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| 編輯推薦： |
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无刷双馈感应电机领域知名专家、华中科技大学徐伟、刘毅老师力作，悉尼大学朱建国教授作序推荐！
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| 內容簡介： |
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无刷双馈感应电机是近年发展起来的一种新型电机，与有刷双馈电机相比，它取消了电刷和集电环，具有结构简单且可靠性高的优点。《无刷双馈感应电机高性能控制技术》深入介绍了无刷双馈感应电机在发电应用中的高性能控制技术，从应用层面来分，《无刷双馈感应电机高性能控制技术》内容可分为常规负载和特殊负载下的运行控制；从控制方法来分，《无刷双馈感应电机高性能控制技术》包括独立发电中的解耦控制、电压畸变补偿控制、无速度传感器控制和模型预测控制等。《无刷双馈感应电机高性能控制技术》不仅包括理论分析，还给出了详细的仿真建模和实验结果，对完善无刷双馈感应电机运行控制基础理论与关键技术研究都将起到一定的作用。《无刷双馈感应电机高性能控制技术》适合许多类型的读者，特别是工作在电气工程领域并对无刷双馈电机有一定了解的读者群，包括电力电子与电力传动领域的研究人员、工程技术人员，也可供高等院校相关专业的教师和研究生作为教科书或教学参考书。
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| 目錄：
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序言
前言
第1章无刷双馈电机及其控制概述1
1.1无刷双馈电机本体研究概述1
1.2无刷双馈电机数学模型研究概述3
1.3无刷双馈电机控制方法研究概述4
1.4无刷双馈电机独立发电系统研究及应用现状5
1.4.1基于传统电机的独立发电系统研究及应用现状5
1.4.2基于无刷双馈电机的独立发电系统研究及应用现状7
1.5本书主要内容9
参考文献10
第2章无刷双馈感应电机数学模型与特性分析17
2.1引言17
2.2工作原理分析17
2.3三相静止坐标系下的动态模型18
2.4两相旋转坐标系下的动态模型22
2.4.1电机控制中的坐标变换理论22
2.4.2任意速dq坐标系下的动态模型24
2.5稳态模型27
2.5.1功率绕组和转子之间的耦合稳态模型27
2.5.2控制绕组和转子之间的耦合稳态模型28
2.5.3型稳态模型和内核稳态模型29
2.5.4T型稳态模型30
2.6独立发电系统性能分析32
2.6.1功率流分析32
2.6.2控制绕组电流分析34
2.7小结37
参考文献37
第3章无刷双馈感应电机控制系统中的变流器38
3.1引言38
3.2背靠背变流器拓扑结构38
3.3电力电子变流器中的PWM技术40
3.3.1单个脉冲调制波PWM基本原理40
3.3.2SPWM基本原理41
3.3.3三相逆变器SPWM43
3.3.4三相逆变器SVM46
3.4无刷双馈感应电机独立发电系统基本控制方法47
3.4.1电机侧变流器控制48
3.4.2负载侧变流器控制48
3.5小结53
参考文献53
第4章常规负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制55
4.1引言55
4.2控制方案设计思路55
4.3控制绕组电流控制方案56
4.4功率绕组电压控制方案59
4.4.1功率绕组电压幅值控制59
4.4.2功率绕组电压频率控制60
4.5控制绕组侧LC滤波器设计和整体控制方案61
4.5.1控制绕组侧LC滤波器设计61
4.5.2整体控制方案62
4.6实验结果64
4.6.1控制绕组侧LC滤波器性能实验64
4.6.2控制绕组电流矢量控制器性能实验64
4.6.3常规负载下发电系统的运行控制实验66
4.7小结73
参考文献73
第5章特殊负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制74
5.1引言74
5.2特殊负载对独立发电系统的影响74
5.3不对称负载下负序电压补偿76
5.3.1不对称负载下无刷双馈感应电机动态模型76
5.3.2基于正反转同步旋转坐标系的负序电压补偿79
5.4非线性负载下低次谐波抑制87
5.4.1基于电机侧变流器的抑制方法88
5.4.2基于负载侧变流器的抑制方法101
5.4.3考虑变流器额定电压的协同抑制方法104
5.4.4统一双变流器协同抑制方法108
5.5小结116
参考文献117
第6章无刷双馈感应电机无速度传感器控制119
6.1引言119
6.2转速观测器119
6.2.1基于转子位置锁相环的转速观测器120
6.2.2非常规负载对转速观测的影响122
6.2.3非常规负载下的改进转速观测器125
6.3独立发电系统无速度传感器直接电压控制133
6.3.1基本的无速度传感器直接电压控制策略133
6.3.2改进的无速度传感器精准相位控制策略140
6.4不对称负载下无速度传感器控制143
6.4.1无速度观测器的控制策略143
6.4.2基于速度观测器的控制策略152
6.5小结155
参考文献156
第7章无刷双馈感应电机预测控制157
7.1引言157
7.2预测控制的基本原理157
7.3应用于电气传动的模型预测分析160
7.4无刷双馈感应电机的预测电流控制162
7.4.1无刷双馈感应电机数学模型163
7.4.2总体控制策略163
7.4.3单矢量模型预测控制164
7.4.4双矢量模型预测控制174
7.4.5无差拍预测控制178
7.5小结184
参考文献185
附录187
附录A实验平台1 187
附录B实验平台2 190
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| 內容試閱：
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前言
经过长期的研究和实践积累，传统电机的理论和技术已日趋成熟，但其性能越来越无法满足日益增长的工业应用需求，为此人们不断进行着新型电机的研究和探索。无刷双馈电机就是近年发展起来的一种新型双电气端口电机，它由两套不同极对数的定子绕组（分别称为功率绕组和控制绕组）和一个经特殊设计的转子构成，通过转子的调制可以使得定子绕组产生的两个旋转磁场实现间接耦合。这种电机取消了传统双馈感应电机所固有的电刷和集电环装置，运行转速范围宽，具有使用寿命长、可靠性高和维护成本低等特点，既能用于并网发电也能用于独立发电。无刷双馈发电系统是电机、电力电子技术以及自动控制技术相结合的高端发电装备，因此在风力发电和船舶轴带发电等新能源领域有广阔的应用前景。本书以无刷双馈感应电机独立发电系统为研究对象，重点研究常规负载和特殊负载下的控制、无速度传感器控制，以及预测控制等。
全书共有7章：第1章概述了无刷双馈电机及其控制技术发展现状；第2章介绍了无刷双馈感应电机工作原理、数学模型以及在独立发电系统中的运行特性；第3章介绍了无刷双馈感应电机控制系统中的变流器，包括常用的背靠背变流器拓扑结构、四种经典的PWM技术，并详细介绍了无刷双馈感应电机独立发电系统的基本控制方法；第4章介绍了常规负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制，包括控制绕组电流控制和功率绕组电压控制方案，并对控制绕组侧LC滤波器的设计方法进行了详细介绍；第5章是特殊负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制，分别介绍了不对称负载下的负序电压补偿方法以及四种典型的非线性负载下低次谐波的抑制方法；第6章介绍了无刷双馈感应电机无速度传感器控制，主要内容包括转速观测器设计、无速度传感器直接电压控制以及不对称负载下无速度传感器控制策略；第7章是无刷双馈感应电机预测控制，主要介绍了三种无刷双馈感应电机预测电流控制方法，包括单矢量模型预测控制、双矢量模型预测控制和无差拍预测控制等。
本书由徐伟和刘毅合著。编写过程中，作者的研究生余开亮、董定昊、高建平、张松杨和陈俊杰等做了大量的编辑和校对工作，在此一并表示感谢。另外，还要感谢华中科技大学机械科学与工程学院艾武教授和陈冰副教授、中国长江航运集团电机厂和武汉扬华电气股份有限公司对于本书研究工作的帮助和支持。最后，感谢国家自然科学基金（项目编号51707079和51877093）对本书研究工作的资助。
本书可供新能源发电、电力电子与电力传动等领域研究人员和工程技术人员参考，也可供高等院校相关专业的教师和研究生作为教科书或教学参考书。由于作者水平有限，且无刷双馈电机控制技术正处于快速发展中，书中难免存在疏漏或错误，敬请读者批评指正。
序言
与传统单端口电机相比，多端口电机具有更高效、更紧凑和运行方式更灵活等优点，近几十年来受到了学术界和工业界的广泛关注。这类电机已能广泛用于多种工业领域，例如风力涡轮发电机系统、船舶轴带发电、电力推进和电动汽车等。由于工业界对高可靠性和高性价比能量转换的持续需求，高性能电机及其驱动系统在很长一段时间内都会成为研究热点。
无刷双馈电机是近年发展起来的一种新型双电气端口电机，它去掉了传统双馈感应电机所固有的电刷和集电环装置，从而提高了可靠性并降低了维护成本，因此越来越受到学术界和工业界关注。然而，这种电机模型复杂，这使得其控制方法有独特之处。虽然目前国内外相关文献较多，但是一直没有专著对其进行系统性的梳理。
为了促进无刷双馈电机控制技术的发展，本书作者从其多年技术成果中精选出最有价值的部分，进行归纳和整理，并系统地呈现给广大读者。两位作者在无刷双馈电机领域耕耘多年，而且还参与了多个实际工程项目，因此对无刷双馈电机控制技术有着独到的见解，书中的相关内容应该能对本领域的研究人员和工程技术人员起到有益的参考作用。
最后，我对两位作者的辛勤工作表示由衷的感谢，相信本书能够成为无刷双馈电机领域极具价值的研究成果，也希望在本书出版的带动下能涌现出更多的无刷双馈电机专著。
朱建国 教授、院长 2020年春
悉尼大学电气与信息工程学院
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