前言

緒言

第1章 永磁同步電動機數學模型

1.1 永磁同步電動機介紹

1.2 正弦波永磁同步電動機數學模型

1.2.1 常用坐標繫和坐標變換

1.2.2 不同坐標繫下的正弦波永磁同步電動機模型

1.3 無刷直流電動機數學模型

第2章 正弦波永磁同步電動機DTC理論初探和對其的質疑

2.1 異步電動機DTC繫統關鍵思想的歸納

2.2 正弦波永磁同步電動機DTC繫統初探

2.2.1 定義"負載角"，以代替異步電動機中的"轉差"物理量

2.2.2 正弦波永磁同步電動機電磁轉矩Te的微分表達式

2.2.31996年提出的正弦波永磁同步電動機直接轉矩控制繫統

2.3 對1996年正弦波永磁同步電動機DTC方案的質疑

2.4 本章小結

第3章 零矢量在正弦波永磁同步電動機DTC繫統中所起的作用

3.1 空間電壓矢量us作用後電磁轉矩變化的分析

3.1.1 正弦波永磁同步電動機數學模型

3.1.2 空間電壓矢量us作用後轉矩變化的規律及其分類

3.2 兩種DTC繫統中轉矩變化規律的比較

3.2.1 異步電動機DTC繫統中轉矩的變化

3.2.2 零矢量在兩類電動機中作用的異同

3.3 正弦波永磁同步電動機DTC繫統中應用零矢量的方案

3.3.1 探討1996年方案中使用零矢量遭失敗的原因

3.3.2 應用零矢量的新方案

3.4 零矢量改善繫統轉矩脈動的仿真和實驗驗證

3.4.1 仿真分析

3.4.2 實驗驗證

3.5 本章小結

第4章 正弦波永磁同步電動機直接轉矩控制理論的建立

4.1 正弦波永磁同步電動機DTC繫統的理論構架

4.1.1 正弦波永磁同步電動機矢量控制理論的構架

4.1.2 正弦波永磁同步電動機DTC繫統的"基本原型機"和其理論構架

4.2 正弦波永磁同步電動機DTC繫統層構架理論的建立

4.2.1 理論基礎

4.2.2 定子磁鏈幅值的限制

4.3 正弦波永磁同步電動機層構架理論的實現

4.4 仿真分析

4.4.1 不同負載轉矩下磁鏈軌跡仿真

4.4.2 不同轉速下的仿真

4.4.3 動態性能仿真

4.5 實驗研究

4.5.1 不同負載轉矩下磁鏈軌跡的實驗

4.5.2 不同轉速下轉矩脈動的實驗

4.5.3 動態性能實驗

4.6 本章小結

第5章 正弦波永磁同步電動機DTC的isd=0控制方案

5.1 隱極式永磁同步電動機DTC繫統isd=0控制方式的理論

5.1.1 隱極式永磁同步電動機DTC繫統isd=0控制理論的建立

5.1.2 isd=0控制方式和1996年控制方案在控制特點方面的比較

5.2 隱極式正弦波永磁同步電動機DTC繫統的準isd=0控制方式

5.3 準isd=0直接轉矩控制方案的穩態特性仿真

5.4 準isd=0直接轉矩控制方案的動態特性仿真

5.5 實驗驗證

5.6 凸極式永磁同步電動機的isd=0控制方式

5.7 本章小結

第6章 正弦波永磁同步電動機DTC的轉矩電流比控制

6.1 隱極式永磁同步電動機DTC繫統的轉矩電流比控制

6.1.1 轉矩電流比控制的理論基礎

6.1.2 轉矩電流比控制繫統的電動機功率因數分析

6.1.3 仿真分析

6.1.4 實驗研究

6.2 凸極式永磁同步電動機DTC繫統的轉矩電流比控制

6.3 本章小結

第7章 正弦波永磁同步電動機DTC的定子磁鏈幅值恆值控制策略

7.1 實際繫統的實際運行條件和研究方法

7.1.1 實際繫統的實際運行條件

7.1.2 本章對實際繫統的研究方法

7.2 "預測控制繫統"的仿真研究

7.2.1 "預測控制繫統"仿真模型的建立

7.2.2 穩態運行時電磁轉矩給定T*e波形的形狀

7.2.3 零矢量作用範圍2△Te的設置對減小電磁轉矩脈動的效果

7.2.4 零矢量作用範圍2△Te大小對電磁轉矩脈動影響的規律

7.2.5 零矢量作用範圍2△Te大小對電動機起動時間影響的規律

7.3 實驗驗證

7.3.1 零矢量作用範圍2△Te的大小對轉矩脈動影響規律的實驗驗證

7.3.2 零矢量作用範圍對電機起動時間影響規律的實驗驗證

7.4 預測控制繫統中電動機電磁轉矩脈動的原因及其對策

7.4.1 "斷續脈動式的空間電壓矢量"是電動機轉矩脈動的主要原因

7.4.2 "預測控制繫統"帶來的脈動也很可觀

7.4.3 "電磁轉矩給定T*e的波動"加劇了電動機的轉矩脈動

7.4.4 減少正弦波永磁同步電動機DTC預測控制繫統電磁轉矩脈動的對策

7.5 定量設計轉矩調節器的理論基礎

7.5.1 實驗樣機運行規律的啟示

7.5.2 "斷續脈動式的空間電壓矢量"對轉矩脈動的影響規律

7.5.3 "電磁轉矩給定T*e的波動"對2△Te寬度的影響

7.5.4 零矢量作用範圍2△Te取值的實驗驗證

7.5.5 定量設計轉矩調節器基本理論的總結

7.6 轉矩調節器的定量設計

7.6.1 實際工程中零矢量作用範圍△Te的實時確定方法

7.6.2 一種簡易的零矢量作用範圍2△Te確定方法

7.6.3 零矢量作用範圍2△Te的現場實驗確定法

7.7 本章小結

第8章 兩相導通方式無刷直流電動機的DTC雙環控制繫統

8.1 無刷直流電動機傳統的基本控制方法

8.2 忽略換相續流時間

8.3 無刷直流電動機兩相導通方式的數學模型

8.3.1 無刷直流電動機的電壓方程式

8.3.2 無刷直流電動機的轉矩方程式

8.4 無刷直流電動機DTC的理論基礎

8.4.1 無刷直流電動機DTC技術的特殊性

8.4.2 兩相導通無刷直流電動機中電壓矢量的特點

8.4.3 定子磁鏈給定幅值∣ψs∣*的確定和定子磁鏈實時觀察

8.4.4 電磁轉矩給定T*e和電磁轉矩Te實時觀察

8.5 基於反電動勢形狀函數法的無刷直流電動機DTC繫統構成

8.6 仿真及實驗結果

8.6.1 仿真模型建立及仿真結果

8.6.2 實驗結果及其分析

8.7 本章小結

第9章 三相導通無刷直流電動機的直接轉矩控制

9.1 三相導通無刷直流電動機DTC的理論基礎

9.1.1 三相導通控制方式下的空間電壓矢量us

9.1.2 三相導通無刷直流電動機DTC方案中的定子磁鏈形狀

9.1.3 給定定子磁鏈幅值∣ψs∣*的確定

9.1.4 定子磁鏈觀測和與磁鏈給定值∣ψs∣*的比較

9.1.5 電磁轉矩給定T*e和電磁轉矩Te觀測

9.2 對條技術路線的評價

9.3 無約束的三相導通無刷直流電動機DTC繫統的構成

9.3.1 無約束的三相導通無刷直流電動機DTC方式中的換相觸發信號

9.3.2 無約束的三相導通無刷直流電動機DTC繫統的構成

9.4 仿真和實驗

9.4.1 仿真波形

9.4.2 實驗波形及分析

9.5 低速性能改進

9.5.1 六邊形軌跡畸變現像

9.5.2 磁鏈補償方案的基本思想

9.5.3 磁鏈補償方案的實現

9.5.4 實驗結果

9.6 本章小結

第10章 基於動態三維坐標繫的無刷直流電動機DTC繫統

10.1 新的思路

10.2 三維動態空間正交坐標繫

10.2.1 三維動態空間正交坐標繫中的空間電壓矢量us

10.2.2 三維動態空間正交坐標繫中的定子磁鏈空間矢量

10.3 三維動態空間正交坐標繫中的直接轉矩控制

10.3.1 xy平面中的控制技術路線

10.3.2 xy平面中的磁鏈觀測與轉矩觀測

10.3.3 基於動態三維坐標繫的無刷直流電動機DTC繫統開關表的建立

10.3.4 繫統構成

10.4 仿真與實驗

10.5 本章小結

第11章 單環無刷直流電動機直接轉矩控制繫統

11.1 無刷直流電動機DTC繫統不必控制定子磁鏈幅值的估計

11.2 兩相導通無刷直流電動機DTC繫統理論的進一步研究

11.2.1 電磁轉矩快速響應的條件

11.2.2 空間電壓矢量的選擇

11.2.3 電動機轉矩給定T*e和實時轉矩觀察Te

11.2.4 無磁鏈觀測條件下電流的限制

11.3 無磁鏈觀測DTC的實現

11.4 仿真模型的建立及其仿真結果分析

11.4.1 仿真模型的建立

11.4.2 仿真結果及其分析

11.5 實驗研究

11.6 對無刷直流電動機DTC繫統初步研究的歸納和評價

第12章 永磁容錯電動機特點及空間電壓矢量

12.1 電動機容錯技術簡介

12.2 永磁同步電動機的容錯繫統

12.2.1 六相永磁容錯電動機的結構及其特點

12.2.2 H橋式逆變器組成的驅動器

12.2.3 永磁容錯電動機的控制方法

12.3 六相永磁容錯電動機繫統的數學模型

12.3.1 六相永磁容錯電動機中的一些新概念

12.3.2 六相永磁容錯電動機的常用坐標繫和6／2坐標變換

12.3.3 六相永磁容錯電動機數學模型的建立

12.4 六相永磁容錯電動機繫統的空間電壓矢量

12.4.1 相空間電壓矢量Vj組合中的抵消現像

12.4.2 總空間電壓矢量un的異構性現像

12.4.3 六相永磁容錯電動機中總空間電壓矢量數據的歸納

12.5 本章小結

第13章 永磁容錯電動機直接轉矩控制的初步研究

13.1 六相永磁容錯電動機直接轉矩控制繫統的構建

13.1.1 六相永磁容錯電動機DTC繫統總定子磁鏈ψs的計算

13.1.2 關於總空間電壓矢量的選擇

13.1.3 永磁容錯電動機的直接轉矩控制框圖

13.2 永磁容錯電動機DTC繫統正常態仿真研究

13.2.1 仿真模型的搭建

13.2.2 仿真結果

13.2.3 仿真總結和分析

13.3 永磁容錯電動機直接轉矩控制故障態仿真研究

13.4 永磁容錯電動機繫統實驗驗證

13.4.1 實驗條件

13.4.2 一相（d相）繞組斷路故障的實驗驗證

13.4.3 一相（d相）繞組短路故障的實驗驗證

13.5 本章小結

第14章 永磁容錯電動機的相空間電壓矢量調制技術

14.1 三相永磁同步電動機DTC繫統的SVPWM控制策略簡介

14.1.1 正弦波三相永磁同步電動機DTC方案的兩條技術路線

14.1.2 正弦波三相永磁同步電動機DTC繫統乓乓控制策略的控制要點

14.1.3 正弦波三相永磁同步電動機DTC繫統SVPWM控制策略的控制要點

14.2 永磁容錯電動機DTC繫統相空間電壓矢量控制策略理論基礎

14.2.1 六相永磁容錯電動機DTC繫統相定子磁鏈變化量△ψsj的計算

14.2.2 正常情況下相定子磁鏈變化量△ψsj的實現

14.2.3 六相永磁容錯電動機DTC繫統控制策略的控制要點

14.2.4 永磁同步電動機DTC繫統三種控制策略的比較

14.3 六相永磁容錯電動機P-SVPWM-DTC繫統的正常態運行

14.3.1 六相永磁容錯電動機DTC繫統P-SVPWM控制策略的控制結構框圖

14.3.2 六相永磁容錯電動機DTC繫統P-SVPWM控制策略的實驗驗證

14.4 六相永磁容錯電動機P-SVPWM-DTC繫統的故障態運行

14.4.1 永磁容錯電動機P-SVPWM繫統的容錯算法

14.4.2 永磁容錯電動機P-SVPWM繫統的仿真研究

14.4.3 永磁容錯電動機P-SVPWM繫統的實驗驗證

14.5 本章小結

第15章 從辯證法來看直接轉矩控制技術的發展

15.1 電機控制的主要矛盾是對電磁轉矩的控制

15.2 從矛盾的特殊性看各類電機電磁轉矩的差異

15.2.1 異步電機電磁轉矩的特點

15.2.2 正弦波永磁同步電動機電磁轉矩的特點

15.2.3 無刷直流電動機電磁轉矩的特點

15.2.4 多相永磁容錯電動機電磁轉矩的特點

15.3 從控制轉矩方案的多樣性來認識DTC技術的多姿多彩的面貌

15.3.1 "具體問題具體分析"是辯證法的活的靈魂

15.3.2 階段性地再認識DTC技術

15.4 矢量控制和直接轉矩控制的關繫

15.4.1 直接轉矩控制技術不是矢量控制技術

15.4.2 矢量控制實際上是轉矩控制的一個分支

15.4.3 矢量控制和直接轉矩控制關繫的一個小結

15.5 電機控制技術發展的前景

15.5.1 直接轉矩控制技術發展的前景

15.5.2 讓我們迎接新的電機控制技術的誕生

15.5.3 新技術都應該在實踐中經風雨見世面纔能得到發展

附錄

參考文獻