●前言
1緒論
1.1電機類型
1.2電機應用概述
1.3電機控制策略
1.4電機調速繫統的構成及其研究方法
2PMSM結構與基本工作原理
2.1PMSM結構
2.1.1定子
2.1.2轉子
2.2旋轉變壓器
2.2.1工作原理
2.2.2解碼電路
2.3PMSM加工流程
2.4PMSM工作原理
2.4.1定子繞組與永磁轉子的作用力
2.4.2定子繞組與凸極轉子的作用力
2.4.3電機的控制模式
3PMSM動態數學模型
3.1PMSM的物理模型
3.2三相靜止坐標繫的PMSM數學模型
3.2.1定子電壓方程
3.2.2定子磁鏈方程
3.2.3電機轉矩方程
3.2.4運動方程
3.2.5基於MATLAB的轉矩公式分析
3.3坐標變換
3.4dq轉子坐標繫的PMSM動態數學模型
3.4.1dq坐標繫PMSM動態數學模型推導
3.4.2基於MATLAB的PMSM數學模型化簡
3.4.3PMSM等效電路圖
3.5電機矢量圖
4PMSM的MATLAB仿真建模
4.1MATLAB/SIMULINK簡介
4.2基於分立模塊的PMSM仿真建模
4.3基於S-FUNCTION的PMSM仿真建模
4.4基於SimPower Systems的PMSM仿真建模
4.5仿真對比分析
4.5.1正弦電壓供電PMSM直接起動的仿真對比
4.5.2不同模型仿真效率比較
4.5.3不同變換矩陣繫數的影響
5PMSM的JMA分析模型
5.1JMAG的功能與特點
5.分析的主要步驟與分析功能簡介
6PMSM穩態工作特性
6.1電流極限圓
6.2電壓特性
6.2.1電壓極限橢圓
6.2.2電壓控制下的電機電流
6.3轉矩特性
6.3.1轉矩與電流幅值及相角的關繫
6.3.2轉矩與ID和IQ的關繫
6.3.3恆轉矩曲線
6.3.4優選轉矩/電流曲線
6.3.5電壓下的電機轉矩
6.4機械特性
6.5功率因數
6.6參數變化對電機的影響
7理想正弦交流電壓源供電PMSM工作特性
7.1恆定電壓恆定頻率正弦交流電壓源供電PMSM工作特性
7.1.1穩態工作特性分析
7.1.2起動過程分析
7.1.3運行穩定性分析
7.2額定頻率以下變頻正弦交流電源供電PMSM工作特性
7.2.1恆定頻率下的PMSM工作特性
7.2.2不同頻率下的PMSM工作特性
7.3額定頻率以上變頻正弦交流電源供電PMSM工作特性
8三相電壓型逆變器構成與工作原理
8.1三相電壓型逆變器構成
8.1.1功率二極管
8.1.2絕緣柵雙極型晶體管
8.1.3金屬氧化物半導體場效應晶體管
8.1.4功率母排
8.1.5吸收電路
8.1.6電容器
8.1.7電壓電流檢測電路
8.1.8典型驅動模塊
8.2三相電壓型逆變器工作模式
8.2.1能量傳遞的三種方式
8.2.2三相電壓型逆變器的兩種導通模式
8.2.3輸出相電壓特點
8.3三相電壓型逆變器MATLAB仿真建模
8.3.1基於SIMULINK分立模塊的逆變器建模
8.3.2基於SimPower Systems庫的逆變器模型
8.3.3基於Simscape庫的逆變器物理建模
9電壓型逆變器控制技術
9.1方波運行模式及仿真建模
9.1.1方波運行模式
9.1.2方波運行模式的電壓型逆變器仿真建模
9.2SPWM技術及仿真建模
9.2.1SPWM技術原理
9.2.2載波比與調制比
9.2.3輸出電壓基波幅值特點
9.2.4仿真建模
9.3SVPWM技術及仿真建模
9.3.1兩電平電壓型逆變器電壓空間矢量
9.3.2SVPWM線性組合算法
9.3.3SVPWM幾何特征
9.3.4SVPWM技術特點
9.3.5SVPWM算法的仿真建模
9.4CHBPWM技術及仿真建模
9.4.1CHBPWM技術原理
9.4.2CHBPWM技術特點
9.4.3CHBPWM仿真建模
10電壓型逆變器供電變壓變頻調速繫統特殊問題
10.1主電路結構
10.2整流電路
10.2.1PWM整流器結構
10.2.2電壓型PWM整流器工作原理
10.2.3電壓型PWM整流器工作方式
10.3VSI輸入側濾波器
10.4VSI輸入側電流諧波
10.4.1VSI直流輸入側電流諧波來源
10.4.2LC濾波器對輸入側諧波電流的抑制作用
10.4.3方波工況下輸入側電流的仿真分析
10.5VSI輸出濾波
10.6EMI濾波器
10.6.1EMC與EMI簡介
10.6.2VSI逆變器中的EMI
10.7VSI的輸出
10.8VSI的工作效率
11電機控制用數字微控制器
11.1概述
11.2TMS320F24X
11.2.1TMS320F24X性能特點
11.2.2SVPWM算法實現
11.3TMS320F2812
11.3.1性能特點
11.3.2基於SIMULINK的DSP中SVPWM程序開發
11.4其他幾種典型的DSP芯片
12PMSM的矢量控制變頻調速繫統
12.1PMSM轉子磁場定向矢量控制技術概念
12.2典型的轉子磁場定向FOC控制PMSM變頻調速繫統
12.2.1dq坐標繫電流閉環PI調節FOC控制繫統
12.2.2三相靜止坐標繫定子電流滯環控制FOC控制繫統
12.2.3轉矩控制的FOC控制繫統
12.2.4電壓解耦型FOC控制繫統
12.2.5含逆變器直流電壓閉環的FOC控制繫統
12.3PMSM矢量控制變頻調速繫統建模與仿真分析
12.3.1FOC控制變頻調速繫統仿真建模
12.3.2FOC控制變頻調速繫統仿真結果與分析
13PMSM的直接轉矩控制變頻調速繫統
13.1直接轉矩控制技術原理
13.1.1定子磁鏈控制原理
13.1.2電機轉矩控制原理
13.1.3PMSM轉矩增量分析
13.1.4兩種磁鏈軌跡控制方案
13.1.5定子磁鏈觀測器
13.2傳統直接轉矩控制中PMSM轉矩脈動分析
13.3PMSM直接轉矩控制變頻調速繫統性能改善方案
13.3.1基於擴充電壓矢量表的改進方案
13.3.2基於調節電壓空間矢量占空比的改進方案
13.4PMSM直接轉矩控制變頻調速繫統仿真建模與分析
13.5DTC與FOC的對比
14PMSM變頻調速繫統應用實例
14.1PMSM在國內電動汽車中的應用
14.1.1國內的燃料電池電動汽車
14.1.2PMSM電機及控制器性能指標
14.1.3電動汽車控制繫統實例分析
14.2PMSM變頻調速繫統在城市軌道交通中的應用
14.2.1列車概況
14.2.2牽引電氣繫統
15PMSM無位置傳感器控制技術
15.1電機模型直接計算法
15.2模型參考自適應法
15.3擴展卡爾曼濾波器
15.4無位置傳感器控制芯片IRMCK20X
16智能控制技術在PMSM變頻調速繫統中的應用
16.1模糊控制技術及其應用
16.2神經網絡控制技術及其應用
16.3專家繫統控制技術及其應用
附錄A：兩相靜止坐標繫中PMSM數學模型
附錄B：SIMULINK分立模塊搭建出PMSM仿真模型
附錄C：S-Function實現PMSM仿真建模的程序
附錄D：采用類似SPWM方式實現SVPWM的仿真模型
附錄E：命令文件
附錄F：中斷向量文件
附錄G：硬件法實現SVPWM算法的程序代碼
附錄H：基於MATLAB/SIMULINK的DSP程序開發
附錄I：SIMULINK模塊使用注意事項與常見問題調試
附錄J：國內外相關標準的標準號及名稱
參考文獻

《永磁同步電機變頻調速繫統及其控制》內容共分為基礎篇、控制篇、應用篇和進階篇四篇，從數學模型、仿真建模和應用實例三個層面，從簡單實用的角度，較為全面地介紹了永磁同步電動機變頻調速繫統的主要構成部分的工作原理與控制技術。
《永磁同步電機變頻調速繫統及其控制》講述的具體內容包括：永磁同步電機的結構與基本工作原理、數學模型、仿真模型以建模分析；電壓型逆變器的工作原理、仿真建模與PWM控制技術；永磁同步電機工作特性及其在正弦交流電壓源、電壓型逆變器供電下的工作特性；用於電機控制的常見數字微控制器及PWM算法實例；永磁同步電動機的磁場定向矢量控制技術和直接轉矩控制技術；永磁同步電動機變頻調速繫統實例；無位置傳感器以及智能控制技術在永磁同步電動機調速繫統中的應用；附錄提供了部分MATLAB仿真模型、部分源代碼、與電機調速繫統相關的一些標準目錄。
《永磁同步電機變頻調速繫等

前言電機調速繫統的作用是通過各類電動機將電能轉換成機械能，為機械負載提供原動力。電機調速繫統應用非常廣泛，無論在電動汽車、城市地鐵、干線鐵路等交通工具中，還是在冶金、紡織等工業生產線上，甚至在空調、冰箱等家用電器裡，電機調速繫統都發揮著不可替代的作用。 交流電機調速繫統采用交流電動機提供負載所需原動力，它是電機學、交流電機調速理論、自動控制理論、電力電子技術、微電子技術等學科的有機結合與交叉應用。自20世紀70年代以來，隨著上述學科日漸成熟，加之交流電機在體積、重量、維修、可靠性、效率等方面優於直流電機，目前電機調速繫統已經從直流電機調速繫統轉為交流電機調速繫統，並處於從傳統電機向新型電機過渡階段。 近些年來，隨著永磁材料性能的不斷提升和成本的降低，采用永磁材料的各類電機(特別是永磁同步電動機)已經在廣受矚目的電動汽車中得到了較多的應用，並且在新能源風能開發與利用、鐵道與城等