軌道交通直線感應電機與控制

《軌道交通直線感應電機與控制》是2021年機械工業出版社出版的圖書，作者是呂剛。

基本介紹

• 中文名：軌道交通直線感應電機與控制
• 作者：呂剛
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2021年6月1日
• 頁數：216 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787111675006 

內容簡介

在現代軌道交通的背景下，《軌道交通直線感應電機與控制》從直線電機的類型、拓撲結構、供電、驅動方式以及套用車輛的特徵等方面，詳細闡述了軌道交通直線電機的相關理論與套用。以軌道交通直線感應電機為描述對象，闡述了其工作原理、拓撲結構以及特殊的電磁現象。從“路”和“場”的角度，分別給出了以初級等效長度、復電磁功率和磁通密度模型等三種思路獲取直線感應電機等效電路的方法，以及直線感應電機的一維、二維和三維電磁場理論。深入分析了直線感應電機的參數辨識，闡述了該電機的一維、二維和三維控制策略。*後，介紹了直線電機城市軌道交通系統，重點分析了初級橫向偏移、次級斷續等複雜工況下電機的特性和暫態過程。

《軌道交通直線感應電機與控制》可供高等院校電機、電氣傳動專業的教師和研究生，以及電機工程、載運工具運用工程等相關行業的科技人員參考。

圖書目錄

序

前言

第1章綜述

1.1直線電機在軌道交通中套用的綜述

1.2直線感應電機在城市軌道交通中的套用

1.2.1短初級直線感應電機

1.2.2長初級直線感應電機

1.3電勵磁式直線同步電機在軌道交通中的套用

1.3.1常導型直線同步電機

1.3.2無鐵心超導直線電機

1.4永磁直線同步電機在城市軌道交通中的套用

1.4.1“半懸浮”MBahn列車

1.4.2M3磁懸浮列車

1.4.3Inductrack永磁磁懸浮系統

1.5參考文獻

第2章直線感應電機

2.1直線感應電機的拓撲結構

2.2直線感應電機的四象限運行

2.2.1電動運行狀態

2.2.2制動運行狀態

2.3短初級直線感應電機的電磁特殊現象

2.3.1端部效應

2.3.2邊緣效應

2.3.3趨膚效應和氣隙漏磁通

2.3.4繞組特性

2.4具有半填充槽的初級繞組

2.5設計依據與端部效應補償

2.5.1最佳品質因數

2.5.2端部效應的補償

2.6端部效應的實驗室模擬方法

2.6.1等值條件

2.6.2初級保持不變時的模擬

2.6.3採用帶有盤式次級的弧形電動機的模擬

2.7參考文獻

第3章基於“路”的直線感應電機特性分析

3.1直線感應電機等效電路綜述

3.2基於初級等效長度的等效電路

3.2.1考慮端部效應的勵磁電感

3.2.2考慮端部效應的勵磁電阻

3.2.3推力的計算

3.2.4法向力的計算

3.2.5法向轉矩的計算

3.3基於復電磁功率的等效電路

3.3.1直線感應電機內部電磁功率的計算

3.3.2虛擬的初級對稱相電動勢的計算

3.3.3端部效應的數學分析

3.3.4邊緣效應的數學分析

3.3.5等效電路參數的計算公式

3.3.6電機特性計算

3.4基於磁通密度模型的等效電路

3.4.1轉差率對縱向磁通密度的影響

3.4.2考慮轉差率對縱向磁通密度分布影響的模型

3.4.3空間二維力的推導與表達

3.4.4空間三維力的推導與表達

3.4.5計算與實驗結果比較

3.5參考文獻

第4章基於“場”的直線感應電機特性分析

4.1基於“場”的直線感應電機分析方法綜述

4.2直線感應電機的一維電磁模型與特性分析

4.2.1電磁場分析模型

4.2.2端部效應

4.2.3邊緣效應

4.3直線感應電機的二維電磁模型與特性分析

4.3.1縱向磁動勢分布的建模

4.3.2基於空間高次諧波的二維電磁模型

4.4直線感應電機的三維電磁模型與特性分析

4.4.1橫向磁動勢分布的建模

4.4.2基於空間高次諧波的三維電磁模型

4.4.3次級趨膚效應及鐵軛飽和

4.4.4不同次級拓撲結構

4.4.5直線感應電機三維力特性與轉矩分析

4.5直線感應電機有限元法建模與特性計算

4.5.1二維渦流場通用模型

4.5.2二維渦流場離散電磁模型與電機特性計算

4.5.3三維渦流場通用模型

4.5.4三維渦流場離散電磁模型與電機特性計算

4.6參考文獻

第5章直線感應電機的初始參數辨識

5.1引言

5.2直線感應電機初級與次級的漏感

5.3考慮PWM逆變器的直線感應電機模型

5.4直線感應電機的參數確定

5.4.1初級電阻和電感的估計

5.4.2等效電阻與等效電感

5.4.3勵磁電感、次級電阻和次級電感

5.4.4互感多項式的數值解法

5.5多個直線感應電機的仿真分析

5.5.1β選擇對計算誤差的影響

5.5.2與傳統測試方法的性能對比

5.5.3初級電阻和電感精度的影響因素及分析

5.5.4誤差統計與分析

5.6實驗測定的次級電阻

5.7參考文獻

第6章直線感應電機的控制策略

6.1直線感應電機控制策略的綜述

6.1.1恆轉差頻率控制

6.1.2矢量控制

6.2直線感應電機的推力控制

6.2.1數學模型及其坐標變換

6.2.2端部效應對有功功率和推力的影響

6.2.3磁鏈控制器與推力控制器設計

6.2.4電流控制器設計

6.2.5端部效應對勵磁支路和推力的影響分析

6.2.6典型電機及其控制的仿真結果分析

6.3直線感應電機的二維力解耦控制

6.3.1直線感應電機推力與法向力的簡要表達

6.3.2推力與法向力的關係與特點

6.3.3電流指令和頻率指令的重構

6.4直線感應電機的準三維力解耦控制

6.4.1推力與法向力、側向力之間的關係和特點

6.4.2準三維力解耦控制系統

6.5直線感應電機最優控制

6.5.1引言

6.5.2水平力和法向力的表達

6.5.3直線感應電機吸收功率與車輛運行阻力

6.5.4考慮法向力的最優控制

6.5.5與恆定磁通控制系統的對比和結果分析

6.6參考文獻

第7章直線電機城市軌道交通系統

7.1概況

7.2直線電機城市軌道交通系統的特點

7.2.1直線感應牽引電機

運載系統的優點

7.2.2直線感應牽引電機驅動的缺點

7.3直線感應牽引電機

7.3.1直線感應牽引電機原理

7.3.2直線感應牽引電機

特點、結構與參數

7.3.3直線感應牽引電機冷卻方式

7.3.4感應板

7.3.5直線感應牽引電機驅動特點

7.4直線電機車輛供電

7.5直線電機車輛牽引與制動

7.5.1牽引傳動系統

7.5.2直線感應牽引電機控制策略

7.5.3直線電機車輛制動

7.6直線感應牽引電機懸掛技術

7.6.1MK系列轉向架直線電機定子懸掛技術

7.6.2日本直線電機轉向架定子懸掛技術

7.7直線電機車輛

7.7.1車輛系統

7.7.2加拿大UTDC的輕軌車輛

7.7.3日本福岡機場線車輛

7.8參考文獻

第8章軌道交通直線感應電機的特殊性

8.1複雜線路對直線感應電機的影響

8.2初級橫向偏移時直線感應電機的特性

8.2.1初級橫向偏移的直線感應有限元模型

8.2.2氣隙磁場和次級渦流的畸變

8.2.3推力、法向力和側向力密度分布

8.2.4四象限運行時三維力特性及其對行車的影響

8.3次級斷續時直線感應電機的特性

8.3.1次級斷續時電機的分段式等效電路

8.3.2等效電路參數在次級斷續時的不同變化

8.3.3次級斷續時直線感應電機的特性分析

8.3.4次級斷續時電機的有限元模型

8.3.5次級斷續時電機的氣隙磁場和渦流分布

8.3.6次級斷續時直線感應電機的暫態特性分析

8.4參考文獻

作者簡介

呂剛，北京交通大學教授、博士生導師、IET Fellow。擔任世界交通運輸大會軌道交通學部牽引傳動委員會主席、IEEE PES 電驅動技術分委會常務理事、中國電工技術學會直線電機專委會委員、中國工業節能協會綠色電機系統專委會委員等。英國劍橋大學、謝菲爾德大學訪問學者，江西理工大學兼職教授。主持國家重大科技成果轉化項目、國家自然科學基金、中車集團重點項目、中國航天科工項目和教育部博士點基金等40餘項。共發表軌道交通直線電機系統領域高水平學術論文70餘篇，其中在IEEE Tans.和IET Proc.期刊發表SCI論文30餘篇，EI論文40餘篇；國家發明專利20餘件，軟體著作權1件，其中3項發明專利轉化，提供的直線電機技術在國內多個“首條”軌道交通線路中套用。主編軌道交通電機與傳動系統領域專著4部，其中3部中文，1部英文。起草和實施標準1部。獲得英國工程技術學會頒發的Fellowship of the Institution of Engineering and Technology、交通運輸部的交通運輸重大科技創新成果獎等。