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控制電機與特種電機(第3版)

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出版社:清華大學出版社出版時間:2023-12-01
開本: 其他 頁數: 336
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控制電機與特種電機(第3版) 版權信息

控制電機與特種電機(第3版) 本書特色

本書嚴格參照教育廳《普通高等學校本科專業目錄(2022年)》、教育廳高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會《電子電氣基礎課程教學基本要求》編寫。在總結教學團隊豐富教學經驗的基礎上,全面闡述各類控制電機與特種電機的結構、原理、特性及應用。本書側重實際應用,給出了一些典型的電機控制系統設計案例,并提供了常見技術問題及解決方案。為便于教學,書中還給出了一些課程設計方案,全面加深讀者對于“電”“磁”“力”“路”概念的理解,培養讀者分析與解決實際電機工程問題的能力。 易教易學 系統闡述電機理論和實踐應用,注重內容的實用性、可讀性及可操作性,減少理論公式的繁雜數學推導,增強系統設計內容的過程闡述。 前后銜接 強調知識和分析方法的前后連貫性,并妥善處理好與前期“電機學”課程和后續“電氣控制”課程的銜接性。 認知規律 根據從有形的電機到無形的“電”“磁”“力”“路”的認知順序,對于每種電機的闡述,按照“應用場景→結構原理→特性分析→典型應用”的順序編排內容,符合讀者學習與認知規律。 層次分明 將不同的電機分別作為一章,各章內容相對獨立,讀者可根據實際需要選擇學習;附錄A中的課程設計則是在各章內容基礎上進一步提升讀者的綜合設計能力。 技術前沿 介紹各類電機系統的新發展、新應用及前沿技術,激發讀者的學習興趣,啟迪創新思想。

控制電機與特種電機(第3版) 內容簡介

本書是新修訂的第3版,系統論述各種控制電機與特種電機的結構原理、特性、應用等,鑒于一些電機 與其控制部分的不可分割性,本書對部分電機的控制系統也做了詳細介紹。 全書共分11章,內容包括緒論、測速發電機、自整角機、旋轉變壓器、伺服電動機及其控制、步進電動 機及其驅動、無刷直流電動機及其控制、開關磁阻電機及其控制、直線電動機、盤式電動機、超聲波電動機 及其控制,附錄A 中給出了兩個課程設計,以方便教學或實踐訓練,附錄B中提供了各章的部分習題參考 答案。作為新形態教材,本書提供了微課視頻,方便讀者擴展或深入理解相關知識。 本書可作為高等院校電氣工程、自動化等專業的教材或參考書,也可供從事電氣自動化領域工作的工 程技術人員參考。

控制電機與特種電機(第3版) 目錄

第1章緒論 1.1控制電機、特種電機和傳統電機的區別 1.2控制電機與特種電機的種類 1.3控制電機與特種電機的應用 1.4控制電機、特種電機與其控制系統的關系 第2章測速發電機 2.1直流測速發電機 2.1.1直流測速發電機的形式 2.1.2直流測速發電機的輸出特性 2.1.3直流測速發電機誤差原因及分析 2.2交流異步測速發電機 2.2.1交流異步測速發電機的結構與工作原理 2.2.2交流異步測速發電機的輸出特性 2.2.3交流異步測速發電機的主要技術指標 2.3測速發電機的應用 2.3.1位置伺服控制系統的速度阻尼及校正 2.3.2轉速自動調節系統 2.3.3自動控制系統的解算 本章小結 習題 第3章自整角機 3.1自整角機的分類和結構 3.1.1自整角機的分類 3.1.2自整角機的結構 3.2控制式自整角機 3.2.1控制式自整角機的工作原理 3.2.2帶有差動發送機的控制式自整角機的工作原理 3.3力矩式自整角機 3.3.1力矩式自整角機的工作原理 3.3.2阻尼繞組 3.3.3力矩式自整角機的應用 3.4自整角機的選擇與使用 3.4.1自整角機的特點 3.4.2自整角機的選用 3.4.3使用注意事項 3.5自整角機測控系統應用舉例 3.5.1雷達方位角測量系統的組成 3.5.2自整角機的測角與控制 3.5.3軸角/數字轉換電路的硬件設計 3.5.4軟件設計 本章小結 習題 第4章旋轉變壓器 4.1旋轉變壓器的類型和用途 4.2正余弦旋轉變壓器 4.2.1正余弦旋轉變壓器的結構 4.2.2正余弦旋轉變壓器的工作原理 4.2.3正余弦旋轉變壓器補償方法 4.3線性旋轉變壓器 4.3.1線性旋轉變壓器的結構 4.3.2線性旋轉變壓器的工作原理 4.4旋轉變壓器的使用 4.4.1工作方式 4.4.2旋轉變壓器的選擇和使用 4.4.3旋轉變壓器的誤差 4.5旋轉變壓器的應用舉例 4.5.1旋轉變壓器在角度測量系統中的應用 4.5.2旋轉變壓器在解算裝置中的應用 本章小結 習題 第5章伺服電動機及其控制 5.1直流伺服電動機及其控制 5.1.1直流伺服電動機的結構和分類 5.1.2直流伺服電動機的控制方式 5.1.3直流伺服電動機的穩態特性 5.1.4直流伺服控制技術 5.2直流伺服電動機的應用 5.2.1在位置控制系統中的應用 5.2.2在速度控制系統中的應用 5.2.3在張力控制系統中的應用 5.2.4在自動檢測裝置中的應用 5.2.5基于DSP的直流伺服電動機系統 5.3異步伺服電動機及其控制 5.3.1異步伺服電動機的結構與分類 5.3.2異步伺服電動機的控制 5.3.3異步伺服電動機的靜態特性 5.3.4異步伺服電動機和直流伺服電動機的性能比較 5.4異步伺服電動機的應用 5.4.1在位置控制系統中的作用 5.4.2在檢測裝置中的應用 5.4.3在計算裝置中的應用 5.4.4在增量運動控制系統中的應用 5.5永磁同步伺服電動機及其控制 5.5.1永磁同步伺服電動機的結構與分類 5.5.2永磁同步伺服電動機的工作原理 5.5.3永磁同步伺服電動機的穩態性能 5.5.4永磁同步伺服電動機的數學模型 5.5.5永磁同步伺服電動機的矢量控制策略 5.6永磁同步伺服電動機系統設計 5.6.1永磁同步伺服電動機系統的理論設計 5.6.2永磁同步伺服電動機的DSP控制設計 本章小結 習題 第6章步進電動機及其驅動 6.1步進電動機的分類及結構 6.1.1步進電動機的分類 6.1.2步進電動機的結構 6.2反應式步進電動機的工作原理 6.2.1通電方式分析 6.2.2小步距角步進電動機 6.2.3步進電動機的基本特點 6.3反應式步進電動機的運行特性 6.3.1靜態運行特性 6.3.2動態運行特性 6.3.3主要性能指標 6.4步進電動機驅動控制 6.4.1驅動控制器 6.4.2功率驅動電路 6.5步進電動機的應用 6.5.1用于電子計算機的外部設備 6.5.2用于數字程序控制系統 6.5.3用于點位控制的閉環控制系統 本章小結 習題 第7章無刷直流電動機及其控制 7.1無刷直流電動機的基本結構和工作原理 7.1.1無刷直流電動機的基本結構 7.1.2無刷直流電動機的工作原理 7.2無刷直流電動機的運行特性 7.2.1無刷直流電動機的基本方程 7.2.2無刷直流電動機特性分析 7.3無刷直流電動機的控制方法 7.3.1*簡控制方式 7.3.2調壓控制方式 7.3.3電流滯環PWM控制方式 7.3.4無刷直流電動機的四象限運行控制過程 7.4無刷直流電動機的無位置傳感器控制 7.4.1基于反電動勢過零點的轉子位置檢測 7.4.2續流二極管法 7.4.3基于反電動勢積分的轉子位置檢測 7.4.4基于反電動勢三次諧波的轉子位置檢測 7.4.5狀態觀測器法 7.4.6基于磁鏈函數的轉子位置檢測方法 7.5無刷直流電動機專用驅動控制集成電路 7.5.1MC33035 7.5.2EC302 7.6基于TMS320F2812 DSP的無刷直流電動機控制系統 7.6.1控制器方案設計 7.6.2控制器硬件設計 7.6.3控制器軟件設計 7.6.4系統應用軟件總體結構 7.6.5控制器系統控制策略 7.7無刷直流電動機轉矩脈動抑制方法舉例 7.7.1無刷直流電動機控制模型 7.7.2非換相區轉矩脈動形成原因分析 7.7.3換相區轉矩脈動形成原因分析 7.7.4非換相區轉矩脈動抑制方法 7.7.5換相區轉矩脈動抑制方法 7.7.6實驗結果 7.8無刷直流電動機控制系統的應用與發展 本章小結 習題 第8章開關磁阻電機及其控制 8.1開關磁阻電動機驅動控制系統的構成與工作原理 8.1.1SRD系統的基本構成 8.1.2SR電動機的運行原理 8.1.3SRD系統與其他系統的比較 8.2開關磁阻電動機的控制方式 8.2.1SR電動機的數學模型 8.2.2SRD系統的調速控制方式 8.2.3基于模糊控制算法的SRD系統控制方式 8.3SRD系統功率變換器 8.3.1功率變換器主電路 8.3.2SRD功率變換器設計實例 8.4開關磁阻電動機控制器 8.4.1控制器硬件設計 8.4.2SRD系統軟件設計 8.5開關磁阻發電機 8.5.1開關磁阻發電機的運行原理 8.5.2開關磁阻發電機系統的構成 8.5.3開關磁阻發電機的控制策略 8.6開關磁阻電機及其控制的發展 本章小結 習題 第9章直線電動機 9.1直線電動機的基本結構 9.2直線感應電動機 9.2.1旋轉感應電動機的基本工作原理 9.2.2直線感應電動機的基本工作原理 9.3直線直流電動機 9.3.1永磁式直線直流電動機 9.3.2電磁式直線直流電動機 9.4直線同步電動機 9.5直線步進電動機 9.6直線電動機的應用 9.6.1作為直線運動的執行元件 9.6.2用于機械加工產品 9.6.3用于信息自動化產品 9.6.4用于長距離的直線傳輸裝置 9.6.5用于高速磁懸浮列車 本章小結 習題 第10章盤式電動機 10.1盤式電動機概況 10.2盤式直流電動機 10.2.1盤式直流電動機的結構特點 10.2.2盤式直流電動機的基本電磁關系 10.3盤式同步電動機 10.4盤式電動機的發展 本章小結 習題 第11章超聲波電動機及其控制 11.1超聲波電動機概述 11.1.1超聲波電動機發展歷史 11.1.2超聲波電動機的特點 11.1.3超聲波電動機的分類 11.2行波型超聲波電動機 11.2.1行波型超聲波電動機的結構特點 11.2.2行波型超聲波電動機的運行機理 11.2.3行波型超聲波電動機的驅動控制 11.3超聲波電動機的應用 11.4超聲波電動機的發展方向 本章小結 習題 附錄A課程設計 A.1步進電動機驅動系統設計 A.1.1設計背景 A.1.2設計要求 A.1.3設計原理 A.1.4分組說明 A.1.5設計報告說明 A.2永磁無刷直流電動機控制系統設計 A.2.1設計背景 A.2.2設計要求 A.2.3設計原理 A.2.4分組說明 A.2.5設計報告說明 附錄B部分習題參考答案 參考文獻
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控制電機與特種電機(第3版) 作者簡介

孫冠群 中國計量大學副教授、研究生導師、電氣工程及其自動化國家級一流本科專業骨干教師,中國電工技術學會高級會員。二十多年來,一直從事各類電機及其控制系統的教學和研究設計工作,發表學術論文30余篇,授權發明專利70余件,出版教材3部。

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