車用驅動電機原理與控制基礎

《車用驅動電機原理與控制基礎》是2021年機械工業出版社出版的圖書，作者是鐘再敏。本書主要講述了車用交流驅動電機的工作原理和控制理論基礎。

基本介紹

• 書名：車用驅動電機原理與控制基礎
• 作者：鐘再敏
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111671794

內容簡介

本書系統地介紹了車用交流驅動電機的工作原理和控制理論基礎，本書的主體內容編撰自車用電驅動技術、電機學、交流電機控制等，內容組織上共分為三部分：驅動電機的電磁學基礎、交流電機的基本工作原理、車用交流電機矢量控制理論基礎和系統集成。

本書在內容編排上充分考慮與非自動化類專業的課程體系銜接，力求體系完整；數學分析方法和物理表征儘可能前後一致，主要採用了空間矢量和能量法表述電機的機電能量轉換過程。

本書可以用作非自動化專業的本科或研究生教材，也可供相關技術領域從事交流電機及其控制相關工作的工程師參考。

圖書目錄

序

前言

主要符號表

第1章緒論1

1.1電機的發展簡史1

1.2車用驅動電機的特點和常用類型4

1.2.1車用驅動電機的基本構成和主要技術特點4

1.2.2車用驅動電機的主要類型5

1.3車用驅動電機的典型套用5

1.3.1ISG與P2電機5

1.3.2電機與變速器的集成7

1.3.3三合一電驅動總成8

1.3.4輪轂電機9

小結11

第2章磁場與磁路13

2.1磁場的產生和度量13

2.1.1磁場及其度量13

2.1.2電流的磁效應14

2.1.3（電）磁力17

2.2電磁感應19

2.2.1法拉第電磁感應定律/楞次定律19

2.2.2動生電動勢19

2.2.3感生電動勢21

2.3磁介質22

2.3.1磁介質和磁化強度22

2.3.2磁介質中的安培環路定理23

2.3.3鐵磁材料、硬（永）磁材料25

2.3.4磁場的儲能27

2.4磁路及其基本定律28

2.4.1磁路的基本定律29

2.4.2磁路的並聯和串聯31

2.5典型直流磁路34

2.5.1雙線圈勵磁、磁鏈34

2.5.2永磁磁路的計算特點37

2.6典型交流磁路——單相變壓器39

2.6.1正弦（時間變）量的相量表示39

2.6.2單相交流電路中的有功功率和功率因數40

2.6.3交流磁路的特點和變壓器的原理41

2.6.4變壓器的空載運行42

2.6.5變壓器的負載運行45

小結47

習題48

第3章機電能量轉換與電磁轉矩的生成54

3.1具有機械連線埠的電磁系統/直線電機模型54

3.2電磁系統的儲能——磁能與磁共能56

3.2.1電機內部的能量轉換過程概述56

3.2.2磁路的磁能與磁共能57

3.3電磁轉矩的生成和統一表達式60

3.3.1電磁轉矩的生成60

3.3.2機電能量轉換過程62

3.3.3磁阻轉矩64

3.4機電能量轉換的一般原理67

3.4.1拉格朗日麥克斯韋方程67

3.4.2雙激勵電磁裝置分析69

小結75

習題75

第4章交流繞組及其磁動勢77

4.1典型交流繞組結構77

4.1.1交流繞組的分類和主要設計參數77

4.1.2三相分布繞組的設計80

4.2正弦電流激勵單相繞組的磁動勢85

4.2.1單相繞組的磁動勢85

4.2.2餘弦電流激勵下單相繞組的（脈振）磁動勢88

4.3對稱三相電流激勵三相繞組的磁動勢89

4.3.1三相繞組的基波合成磁動勢89

4.3.2電機的時空一致性、空間矢量91

4.3.3平面旋轉磁動勢的空間矢量表達92

4.4定子電壓、電流及磁鏈矢量93

4.4.1定子電流矢量和電壓矢量93

4.4.2定子磁鏈矢量95

4.5空間矢量的微分運算和線性變換97

4.5.1空間矢量的矢量變換97

4.5.2空間矢量的坐標變換100

4.5.3等幅值線性變換前後的磁共能計算101

4.5.4空間矢量的微分運算102

小結107

習題108

第5章永磁同步電機的空間矢量描述和磁場定向控制110

5.1永磁同步電機轉子結構及物理模型110

5.1.1面裝式永磁同步電機物理模型110

5.1.2內置式永磁同步電機物理模型112

5.2空間矢量方程113

5.2.1定子磁鏈和電壓方程113

5.2.2電壓矢量方程在同步坐標系下的分解115

5.3永磁同步電機磁共能和轉矩模型118

5.4永磁同步電機的磁場定向控制120

5.4.1永磁同步電機的矢量控制和磁場定向120

5.4.2恆轉矩曲線、電流極限圓和MTPA121

5.4.3電壓極限橢圓、弱磁控制和MTPV123

5.4.4永磁同步電機制動的基本原理128

小結129

習題130

第6章感應電機的空間矢量描述和磁場定向控制133

6.1感應電機的轉子結構和工作原理133

6.1.1三相感應電機的轉子結構133

6.1.2三相感應電機的工作原理和物理模型134

6.1.3定子坐標系、轉子坐標系和磁場同步坐標系135

6.2感應電機的矢量方程136

6.2.1感應電機定、轉子的電感與磁鏈136

6.2.2靜止軸系下的空間矢量方程140

6.2.3任意同步旋轉DQ軸系矢量方程142

6.2.4轉子固結abc軸系矢量方程144

6.3轉子磁場的建立過程及其定向144

6.3.1動生電動勢誘導的轉子t軸磁動勢145

6.3.2感生電動勢誘導的轉子m軸磁動勢147

6.4轉子磁場定向MT軸系矢量方程149

6.4.1MT軸系的定義和特徵149

6.4.2定、轉子磁鏈方程150

6.4.3定、轉子電壓方程151

6.4.4定、轉子電流方程152

6.4.5轉矩方程153

6.5基於轉子磁場定向的矢量控制系統156

6.5.1電壓電流模型156

6.5.2電流轉速模型157

6.6轉子磁場定向感應電機控制的實現158

6.6.1轉子磁場定向控制的基本結構159

6.6.2轉矩電流比控制159

6.6.3弱磁控制160

小結161

習題162

第7章車用電機驅動逆變技術164

7.1脈寬調製逆變器和空間矢量調製原理164

7.1.1定子電壓基矢量164

7.1.2伏秒等效原理和SVPWM167

7.2車用功率半導體器件技術169

7.2.1功率半導體器件概述170

7.2.2（車用）絕緣柵雙極電晶體（IGBT）175

7.2.3第三代寬禁帶半導體技術概述177

7.3車用電機控制器技術和裝置177

7.3.1車用電機控制器的基本構成177

7.3.2車用電機控制器的關鍵參數設計178

7.3.3車用電機控制器的硬體控制功能及其實現181

7.3.4車用電機控制器的軟體控制功能及其實現186

小結188

習題188

第8章車用電驅動系統的集成189

8.1車用電驅動系統的負載平衡189

8.1.1車用電驅動力與行駛阻力的

平衡189

8.1.2車用電驅動系統的外特性191

8.1.3車用電驅動系統的功率和效率

特性193

8.2車載電源對電驅動系統的影響195

小結197

習題197

參考文獻198