电力牵引与控制

电力牵引与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者: 作者:谢维达 出品人: 页数:155 译者: 出版时间:2010-3 价格:20.00元 装帧: isbn号码:9787113109622 丛书系列:
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具体描述

《电力牵引与控制》系统地阐述了电力牵引系统的结构、组成和基本原理。主要内容包括:电牵引基本原理、电力牵引系统、直流牵引系统、交流牵引系统、电气制动、列车微机控制系统等。《电力牵引与控制》可作为铁路机车车辆专业、轨道交通车辆专业、电力牵引专业与电气传动专业的本科生教材,也可作为相关专业硕士研究生和从事轨道交通牵引与控制方面技术工作的工程技术人员的参考书。

《电力牵引与控制》一书,旨在为读者构建一个全面且深入理解现代电力牵引系统及其控制原理的知识框架。本书内容严谨,逻辑清晰,从基础概念出发,逐步深入到复杂的技术细节,力求让读者不仅知其然,更知其所以然。 第一部分:电力牵引系统基础 本部分将首先对电力牵引这一核心概念进行详尽的阐述。我们将追溯其历史发展,从早期的蒸汽机车动力,到内燃机车,再到如今占据主导地位的电力牵引,分析不同动力形式的优劣,以及电力牵引系统得以蓬勃发展的技术驱动力。 接着,我们将深入剖析电力牵引系统的基本构成。这包括对牵引供电系统(如接触网、第三轨、变电站等)的详细介绍,阐述其设计原则、关键技术参数以及对牵引性能的影响。读者将了解到不同供电制式(如直流、交流单相、交流三相)的特点、适用场景以及它们各自的技术挑战。 在供电系统之后,本书将重点介绍牵引变流与牵引电机。针对变流器技术,我们将详细讲解其工作原理、不同类型(如PWM变流器、Chopper等)的优劣,以及在电力牵引中的具体应用。对于牵引电机,本书将全面梳理不同类型电机的结构、工作原理、特性曲线,如直流串励电机、异步电机、同步电机(包括永磁同步电机PMSM),并分析它们在牵引应用中的适应性、优缺点以及发展趋势。特别地,对于现代电力牵引中广泛应用的交流异步电机和永磁同步电机,我们将给予深入的探讨,包括其能量效率、功率密度、可靠性等方面的比较。 此外,我们还将介绍牵引传动系统。读者将了解齿轮传动、万向节传动、直接驱动等不同传动方式的机械结构、传动效率、维护要求以及在不同类型车辆上的应用。 第二部分:牵引控制技术 控制系统是实现电力牵引高效、安全运行的关键。本部分将系统地介绍牵引控制的核心技术。 我们将从基础的控制理论入手,回顾PID控制、模糊控制、自适应控制等经典控制算法,并探讨它们在牵引系统中的应用,如速度控制、电流控制、转矩控制等。 在此基础上,本书将重点介绍现代电力牵引中广泛采用的矢量控制(Vector Control)和直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)技术。我们将详细解析这两种控制策略的数学模型、实现方法,以及它们在提高牵引电机性能、节能降耗方面的重要作用。读者将深刻理解如何通过精确的矢量控制,实现对牵引电机转矩的独立控制,从而获得更平稳的起动、更精准的调速。同时,DTC技术作为一种无需转子位置反馈的先进控制方法,也将被深入剖析其原理和优势。 本书还将涵盖牵引制动控制。我们将分析再生制动(Regenerative Braking)和电阻制动(Rheostatic Braking)的工作原理、控制策略,以及如何实现制动能量的回收和利用。读者将了解到如何通过巧妙的控制,使制动过程既安全可靠,又能最大程度地实现能量的再利用,从而提升整个系统的能效。 另外,多机协调控制也是现代大型牵引系统中不可或缺的一部分。本书将探讨如何实现多台牵引电机之间的协同工作,保证牵引力分配的合理性,以及如何处理牵引列车在启动、加速、制动过程中的动态响应。 第三部分:牵引系统集成与优化 本部分将关注牵引系统的整体集成和性能优化。 我们将讨论牵引系统设计中的一些关键因素,例如功率匹配、热管理、电磁兼容性(EMC)设计等。读者将了解到如何根据车辆的运行需求,选择合适的牵引电机、变流器,并设计合理的冷却系统,以确保牵引系统在各种工况下都能稳定运行。 本书还将介绍现代牵引系统中的通信与监控技术。我们将解析列车总线(如CAN总线、Ethernet)在牵引系统中的应用,以及如何利用先进的传感器和诊断系统,实现对牵引设备状态的实时监控和故障诊断。 在系统优化方面,本书将探讨如何通过高级控制策略和算法,进一步提升牵引系统的效率和性能。例如,我们将讨论基于模型的预测控制(Model Predictive Control, MPC)在牵引控制中的应用潜力,以及如何利用人工智能和机器学习技术,实现牵引系统的智能运行和故障预测。 第四部分:应用案例与发展趋势 为了让读者更直观地理解理论知识,本书将通过多个具体的应用案例,展示电力牵引技术在不同交通领域(如高速铁路、城市轨道交通、电动汽车等)的实际应用。我们将分析这些应用中面临的独特挑战,以及相应的技术解决方案。 最后,本书将展望电力牵引技术未来的发展趋势。我们将讨论下一代牵引技术,例如更高功率密度、更宽禁带半导体器件(如SiC、GaN)在牵引变流器中的应用;更高效率、更可靠的牵引电机技术;以及智能电网与牵引系统的融合等前沿课题。 《电力牵引与控制》一书,力求成为相关专业学生、工程师以及科研人员的宝贵参考资料。通过本书的学习,读者将能够深刻理解电力牵引系统的设计原理、控制方法,并能触及该领域的前沿发展。本书内容丰富,涵盖面广,但始终围绕核心技术展开,力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。我们相信,本书的出版将为推动电力牵引技术的进步贡献一份力量。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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说实话,我抱着很大的期望入手这本厚厚的《电力牵引与控制》,主要是想找一本能将理论与工程实践紧密结合的权威参考书。这本书在深度上确实无可挑剔,它深入剖析了牵引系统中的核心技术难点,比如牵引变流器的拓扑结构优化、高精度速度传感器的工作原理,以及复杂的轮轨关系建模。我尤其欣赏其中关于牵引状态监测与故障诊断的部分,作者用极其严谨的语言阐述了基于模型预测控制(MPC)在提高牵引性能和安全裕度方面的潜力,甚至还涉及到了人工智能在系统优化中的前沿应用。书中的插图和图表制作得极其精美和专业,很多都是原创的,清晰地展示了复杂的电磁场分布和能量流向,这对于理解核心概念至关重要。唯一的“美中不足”可能在于,对于非专业背景的读者来说,某些章节的数学推导确实需要投入极大的专注力和一定的专业知识储备才能完全消化,它更像是一本面向资深工程师和研究人员的案头宝典,而非轻松的入门读物。

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这本书给我最深刻的印象是它的“动手性”。很多技术书籍读完后感觉像是看了一本理论手册,合上书本就不知道从何下手。但《电力牵引与控制》不同,它似乎一直在引导读者去思考“如何实现”。书中花了大量的篇幅讨论了不同电机的选型标准,比如异步电机和永磁同步电机在不同工况下的效率差异和维护成本分析,这对于项目决策者来说是极具价值的参考信息。此外,作者对电磁兼容性(EMC)问题的关注也体现了其工程实践的深度,如何有效抑制高频开关产生的噪声,确保列车运行的平稳和安全,这些细节的探讨非常到位。我尝试按照书中介绍的某一个控制算法框架进行复盘和设计,发现其描述的步骤清晰、逻辑严密,即便是复杂参数的设置,也有明确的指导原则。这使得这本书不仅仅是一本知识的汇集,更像是一本包含了行业最佳实践的“行动指南”。

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我是在一个非常偶然的机会下接触到这本《电力牵引与控制》的,当时正值我们团队进行一个大型牵引传动系统的升级换代项目,急需一本全面且权威的参考资料来统一团队的技术认知。这本书的优势在于其跨学科的整合能力。它不仅仅是关于电机的控制,更是关于整个机电耦合系统的优化。书中对牵引制动能量回馈的机制分析得尤为透彻,详细解释了如何最大化地将制动能量回收到电网中,这对于提升城市轨道交通的能效至关重要。更难得的是,它还涉及了对环境影响的考量,比如低谐波注入对电网的影响及抑制措施。阅读过程中,我惊喜地发现作者在处理模糊或尚无定论的技术问题时,展现了极高的客观性,他会清晰地罗列出当前主流的几种解决方案及其各自的优缺点,避免了片面推荐。这种平衡和深入的分析角度,使得这本书的参考价值远远超出了标准的教科书范畴,更像是一份精心打磨的行业白皮书。

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这本《电力牵引与控制》的封面设计真是让人眼前一亮,那种深邃的蓝色调配上银色的字体,仿佛一下子就把人拉进了那个充满高压电流和精密机械的世界。我一开始只是出于好奇翻开它,毕竟我对电气工程的了解仅限于一些基础知识。然而,接下来的阅读体验完全超出了我的预期。作者的叙事方式非常流畅自然,仿佛不是在讲解枯燥的技术原理,而是在讲述一个引人入胜的工程故事。书中对各种牵引系统的演变历史梳理得尤为精彩,从早期的直流电机到如今先进的永磁同步电机,每一步技术飞跃背后的驱动力和挑战都被描绘得淋漓尽致。特别是关于不同控制策略的对比分析,作者没有仅仅停留在理论层面,而是结合了大量的实际案例,比如高速铁路和城市轨道交通中的具体应用场景,这让那些复杂的数学模型和控制算法变得触手可及。读完前几章,我感觉自己对现代电力驱动系统的复杂性和精妙性有了全新的认识,完全沉浸其中,甚至忘记了时间。这本书的结构安排也十分合理,从宏观的系统架构到微观的功率器件控制,层层递进,逻辑清晰,即便是初学者也能循序渐进地跟上节奏。

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这本教材的编排风格非常具有时代感,它没有被陈旧的理论所束缚,而是积极拥抱了最新的行业发展趋势。我发现书中对现代电力电子器件在牵引系统中的应用进行了详尽的论述,比如 SiC(碳化硅)和 GaN(氮化镓)功率器件相比传统 IGBT 带来的优势和挑战,以及如何利用这些新材料提升系统的功率密度和运行效率,这部分内容对我这个关注可持续发展方向的研究者来说,具有极强的吸引力。同时,书中对列车运行控制系统(如 ATP/ATO)与牵引控制系统的集成与协同工作机制的阐述也十分到位,展示了现代交通控制的整体性思维。语言风格上,它保持了一种学术的严谨性,但又处处流露出对这一领域的热爱与自豪感,读起来让人感到振奋,激发了对未来交通技术探索的强烈愿望。总的来说,它成功地架起了理论研究与前沿工程应用之间的桥梁。

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