前言

缩略语及变量符号

第1章绪论1

11电动机类型1

12电动机应用概述3

13电动机控制策略3

14电动机调速系统的构成及其研究

方法7

小结9

练习题9

第2章PMSM结构与基本工作原理10

21PMSM结构10

211定子10

212转子11

22旋转变压器13

221工作原理15

222解码电路16

23PMSM加工流程18

24PMSM基本工作原理18

241定子绕组与永磁转子的作

用力18

242定子绕组与凸极转子的作

用力19

243电动机的基本控制模式20

小结20

练习题20

第3章PMSM动态数学模型21

31PMSM的物理模型21

32三相静止坐标系的PMSM动态数学

模型22

321定子电压方程22

322定子磁链方程23

323电动机转矩方程27

324运动方程29

325基于MATLAB的转矩公式

分析29

33坐标变换31

34dq转子坐标系的PMSM动态数学

模型33

341dq坐标系PMSM动态数学

模型推导33

342基于MATLAB的PMSM数

学模型化简34

343PMSM等效电路图36

35电动机矢量图37

小结39

练习题39

第4章PMSM的MATLAB仿真

建模40

41MATLAB/SIMULINK简介40

42基于分立模块的PMSM仿真建模43

43基于SFunction的PMSM仿真

建模52

44基于SimPowerSystems的PMSM

仿真建模55

45仿真对比分析60

451正弦电压供电PMSM直接起

动的仿真波形对比60

452不同仿真模型仿真效率比较63

453不同变换矩阵系数的影响64

小结68

练习题68

第5章PMSM的JMAG有限元分

析模型69

51JMAG的功能与特点69

52有限元分析的主要步骤与分析功

能简介73

小结80

练习题81

第6章PMSM稳态工作特性82

61电流极限圆82

62电压特性82

621电压极限椭圆82

622电压控制下的电动机电流84

63转矩特性85

631转矩与电流幅值及相角的

关系85

632转矩与id和iq的关系90

633恒转矩曲线91

634最大转矩/电流曲线91

635电压限制下的电动机转矩93

64机械特性97

65功率因数99

66电动机参数变化对电动机的影响101

小结103

练习题104

第7章理想正弦交流电压源供

电环境下PMSM的工作

特性105

71恒定电压、恒定频率的正弦交流电

压源供电环境下PMSM的工作

特性105

711PMSM稳态工作特性分析105

712PMSM起动过程分析108

713PMSM运行稳定性分析112

72额定频率以下变频正弦交流电源

供电环境下PMSM的工作特性126

721恒定频率下的PMSM工作

特性127

722不同频率下的PMSM工作

特性137

73额定频率以上变频正弦交流电源

供电环境下PMSM的工作特性138

小结140

练习题140

第8章三相电压型逆变器的构成

与工作原理141

81三相电压型逆变器的构成141

811功率二极管143

812绝缘栅双极型晶体管148

813金属氧化物半导体场效应晶

体管152

814功率母排155

815吸收电路156

81 6电容器157

817电压电流检测电路162

818典型驱动模块165

82三相电压型逆变器工作方式168

821能量传递的三种方式169

822三相电压型逆变器的两种导

通模式169

823输出相电压特点169

83三相电压型逆变器MATLAB仿真

建模170

831基于SIMULINK分立模块的

逆变器建模171

832基于SimPower Systems库

的逆变器模型172

833基于Simscape库的逆变器

物理建模174

小结176

练习题177

第9章电压型逆变器控制技术178

91方波运行模式及仿真建模178

911方波运行模式178

912方波运行模式的电压型逆变器

仿真建模180

92SPWM技术及仿真建模182

921SPWM技术原理分析182

922载波比与调制比182

923输出电压基波幅值特点183

924仿真建模184

93SVPWM技术及仿真建模189

931两电平电压型逆变器电压空

间矢量189

932SVPWM线性组合算法190

933SVPWM几何特征192

934SVPWM技术特点192

935SVPWM算法的仿真建模194

94CHBPWM技术及仿真建模207

941CHBPWM技术原理207

942CHBPWM技术特点208

943CHBPWM仿真建模分析209

小结214

练习题214

第10章电压型逆变器供电变压变

频调速系统的特殊问题215

101主电路结构215

102整流电路215

1021PWM整流器结构216

1022电压型PWM整流器工作

原理216

1023VSR的控制方式218

103VSI输入侧滤波器219

104VSI输入侧电流谐波220

1041VSI直流输入侧电流谐波的

来源220

1042LC滤波器对输入侧谐波电

流的抑制作用222

1043方波工况下输入侧电流的

仿真分析224

105VSI输出滤波225

106EMI滤波器228

1061EMC与EMI简介228

1062VSI逆变器中的EMI235

107VSI的输出限制238

108VSI的工作效率239

小结239

练习题240

第11章电机控制用数字微控

制器241

111概述241

112TMS320F24x243

1121TMS320F24x性能特点243

1122SVPWM算法实现245

113TMS320F2812254

1131性能特点254

1132基于SIMULINK的DSP中

SVPWM程序开发257

114其他几种典型的DSP芯片261

小结266

练习题266

第12章PMSM的矢量控制变频

调速系统267

121PMSM转子磁场定向矢量控制

技术概念267

122典型的转子磁场定向FOC控制

PMSM变频调速系统268

1221dq坐标系电流闭环PI调节

的FOC控制系统268

1222三相静止坐标系定子电流

滞环控制FOC控制系统274

1223转矩控制的FOC控制系统274

1224电压解耦型FOC控制系统276

1225含逆变器直流电压闭环的

FOC控制系统277

123PMSM矢量控制变频调速系统建

模与仿真分析278

1231FOC控制变频调速系统仿

真建模278

1232FOC控制变频调速系统仿

真结果与分析285

小结292

练习题293

第13章PMSM的直接转矩控制

变频调速系统294

131直接转矩控制技术原理294

1311定子磁链控制原理295

1312电动机转矩控制原理299

1313PMSM转矩增量分析299

1314两种磁链轨迹控制方案301

1315定子磁链观测器303

132传统直接转矩控制中PMSM转矩

脉动分析303

133PMSM直接转矩控制变频调速系

统性能改善方案306

1331基于扩充电压矢量表的改进

方案306

1332基于调节电压空间矢量占空

比的改进方案307

134PMSM直接转矩控制变频调速系

统仿真建模与分析311

135DTC与FOC的对比321

小结322

练习题323

第14章PMSM变频调速系统应用

实例324

141PMSM在国内电动汽车中的应用325

1411国内的燃料电池电动汽车325

1412PMSM电动机及控制器性能

指标326

1413电动汽车控制系统实例分析328

142PMSM变频调速系统在城市轨道

交通中的应用339

1421列车概况339

1422牵引电气系统341

小结342

练习题343

第15章PMSM无位置传感器控

制技术344

151电动机模型直接计算法344

152模型参考自适应法346

153扩展卡尔曼滤波器354

154无位置传感器控制芯片

IRMCK20X359

小结360

练习题361

第16章智能控制技术在PMSM变

频调速系统中的应用362

161模糊控制技术363

162神经网络控制技术372

163专家系统控制技术375

小结377

练习题377

附录378

附录A：两相静止坐标系中PMSM

数学模型378

附录B：SIMULINK分立模块

搭建出PMSM仿真

模型378

附录C：SFunction实现PMSM

仿真建模的程序380

附录D：采用类似SPWM方式实现

SVPWM的仿真模型383

附录E：命令文件385

附录F：中断向量文件386

附录G：硬件法实现SVPWM算法

的程序代码389

附录H：基于MATLAB/SIMULINK

的DSP程序开发398

附录I：SIMULINK模块使用注意

事项与常见问题调试412

附录J：国内外电动机调速系统

相关标准的标准号及

名称418

参考文献4232100433B