率和精度。同时,我对“柔性传动”这个概念非常感兴趣,它可能指的是在传动链中引入更灵活的连接方式、更智能的控制策略,或者是在分布式驱动、多电机协同控制等方面的创新。我希望书中能够提供一些关于这些新型柔性传动技术的设计理念、实现方法和应用案例,比如如何构建更加灵活、可重构的自动化生产单元,以及这些技术如何应对日益变化的生产需求。这本书无疑能为我提供源源不断的灵感和技术支持,帮助我探索更多可能性,为工业自动化领域带来新的突破。

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我是一名在大型能源化工企业工作的电气工程师,我们公司拥有庞大而复杂的电气传动系统,涵盖了各种类型的电机、泵、压缩机以及大量的变频器和软启动器。设备的稳定运行直接关系到生产安全和效率,因此,我对电气传动系统的可靠性、维护性和升级改造有着持续的关注。《电气传动自动化技术手册》这本书,听起来就是为我们这样的用户量身打造的。我特别希望能够从中找到关于“高压变频器在大型工业设备中的应用与挑战”以及“传动系统状态监测与预测性维护”的深入探讨。在高压变频器方面,其功率等级高、控制复杂,我希望能了解其具体的拓扑结构、控制原理、高压器件的选择与应用,以及在电网适应性、电磁兼容性(EMC)等方面的技术难题和解决方案。同时,对于企业而言,如何从传统的定期维护转变为更加高效、经济的预测性维护,是提升设备管理水平的关键。我希望书中能够详细介绍各种状态监测技术,例如振动分析、温度监测、油品分析等在电气传动设备上的应用,以及如何利用这些监测数据,结合大数据分析和机器学习算法,实现对设备故障的早期预警和预测,从而提前安排维护,避免非计划停机。这本书将是我指导团队进行设备管理和技术升级的重要参考,帮助我们提高生产效率,降低运营成本,并确保生产的安全性。

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作为一个刚入行不久的电气工程师,我一直渴望找到一本能够系统梳理电气传动自动化理论、技术细节和实际应用的书籍。《电气传动自动化技术手册》这本书,虽然我还没来得及深入研读,但仅仅是翻阅目录和章节标题,就足以让我对它充满期待。从书名就能感受到其内容的广度和深度,涵盖了从基础的电机学、电力电子器件,到复杂的控制算法、PLC编程,再到工业现场的系统集成和故障诊断,几乎囊括了电气传动领域需要掌握的方方面面。我特别关注书中对变频器、伺服系统等主流驱动技术在不同工业场景下的应用案例分析,希望能够从中学习到如何根据具体的工艺需求,选择最合适的驱动方案,并掌握相应的调试和优化技巧。此外,书中关于安全生产和节能降耗的章节也引起了我的兴趣,这不仅是工程师的职责,也是提升企业竞争力的关键。我计划在接下来的工作中,将这本书作为我的案头必备,逐步消化其中的知识,并尝试将其中的理论应用于实际项目,相信它能帮助我快速成长,成为一名更加专业的电气传动工程师。这本书的出现,无疑为我们这些在实践中摸索的工程师提供了一个宝贵的理论和实践相结合的指导。

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我是一名刚刚踏入自动化领域的学生,对电气传动和各种控制系统充满了好奇和探索欲。在学校的学习中,我们接触了大量的理论知识,但总感觉与实际应用之间存在一定的差距。《电气传动自动化技术手册》这本书,从书名上看就十分契合我的学习需求。我特别期待书中关于“PLC在电气传动控制中的应用”和“人机界面(HMI)设计与组态”的章节。PLC作为现代自动化控制的核心,其编程逻辑、指令系统以及在传动控制中的具体应用方式,是我迫切需要掌握的。我希望书中能够提供详细的PLC编程实例,尤其是在控制变频器、伺服电机等方面的应用,帮助我理解如何通过PLC实现复杂的运动控制和生产流程自动化。同时,人机界面是操作员与自动化系统进行交互的窗口,一个直观、易用的HMI界面对于提高生产效率和减少操作失误至关重要。我希望书中能够介绍HMI的设计原则、常用的组态软件功能,以及如何将PLC的控制信号和数据有效地显示在HMI上,并实现参数的设置和操作指令的发送。这本书将是我从理论走向实践的重要桥梁,我相信它能够帮助我建立起对电气传动自动化系统的整体认知,并为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

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