电机原理及驱动分析（第3版）

图书标准信息

• 作者 [美]克劳斯 著；边春元 译；满永奎
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2015-08
• 版次 1
• ISBN 9787302397748
• 定价 69.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

IEEE编辑委员会组织了多个丛书系列，其中电力工程系列图书已经出版了61种，本书是其中之一。自从1994年第1版出版以来，《电机原理及驱动分析》受到了该领域广大学者的普遍好评。本书是2013年出版的第3版，它的内容最大限度地综合了当前最新的研究与发展成果，成为当前最知名的有关电机控制技术的参考图书之一。
  本书的作者都是电机与电机控制领域的资深专家，详细情况可以参考本书封底的作者简介。
  本书可以作为普通高等学校电气工程专业和自动化专业本科生及研究生的专业基础课程教材，也可以作为从事电气工程及自动化行业科研工作的广大科研技术人员的参考用书。

【作者简介】

作者

PAUL KRAUSE 博士：P.C Krause and Association (从事电机设计、模型建立、软件和硬件设计的高科技公司)的创始人。也是本书第1版的作者、IEEE高级会员、是杰出的特斯拉奖获得者；Electromechanical Motion Device，Second Edition的作者之一。

GLEG WASYNCZUK  博士：普渡大学电气与计算机工程学科教授，IEEE高级会员，许多获奖论文的作者；Electromechanical Motion Device，Second Edition的作者之一。

SCOTT SUDHOFF  博士：IEEE期刊EnergyConversion主编，IEEE高级会员，美国普渡大学教授，在电机、电力电子转换器、仿真和设计方面有较多论著。

STEVEN PEKAREK  博士：IEEE高级会员，曾多次担任电机和电力电子国际学术会议组织委员会成员，在该领域发表了大量论文，目前在美国普渡大学从事电气与计算机工程学科的教学与科研工作。

 

译者

满永奎：男，1957年生，1977年考入东北大学，先后获得工学学士、工学硕士、工学博士学位，现任东北大学信息科学与工程学院电力系统与电力传动研究所副所长。在1989年至2000年期间，先后在英国Sheffield大学、Leicester大学和East London大学从事电机设计、电机驱动控制领域的研究。目前，研究领域为电力电子与电气传动、可再生能源利用等。发表论文50余篇，著书有《通用变频器及其应用》、《电机原理与拖动》等图书，获得七项国家发明专利。

【目录】

第1章机电能量转换理论1

1.1引言1

1.2磁耦合电路1

线性磁路系统2

非线性磁路系统5

1.3机电能量转换8

能量关系8

耦合场中的能量11

能量转换的图形解释15

电磁力和静电力17

机电系统的稳态和动态特性19

1.4基本的交流电机24

参考文献31

习题31第2章交流电机的分布绕组38

2.1引言38

2.2分布绕组描述38

分布绕组的离散描述方法40

分布绕组的连续描述方法41

导体分布的对称条件41

分布绕组离散描述和连续描述之间的转换42

端部导体42

一般的绕组设计43

2.3绕组函数45

2.4气隙磁动势48

2.5旋转MMF50

2.6磁链和电感51

2.7电阻53

2.8分布绕组的电压和磁链方程54

定子电压方程54

同步电机54

异步电机56

参考文献58

习题58第3章参考坐标系理论60

3.1引言60

3.2背景60

3.3变换方程: 变量的变换61

3.4静态电路变量向任意参考坐标系的变换62

阻性元件62

感性元件63

容性元件65

3.5通常使用的参考坐标系67

3.6对称系统的变换68

3.7对称稳态相量关系68

3.8对称稳态电压方程70

3.9从几个参考坐标系观察的变量72

3.10参考坐标系之间的变换76

3.11特殊变换77

3.12空间向量表示78

参考文献80

习题80第4章永磁交流电机85

4.1引言85

4.2电机的电压和转矩方程85

4.3在转子参考坐标系的电压和转矩方程式88

4.4稳态运行分析89

4.5无刷直流电机90

4.6永磁电机的电压相移96

4.7定子电流的控制98

参考文献99

习题99第5章同步电机101

5.1引言101

5.2以电机变量表示的电压方程101

5.3以电机变量表示的电磁转矩方程式105

5.4任意旋转坐标系中的定子电压方程式106

5.5转子坐标系中的电压方程式107

5.6变量替换后的电磁转矩方程111

5.7转子角度位置112

5.8标幺值113

5.9稳态运行分析114

5.10定子电流流出电机为正: 同步发电机运行121

输入转矩突变时的动态特性125

电机端部三相故障时的动态运行特性129

近似的暂态转矩转子角度特性132

在输入转矩突变时的实际的和近似的暂态转矩角度特性比较: 

初次摆动暂态稳定性极限值134

端部发生三相短路故障时，实际的和近似的暂态转矩角度特性比较: 

临界恢复时间136

等面积准则139

5.11计算机仿真145

在转子参考坐标系中进行仿真145

在任意参考坐标系中定子电压方程仿真147

饱和情况的仿真148

对称条件下的仿真151

定子不对称状态时的仿真151

参考文献152

习题152第6章异步电机156

6.1引言156

6.2用电机变量表示电压方程156

6.3用电机变量表示转矩方程159

6.4转子电路的变换公式160

6.5用任意参考坐标系变量表示电压方程162

6.6用任意参考坐标系中的变量表示转矩方程166

6.7常用的参考坐标系168

6.8标幺制168

6.9稳态运行的分析170

6.10自由（空载）加速特性175

6.11从不同参考坐标系下观察自由加速特性181

6.12负载转矩突变时的动态性能187

6.13电机端子出现三相短路时的动态性能189

6.14在任意参考坐标系进行计算机仿真190

参考文献193

习题193第7章在时域表示的电机方程式197

7.1引言197

7.2派克方程式的微分算子形式197

7.3同步电机四个转子绕组的运算阻抗和G(p)198

7.4标准同步电机阻抗200

7.5同步电机标准时间常数202

7.6同步电机时间常数的推导202

7.7从短路特性求取参数205

7.8从频率响应特性求取参数210

参考文献214

习题215第8章电机方程的其他表示形式217

8.1简介217

8.2非线性化的电机模型218

异步电机218

同步电机218

8.3电机方程的线性化219

异步电机220

同步电机221

8.4小信号稳定性分析:特征值224

8.5典型的异步电机的特征值224

8.6典型的同步电机的特征值227

8.7忽略电气瞬变的定子电压方程227

异步电机229

同步电机230

8.8忽略定子电气瞬变情况下，异步电机运行特性的预测231

自由加速特性分析231

负载转矩的变化232

电机端子三相短路故障233

8.9忽略定子电气暂态，预测同步电机运行特性234

输入转矩的变化234

电机端子三相短路故障234

8.10电压源模型236

8.11降阶的电压源模型242

参考文献243

习题244第9章不平衡条件运行及单相感应电机245

9.1引言245

9.2对称分量理论245

9.3感应电机对称分量分析246

9.4感应电机的定子不平衡条件: 参考坐标系分析247

参考坐标系中的不平衡系统变量247

相量关系249

9.5感应电机典型定子不平衡条件252

输入电压不平衡252

定子阻抗不平衡253

定子一相开路254

9.6感应电机的转子不平衡条件255

任意参考坐标系内不平衡系统变量256

相量关系257

9.7转子电阻不平衡258

9.8单相感应电机261

任意参考坐标系内的电压方程262

任意参考坐标系内不平衡的电机变量263

相量关系264

不平衡定子阻抗264

定子相开路265

单相感应电机的运行特性266

9.9同步电机的异步运行以及不平衡条件运行268

电机启动269

极滑270

相线中线短路272

相线相线短路272

相线相线中线短路273

参考文献274

习题274第10章直流电机及驱动276

10.1引言276

10.2直流电机基础276

10.3电压和转矩方程式281

10.4基本的直流电机种类282

他励直流电机282

并励直流电机283

串励直流电机284

复励直流电机286

10.5时域框图和状态方程288

并励直流电机289

永磁直流电机290

10.6直流驱动系统的固态变流器291

单相交/直整流器291

三相交/直变换器293

直/直斩波器293

10.7一象限直/直变流器驱动294

一象限直/直斩波器294

连续电流运行295

不连续电流运行298

平均值分析300

运行特性303

10.8两象限直/直变流器驱动307

10.9四象限直/直变流器驱动309

10.10具有电压控制型直/直变流器的电机控制311

速度控制: 电压控制型直/直变流器311

速度控制: 带电压前馈控制的电压控制直/直变流器312

10.11电流控制型直/直变流器的电机控制313

电流控制四象限直/直变流器313

速度控制: 流控型直/直变流器316

参考文献317

习题317第11章半控桥式转换器319

11.1引言319

11.2单相负载换相转换器319

没有换相电感或触发延迟的运行情况319

有换相电感无触发延迟时的运行情况321

没有换相电感而有触发延迟时的运行情况321

有换相电感和有触发延迟时的运行情况322

运行模式324

11.3三相负载换相转换器327

工作模式328

分析和平均值模型330

11.4结论与扩展336

参考文献337

习题337第12章三相全控桥式逆变器338

12.1简介338

12.2三相桥式逆变器338

12.3六拍运行342

12.4六拍调制347

12.5正弦三角波调制方法350

12.6扩展的正弦三角波调制354

12.7空间矢量调制355

12.8滞环调制358

12.9误差调制360

12.10开环电压和电流调节361

12.11闭环电压和电流调节362

参考文献365

习题366第13章异步电机的控制368

13.1引言368

13.2压频比控制368

13.3恒滑差频率的电流控制方式373

13.4磁场定向控制378

13.5直接磁场定向控制381

13.6具有鲁棒性的直接转矩控制系统382

13.7间接转子磁场定向控制385

13.8直接转矩控制388

13.9滑差的能量回馈控制391

13.10结论393

参考文献394

习题394第14章永磁交流电机的驱动396

14.1引言396

14.2电压源型逆变器驱动系统396

14.3电压源型逆变器等效的理想化电源397

14.4电压源型逆变驱动系统的平均值分析403

14.5电压源型逆变驱动系统的稳态性能406

14.6电压源型逆变驱动系统的暂态和动态性能408

14.7案例研究: 基于电压源逆变器的速度控制系统412

14.8电流调节型逆变器驱动系统415

14.9电流调节型逆变驱动系统的电压限制418

14.10电流指令的合成419

14.11电流调节型逆变驱动系统的平均值模型422

14.12案例研究: 基于电流调节型逆变器的速度控制系统423

参考文献425

习题425第15章电机设计介绍427

15.1引言427

15.2电机的结构428

15.3定子绕组432

15.4材料参数434

15.5定子电流和控制原理435

15.6径向磁场分析436

定子磁动势437

径向磁场变化437

气隙磁动势降落438

永磁体磁动势438

径向磁通密度的求解439

15.7集总参数439

15.8铁磁材料中磁场分析440

15.9设计问题的规划444

空间设计444

设计指标444

设计约束445

设计适用度446

15.10实例447

15.11扩展452

参考文献453

习题453附录A三角关系、常量、转换因子和缩写455

A.1基本的三角关系455

A.2三相三角关系455

A.3常量和转换因子456

A.4缩写456附录B卡特系数457附录C漏感459参考文献462