目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 電力電子與電動機集成系統(tǒng)的發(fā)展歷史 2
1.2 電力電子與電動機集成系統(tǒng)的國內外研究現狀 5
1.2.1 無刷直流電動機轉矩脈動抑制的研究現狀 5
1.2.2 無刷直流電動機無位置傳感器控制的研究現狀 9
1.2.3 開關磁阻電動機轉矩脈動以及噪聲振動抑制的研究現狀 21
1.2.4 開關磁阻電動機無位置傳感器控制的研究現狀 24
1.3 電力電子與電動機集成系統(tǒng)的典型結構 36
1.3.1 無刷直流電動機典型結構 36
1.3.2 開關磁阻電動機典型結構 37
第2章 電力電子與無刷直流電動機集成系統(tǒng)基本工作原理 41
2.1 無刷直流電動機電磁理論基礎及基本結構 41
2.1.1 無刷直流電動機的基本電磁理論 41
2.1.2 無刷直流電動機的基本結構及工作原理 43
2.2 無刷直流電動機轉子位置傳感器和運行實例分析 47
2.2.1 電磁式位置傳感器 47
2.2.2 光電式位置傳感器 49
2.2.3 磁敏式位置傳感器 49
第3章 無刷直流電動機的磁場和繞組結構 56
3.1 無刷直流電動機的磁場分布 56
3.1.1 有關磁的基本知識 56
3.1.2 去磁現象及其防止措施 61
3.1.3 磁路及其基本定律 63
3.2 無刷直流電動機的繞組結構 70
3.2.1 無刷直流電動機磁場的簡化 71
3.2.2 繞組的構成及基本要求 73
3.2.3 整數槽繞組 75
3.2.4 分數槽繞組 91
3.3 多種無刷直流電動機繞組實例分析 96
3.3.1 三相二級內轉子無刷直流電動機 96
3.3.2 三相多繞組多級內轉子電動機 98
3.3.3 外轉子無刷直流電動機 100
第4章 電力電子與無刷直流電動機集成系統(tǒng)綜合應用 102
4.1 主電路結構及電動機合成轉矩 102
4.1.1 三相半控電路 102
4.1.2 三相Y聯結全控電路 104
4.1.3 三相聯結全控電路 107
4.2 基于74HCT238譯碼器的無刷直流電動機設計 109
4.2.1 無刷直流電動機的拓撲結構 109
4.2.2 無刷直流電動機驅動電路的設計 110
4.2.3 無刷直流電動機驅動實驗系統(tǒng)的實現與系統(tǒng)測試 115
4.3 四開關BLDCM電路拓撲及控制方法 120
4.3.1 四開關BLDCM電路拓撲結構 120
4.3.2 四開關BLDCM控制方法 124
4.3.3 仿真實驗分析 128
4.4 基于無位置傳感器的無刷直流電動機轉矩脈動抑制 130
4.4.1 無位置傳感器的無刷直流電動機控制 130
4.4.2 換相轉矩脈動抑制策略 142
4.4.3 仿真實驗分析 164
第5章 電力電子與電動機集成系統(tǒng)硬件設計與實現 182
5.1 系統(tǒng)硬件電路平臺總體結構 182
5.1.1 基于FPGA的系統(tǒng)硬件電路平臺總體結構 182
5.1.2 基于DSP的系統(tǒng)硬件電路平臺總體結構 183
5.2 FPGA的系統(tǒng)硬件設計 184
5.2.1 基于FPGA的系統(tǒng)硬件電路平臺總體結構 185
5.2.2 驅動系統(tǒng)模塊設計 190
5.2.3 系統(tǒng)軟件設計 202
5.3 基于DSP的系統(tǒng)硬件設計 219
5.3.1 無刷直流電動機控制系統(tǒng)硬件設計 219
5.3.2 無刷直流電動機控制系統(tǒng)軟件設計 222
5.4 系統(tǒng)實驗 229
5.4.1 基于FPGA的系統(tǒng)硬件電路平臺實驗結果 229
5.4.2 基于DSP的系統(tǒng)硬件電路平臺實驗結果 232
第6章 電力電子與開關磁阻電動機集成系統(tǒng)基本原理 236
6.1 開關磁阻電動機結構類型及其工作原理 237
6.1.1 傳統(tǒng)的SR電動機 237
6.1.2 短磁路SR電動機 238
6.1.3 雙饋型SR電動機 238
6.1.4 永磁式SR電動機 238
6.1.5 帶輔助繞組的SR電動機 239
6.1.6 兩相同時勵磁的SR電動機 239
6.2 單相開關磁阻電動機 240
6.3 多相開關磁阻電動機 241
6.3.1 開關磁阻電動機的基本原理 242
6.3.2 開關磁阻電動機的基本方程 243
6.3.3 電路方程 244
6.3.4 機械方程 244
6.3.5 機電聯系方程 245
6.3.6 開關磁阻電動機數學模型 246
第7章 開關磁阻電動機控制方法 250
7.1 理想線性模型下開關磁阻電動機轉矩特性分析 250
7.1.1 一般轉矩計算 250
7.1.2 磁儲能計算 251
7.1.3 理想電感計算 252
7.1.4 基本轉矩計算 254
7.2 理想線性模型下開關磁阻電動機電流特性分析 255
7.3 開關磁阻電動機控制方法分析 263
7.3.1 開關磁阻電動機基本控制方法 263
7.3.2 開關磁阻電動機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真分析 266
7.3.3 直接轉矩控制的理論分析與仿真研究 270
7.3.4 控制方法對比仿真分析 277
第8章 電力電子與開關磁阻電動機集成系統(tǒng)綜合應用 281
8.1 減小轉矩脈動方法 281
8.1.1 直接瞬時轉矩控制 281
8.1.2 轉矩分配函數 290
8.1.3 電流特性分析 310
8.2 新型無軸承電動機集成系統(tǒng)結構及原理 322
8.2.1 無軸承電動機的研究概況 324
8.2.2 無軸承開關磁阻電動機的研究概況 324
8.2.3 無軸承開關磁阻電動機結構及原理 325
8.2.4 無軸承開關磁阻電動機的關鍵技術 328
8.2.5 控制策略 333
8.2.6 麥克斯韋應力法 339
8.2.7 氣隙磁密計算 340
8.2.8 轉矩和懸浮力計算 341
8.2.9 電感矩陣 342
8.2.10 無軸承開關磁阻電動機研究展望 344
參考文獻 346