全数字控制直流驱动器及通用变频器
出版时间：2011年版
内容简介
近20年来，全数字交、直流电动机驱动器已在工业中得到了广泛的应用，但在传统的《电力拖动自动控制系统》（或称《运动控制系统》）等一些控制系统参考书中还是以模拟系统为主，因此在此类图书中引人数字系统内容是十分必要的，本书正是为适应这一需要而编写的。《全数字控制直流驱动器及通用变频器》在编写过程中着重突出以下几个方面：第一，理论深度以够用为度，力求基本概念清晰，简化公式推导，用实例强化概念的应用，注重应用能力的培养。第二，本书共分两篇：第一篇（第1-5章）主要介绍全数字控制直流驱动器，以双闭环可逆调速系统为基础，扩展到转矩控制、位置控制、开卷／卷取控制等功能；第二篇（第6-9章）主要介绍了交一直一交电压源型通用变频器的结构、调速原理和应用技术，V／f控制方式及功能模块。对通用变频器应用技术中占有重要地位的开环／闭环矢量控制，简化了复杂的数学推导，主要讲述基本原理、功能框图和应用场合。第三，教材选择西门子直流驱动器6RA70系列和通用变频器6SE70系列为实例，并以较多的篇幅介绍其结构、功能模块、参数设定和应用。这样安排的原因是，这类装置在理论和应用技术上具有代表性，且厂家提供的资料比较详细，经过摘录和编写组成的应用实例，能起到强化理论和概念应用的作用。《全数字控制直流驱动器及通用变频器》第2、4、7、8、9章由辽宁科技大学金晓晨编写，第1、3、5、6章由齐珂编写，周建洪审阅了全书，谢元旦对本书的编写给予了全面的指导。《全数字控制直流驱动器及通用变频器》编写过程中参考了西门子公司的技术资料，并得到了西门子（中国）有限公司任术才高级工程师的大力帮助，在此表示真诚的感谢。《全数字控制直流驱动器及通用变频器》存在许多不足和需要改进之处，希望各位同行和读者提出宝贵的建议和意见。
目录
前言
第一篇 全数字控制直流电动机驱动器
第1章 直流调速系统基础
1.1 绪论
1.2 他励直流电动机等效传递函数
第2章 单闭环直流调速系统
2.1 直流电动机调速方法
2.2 转速控制的要求和调速指标
2.3 转速负反馈有静差调速系统
2.3.1 开环直流调速系统
2.3.2 单闭环直流调速系统
2.4 电压负反馈和电流正反馈调速系统
2.5 转速负反馈无静差调速系统
第3章 转速、电流双闭环直流调速系统
3.1 具有电流约束条件的理想启动过程
3.2 转速、电流双闭环调速系统组成及其静特性
3.3 双闭环调速系统的动态性能
3.4 双闭环调速系统工程设计方法
3.4.1 典型系统
3.4.2 双闭环调速系统调节器的设计
3.5 双闭环调速系统的自适应控制
3.5.1 电流自适应调节器
3.5.2 转速自适应调节器
3.6 带励磁控制的双闭环调速系统
3.7 可逆调速系统
3.7.1 晶闸管-电动机（V-M）可逆调速系统的基本结构
3.7.2 逻辑控制的无环流可逆调速系统
第4章 全数字控制直流电动机驱动器SIMOREG.DC.MASTER.6 RA70系列
4.1 直流电动机驱动器简介
4.2 硬件组成
4.3 基本功能模块
4.4 安全停车、电动电位计、给定值处理
4.5 斜坡函数发生器
4.6 速度调节回路
4.6.1 速度调节器
4.6.2 转矩限幅器
4.6.3 速度限幅调节器
4.6.4 电流限幅器
4.7 电流调节回路
4.8 励磁回路
4.8.1 EMF（反电动势）调节功能模块
4.8.2 励磁电流闭环控制和励磁触发单元
第5章 直流电动机驱动器应用实例
5.1 同步、牵引、速比、主动/从动控制
5.2 冷连轧机主传动速度控制和张力控制
5.3 卷取、开卷机张力控制
第二篇 通用变频器
第6章 三相异步电动机的变频调速
6.1 变频技术
6.1.1 变频器技术的发展
6.1.2 变频器的基本类型
6.2.三相异步电动机变频调速的机械特性
6.2.1 三相异步电动机的机械特性
6.2.2 三相异步电动机的变频调速原理
6.2.3 三相异步电动机的制动原理
6.3 通用变频器的应用领域及意义
第7章 通用变频器的基本结构
7.1 通用变频器简介
7.2 整流电路
7.3 中间直流电路
7.3.1 制动单元和制动电阻
7.3.2 回馈制动
7.3.3 公用直流母线多电动机传动系统
7.4 逆变电路
7.4.1 绝缘栅双极型晶体管
7.4.2 脉宽调制技术
第8章 变频调速控制算法
8.1 变频调速控制算法简介
8.2 V/f控制方法
8.2.1 V/f控制
8.2.2 西门子6SE70系列变频器V/f控制算法
8.3 矢量控制
8.3.1 直流电动机和异步电动机的电磁转矩
8.3.2 转子磁场定向的异步电动机矢量控制基本原理
8.3.3 转子磁场定向闭环矢量控制系统
8.3.4 西门子6SE70系列变频器闭环矢量控制算法
8.3.5 西门子6SE70系列变频器转子磁场定向的开环矢量控制
8.4 启动、制动及掉电通过方式
8.4.1 减速
8.4.2 直流制动
8.4.3 掉电通过
8.4.4 瞬停再启动
第9章 系统设计及应用实例
9.1 通用变频器的选择
9.1.1 负载转矩特性
9.1.2 负载电流
9.1.3 通用变频器与电动机的匹配
9.2 通用变频器功率部分配置
9.3 通用变频器的干扰及对策
9.3.1 通用变频器的EMC
9.3.2 电磁干扰抑制措施
9.4 通用变频器应用实例
9.4.1 实例1：西门子6SE70系列变频器控制部分接线
9.4.2 实例2：风机的变频调速系统
参考文献 前言
第一篇 全数字控制直流电动机驱动器
第1章 直流调速系统基础
1.1 绪论
1.2 他励直流电动机等效传递函数
第2章 单闭环直流调速系统
2.1 直流电动机调速方法
2.2 转速控制的要求和调速指标
2.3 转速负反馈有静差调速系统
2.3.1 开环直流调速系统
2.3.2 单闭环直流调速系统
2.4 电压负反馈和电流正反馈调速系统
2.5 转速负反馈无静差调速系统
第3章 转速、电流双闭环直流调速系统
3.1 具有电流约束条件的理想启动过程
3.2 转速、电流双闭环调速系统组成及其静特性
3.3 双闭环调速系统的动态性能
3.4 双闭环调速系统工程设计方法
3.4.1 典型系统
3.4.2 双闭环调速系统调节器的设计
3.5 双闭环调速系统的自适应控制
3.5.1 电流自适应调节器
3.5.2 转速自适应调节器
3.6 带励磁控制的双闭环调速系统
3.7 可逆调速系统
3.7.1 晶闸管-电动机（V-M）可逆调速系统的基本结构
3.7.2 逻辑控制的无环流可逆调速系统
第4章 全数字控制直流电动机驱动器SIMOREG.DC.MASTER.6 RA70系列
4.1 直流电动机驱动器简介
4.2 硬件组成
4.3 基本功能模块
4.4 安全停车、电动电位计、给定值处理
4.5 斜坡函数发生器
4.6 速度调节回路
4.6.1 速度调节器
4.6.2 转矩限幅器
4.6.3 速度限幅调节器
4.6.4 电流限幅器
4.7 电流调节回路
4.8 励磁回路
4.8.1 EMF（反电动势）调节功能模块
4.8.2 励磁电流闭环控制和励磁触发单元
第5章 直流电动机驱动器应用实例
5.1 同步、牵引、速比、主动/从动控制
5.2 冷连轧机主传动速度控制和张力控制
5.3 卷取、开卷机张力控制
第二篇 通用变频器
第6章 三相异步电动机的变频调速
6.1 变频技术
6.1.1 变频器技术的发展
6.1.2 变频器的基本类型
6.2.三相异步电动机变频调速的机械特性
6.2.1 三相异步电动机的机械特性
6.2.2 三相异步电动机的变频调速原理
6.2.3 三相异步电动机的制动原理
6.3 通用变频器的应用领域及意义
第7章 通用变频器的基本结构
7.1 通用变频器简介
7.2 整流电路
7.3 中间直流电路
7.3.1 制动单元和制动电阻
7.3.2 回馈制动
7.3.3 公用直流母线多电动机传动系统
7.4 逆变电路
7.4.1 绝缘栅双极型晶体管
7.4.2 脉宽调制技术
第8章 变频调速控制算法
8.1 变频调速控制算法简介
8.2 V/f控制方法
8.2.1 V/f控制
8.2.2 西门子6SE70系列变频器V/f控制算法
8.3 矢量控制
8.3.1 直流电动机和异步电动机的电磁转矩
8.3.2 转子磁场定向的异步电动机矢量控制基本原理
8.3.3 转子磁场定向闭环矢量控制系统
8.3.4 西门子6SE70系列变频器闭环矢量控制算法
8.3.5 西门子6SE70系列变频器转子磁场定向的开环矢量控制
8.4 启动、制动及掉电通过方式
8.4.1 减速
8.4.2 直流制动
8.4.3 掉电通过
8.4.4 瞬停再启动
第9章 系统设计及应用实例
9.1 通用变频器的选择
9.1.1 负载转矩特性
9.1.2 负载电流
9.1.3 通用变频器与电动机的匹配
9.2 通用变频器功率部分配置
9.3 通用变频器的干扰及对策
9.3.1 通用变频器的EMC
9.3.2 电磁干扰抑制措施
9.4 通用变频器应用实例
9.4.1 实例1：西门子6SE70系列变频器控制部分接线
9.4.2 实例2：风机的变频调速系统
参考文献
