电力传动与调速控制系统及应用
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前言

电力传动与控制是大学本科电气工程及自动化专业、自动化专业的必修内容。考虑到电力传动与控制技术具有非常强的综合性,想要很好地学习和理解这门技术,必须要有足够的专业基础知识,也就是需要掌握“电机学”“电力电子技术”“自动控制原理”“微机原理”以及“检测与转换技术”(或“电气测量”)等先修课程的基本内容。

电力传动与控制的核心就是电机调速。按电机的类型划分,电机调速可分为直流调速和交流调速两种。直流调速在相当长的时间内一直占据调速系统的主流地位,但随着现代电机制造技术和现代电力电子技术的快速发展,以及微处理器运算能力和运算速度的大幅度提高,近20年以来,交流调速取得了长足的进步。目前,在大多数应用场合,交流调速已经取代直流调速,占据了主导地位。

但作为教材,直流调速方面的内容仍然有充足的理由继续保留。主要原因有以下几条。首先,直流调速的闭环系统结构和控制算法,是交流调速的样本和基础;高性能的交流调速技术如矢量控制,正是利用坐标变换的手段,将交流电机模拟为直流电机,并按直流调速的闭环系统结构和控制算法进行控制。其次,相对于交流电机高阶、强耦合、非线性的特点,直流电机的数学模型非常简单,与“自动控制原理”课程的衔接非常容易,对初学者而言也更容易上手实践。再次,直流调速系统也并未完全退出市场,在某些功率比较大、精度要求比较高的场合如重型机械领域还有较多的应用。

综上所述,本书仍给予直流调速足够的篇幅,与交流调速基本相当。考虑到当前流行的先修课程教材《电机学》中有关传动基础的部分非常少,与本课程的衔接不好。为此本书特增加一篇的内容,作为两门课程的过渡内容。如果选用《电机与拖动基础》作为先修课程教材,这部分内容可以选讲或者不讲。当前流行的先修课程教材《电力电子技术》中有关调速用变换器及其控制的内容也比较少,同样与本课程的衔接不好。为此本书也增加了“电力传动中的电力电子技术”一章,作为衔接,也放在第1篇内。此外,转速检测是调速系统的基础构成成分,也写了一章,同样安排在第1篇。

为了配合当前本科教育中对工程实践和CDIO项目式教学的要求,本书提供了关于直流调速系统的CDIO项目任务书,作为附录。

本书配套课件资源请自行免费下载:http://download.cip.com.cn/html/20170717/378135615.html

本书由燕山大学王立乔、沈虹、吴俊娟、肖莹和郭忠南共同编写。其中,绪论由王立乔编写,第1章由郭忠南编写,第2章由沈虹编写,第3、第4章由王立乔编写,第5章由郭忠南、吴俊娟编写,第6、第7章由吴俊娟、王立乔编写,第8章由肖莹编写,第9、第10章由沈虹、肖莹编写,第11章由肖莹、王立乔编写。全书由王立乔统稿。

由于学识有限,书中难免有不足之处,欢迎读者批评指正。

编著者