变频器技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:李德永

出品人:

页数:149

译者:

出版时间:2007-5

价格:13.70元

装帧:

isbn号码:9787040210064

丛书系列:

图书标签:

• 变频器
• 电力电子
• 电机控制
• 工业自动化
• 驱动技术
• 电力传动
• 节能技术
• 控制工程
• 电气工程
• 应用技术

深度解析：现代电力电子技术与电机驱动系统 图书简介 本书聚焦于当代电力电子技术在电机驱动系统中的前沿应用与核心原理。全书以严谨的学术态度和扎实的工程实践为基础，旨在为高校师生、电气工程师及相关领域的研究人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考著作。我们摒弃了对传统变频器基础知识的简单复述，而是将视角投向了驱动技术革新的核心——高性能控制算法、先进的功率器件应用、以及面向工业4.0的智能化、网络化解决方案。 第一部分：高性能开关技术与器件物理 本部分深入剖析了驱动系统的心脏——电力电子器件的最新发展及其对系统性能的影响。我们不再停留在对IGBT和MOSFET基本特性的描述，而是着重探讨了第三代半导体材料（如SiC和GaN）在超高频开关场合的优势与挑战。 1.1 宽禁带半导体器件的物理机制与应用 详细阐述了碳化硅（SiC）二极管和MOSFET在击穿电压、导通电阻和开关损耗方面的突破性进展。重点分析了高温工作特性、热管理策略（包括先进的封装技术如烧结互连），以及如何利用SiC器件实现更高的开关频率（MHz级别），从而显著减小无源元件（电感和电容）的体积和重量。 1.2 先进的驱动与保护电路设计 针对高速、大功率开关器件对驱动信号的严苛要求，本书提供了基于高速光耦和隔离栅驱动器的精密驱动方案。内容涵盖了死区时间优化、米勒效应抑制技术，以及针对短路故障的毫秒级快速关断保护逻辑设计，确保大功率系统在极端条件下的鲁棒性。 1.3 模块化多电平（MMC）拓扑的深入研究 系统梳理了不同MMC拓扑（如H桥、半桥、级联H桥）的理论基础。重点在于分析子模块的冗余设计、电平平衡控制策略（如最近邻法、零矢量注入法）的收敛速度和波形质量。本书通过仿真和实验数据对比，揭示了MMC在串联高压直流输电（HVDC）和大型交流电机驱动中的关键性能指标。 第二部分：矢量控制与磁场定向控制的高级形态 本部分完全聚焦于电机控制领域内，那些超越传统标量控制和基础磁场定向控制（FOC）的复杂算法和优化手段。 2.1 基于模型参考自适应系统（MRAS）的观测器设计 详细讲解了如何利用状态观测器原理，特别是基于滑模观测器（SMO）和基于模型的自适应系统（MRAS）来实时精确估计转子位置和速度。内容涵盖了低速/零速下的位置检测问题解决方案（如基于高频注入信号的无传感器技术），以及如何利用卡尔曼滤波（EKF/UKF）融合传感器和模型信息，提升动态响应的平滑性和抗干扰能力。 2.2 直接转矩控制（DTC）的脉冲宽度调制（PWM）优化 本书对DTC的滞后性进行了深入分析，并提出了基于空间矢量调制的改进DTC（Predictive DTC, PDTC）。重点讨论了如何通过预测模型结合更精细的电压矢量选择，实现转矩和磁链的无纹波控制，尤其是在低速大转矩输出时的电流谐波抑制效果。 2.3 电抗度补偿与参数辨识的实时化 针对电机参数（如绕组电感、电阻）随温度和磁饱和度变化的特性，本章提出了在线参数辨识算法。通过注入特定的测试信号并结合最小二乘法或递推最小二乘法（RLS），实现对电机等效电路参数的实时修正，确保在整个工作包络内矢量控制的精确性。 第三部分：面向工业互联与智能化的驱动系统架构 本部分探讨了电力电子驱动系统如何融入现代智能制造和工业物联网（IIoT）的生态系统，强调系统的可诊断性、可靠性与通信集成。 3.1 嵌入式系统与实时操作系统（RTOS） 详细介绍了高性能数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）在高速控制回路中的协同工作机制。重点讨论了基于RTOS的实时任务调度、中断优先级管理，以及如何确保控制周期（通常低于10微秒）的抖动（Jitter）最小化，这对于实现高精度伺服控制至关重要。 3.2 驱动系统的网络化通信协议与数据安全 探讨了现代工业现场总线（如EtherCAT、PROFINET IRT）在高性能伺服驱动器中的应用。本书不仅描述了这些协议的帧结构和实时性保证机制，还深入分析了数据加密、访问控制在关键工业驱动设备中的必要性，以应对网络攻击风险。 3.3 预测性维护（PdM）与系统健康监测 本书将诊断技术提升至预测层面。通过分析驱动器内部的电流、电压纹波、开关损耗变化等特征参数，利用机器学习模型（如支持向量机SVR或循环神经网络RNN）来预测功率模块的剩余使用寿命（RUL）和绝缘退化趋势。内容包括了数据采集的规范化处理和特征工程的构建，为实现“零停机”维护提供理论指导。 总结 本书避免了对现有成熟技术的简单概括，而是聚焦于驱动系统向更高效率、更高动态性能、更强环境适应性以及更高级别智能化的演进方向。它为读者提供了理解和掌握下一代电机驱动系统所需的前沿理论和工程实践工具。

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