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目录1

第一章 电力传动系统的任务及典型的机电装置1

1.1电力传动系统的目的、任务、要求和分类1

1.1.1电力传动系统的目的和任务1

1.1.2对电力传动系统提出的技术要求2

1.1.3电力传动系统的分类3

1.2典型的工作机械及其线路6

1.2.1典型的工作机械6

1.2.2机械线路的归算13

1.2.3机械运动方程式27

1.3传递机构——联轴节和变速传动装置32

1.3.1联轴节32

1.3.2变速传动装置33

1.4电磁离合器和制动器33

1.4.1概述33

1.4.2摩擦盘离合器和制动器35

1.4.3薄片离合器和制动器36

1.4.4电磁转差离合器37

1.5.1概述40

1.5普通驱动电动机线路及特性40

1.5.2直流电动机线路及运行特性42

1.5.3三相异步电动机线路及运行特性52

1.5.4同步电动机线路及运行特性72

1.6特殊驱动电动机的工作原理及其传动78

1.6.1直线电动机与直线传动78

1.6.2低惯量直流伺服电动机82

1.6.3无换向器（无刷）电动机85

1.6.4力矩电动机90

1.6.5步进电动机与步进传动90

第二章 电力电子学在电力传动中的应用104

2.1电力半导体器件的分类及其发展105

2.2电力电子学中主要半导体器件的作用原理及特性111

2.2.1主要半导体器件的作用原理和特性111

2.2.2二极管、晶体管和晶闸管的开关过程118

2.2.3电力电子学的分类121

2.3基本可控整流电路124

2.3.1带续流二极管的单脉波整流电路124

2.3.2双脉波电路132

2.3.3三脉波电路135

2.3.4多脉波电路136

2.3.5晶闸管整流器的外特性139

2.3.6电网换相（有源）逆变器143

2.3.7整流器输出电压的谐波分量144

2.3.8整流器的无功功率145

2.4晶闸管交流开关和交流调压器148

2.4.1晶闸管交流开关148

2.4.2晶闸管交流调压器150

2.5直接变频器154

2.6电网换相变流器的控制装置157

2.7晶闸管直流调压器（斩波器）161

2.7.1强迫换相（关断）的原理162

2.7.2晶闸管直流调压器（斩波器）的基本电路163

2.7.3直流调压器电路元件参数的选择165

2.7.4直流调压器的控制方式168

2.7.5逆导晶闸管直流调压器电路170

2.7.6脉冲控制电阻171

2.8晶体管直流调压器（斩波器）和脉冲宽度调制器172

2.8.1晶闸管、门极可关断晶闸管与晶体管的比较172

2.8.2晶体管安全工作区域与动作轨迹173

2.8.3晶体管的基极驱动电路179

2.8.4晶体管直流调压器和晶体管脉冲宽度调制器180

2.9无源（自换相）逆变器183

2.9.1单相逆变器184

2.9.2三相逆变器186

2.9.3晶体管逆变器194

2.9.4逆变器输出电压的调节方式195

2.10强迫换相变流器的控制装置199

第三章 电力传动调节系统的典型结构201

3.1自动调节理论基础202

3.1.1信号的传递——方块图202

3.1.2调节系统的构成原理203

3.1.3调节元件和系统的静态描述205

3.1.4调节元件和系统的动态描述209

3.1.5线性调节系统传递函数和频率特性的求法214

3.1.6调节系统中的信号形式225

3.2直流电动机的动态特性及直流发电机－直流电动机系统225

3.2.1他励直流电动机的电枢电压控制225

3.2.2他励直流电动机的磁场控制229

3.2.3串励直流电动机231

3.2.4直流发电机－直流电动机系统233

3.2.5调节系统对直流电动机的特殊要求235

3.3.1晶闸管整流器－直流电动机系统的静态特性236

3.3直流电动机由晶闸管整流器供电时的静态和动态特性236

3.3.2晶闸管整流器供电时的谐波问题238

3.3.3平波电抗器的设计245

3.3.4晶闸管整流器－直流电动机系统的传递函数248

3.4晶闸管整流器－直流电动机系统的可逆传动253

3.4.1可逆电路的原理253

3.4.2可逆电路中的环流257

3.4.3其它可逆电路260

3.5直流电动机的脉冲控制264

3.6.1直流电动机电枢控制的双环自动调速系统274

3.6直流电力传动自动调节系统274

3.6.2带自动弱磁的直流电动机调速系统277

3.6.3直流电动机可逆调速系统279

3.7异步电动机的方块图及调节方式284

3.7.1异步电动机的一般方程式284

3.7.2异步电动机的方块图286

3.7.3异步电动机的调节方式292

3.8具有转子控制环节的异步电动机传动293

3.8.1利用转子附加电阻来控制异步电动机的转速295

3.8.2利用直接变频器控制异步电动机的转子电压296

3.8.3利用二极管整流器来控制转子电压——次同步串级调速299

3.8.4利用脉冲控制电阻来控制转子电压307

3.9异步电动机的同步传动系统309

3.9.1三相电平衡轴——带辅助机的同步传动系统310

3.9.2三相电工作轴——带公共变阻器的同步传动系统313

3.9.3单相电平衡轴315

3.9.4电轴的方块图317

3.10异步电动机的定子电压控制320

3.10.1晶闸管交流调压器控制异步电动机定子电压的电路及特性320

3.10.2异步电动机由交流调压器控制时的制动与反转327

3.10.3异步电动机由交流调压器供电时的方块图329

3.11异步电动机的频率控制332

3.11.1异步电动机频率控制时的特性及其运行334

3.11.2异步电动机频率控制时的方块图338

3.11.3利用直接变频器控制异步电动机的转速339

3.11.4利用自换相逆变器控制异步电动机的转速345

3.11.5利用晶体管逆变器的变频调速系统349

3.12异步电动机－电磁转差离合器调速系统353

3.13同步电动机的调速系统355

3.13.1恒定励磁同步电动机承受冲击负载时的方块图355

3.13.3同步电动机的频率控制358

3.13.2具有励磁电流调节的同步电动机方块图358

第四章 电力传动系统中调节装置及调节系统的设计原理364

4.1对调节装置提出的技术要求364

4.2模拟信号处理的功能元件366

4.2.1测量装置366

4.2.2给定装置376

4.2.3校正网络和调节放大器379

4.3数字信号处理的功能元件387

4.3.1数字信号形成的原理387

4.3.2数字测量装置391

4.3.3信号转换电路405

4.3.4运算器407

4.4电力传动自动调节系统的设计原理408

4.4.1自动调节系统的静态和动态指标408

4.4.2自动调节系统在频率域内的品质指标416

4.4.3自动调节系统的串联校正422

4.4.4多环串联校正426

第五章 电力传动的程序控制和数字控制438

5.1概述438

5.1.1基本概念438

5.1.2离散控制的分类440

5.2离散控制技术中的元件、组件和设备444

5.2.1输入环节444

5.2.2极限值测量装置和发送器449

5.2.3信号处理元件及其基本电路450

5.2.4逻辑组合电路457

5.2.5输出装置468

5.2.6报警装置、显示装置与存储装置471

5.3数字控制系统472

5.3.1采用数字信号处理的控制系统结构方式472

5.3.2具有锁相环的数字调速系统476

5.3.3具有微型计算机的数字控制系统487

5.4电力传动自动化系统的规划、设计和程序编制507

5.4.1系统的规划和设计步骤507

5.4.2电力传动系统中的线路图及其符号509

5.4.3控制装置工作方式的表示方法513

5.5电力传动中的程序控制系统522

5.5.1基本线路523

5.5.2工业机器控制系统531

5.5.3工业设备控制系统547

主要参考书557

本书采用的主要符号一览表558