控制电机及其应用 内容简介
随着电子技术的发展，控制电机在实际工程中的应用愈加广泛，本书在汲取传统的控制电机教材对原理讲述清楚的基础上增加了控制等内容。将新的控制技术与控制芯片相结合，以适应宽口径复合型人才培养的需要。全书共分七章，第1章主要介绍直流伺服电动机、直流力矩电动机和无刷直流电动机的原理、结构、运行特性及控制；第2章主要介绍两相交流伺服电动机、永磁同步伺服电动机的原理、结构及运行特性，重点讲述永磁同步伺服电动机的控制技术；第3章重点介绍步进电动机的原理、结构及运行特性和单片机控制技术；第4、第5两章主要介绍旋转变压器和自整角机的原理、结构及应用；第6章的内容为开关磁阻电动机，重点介绍开关磁阻电动机系统的组成、原理、结构及运行特性和DSP控制技术；第7章的内容为直线电机，本章主要介绍直线电机的原理、结构及应用。同时，在各章的后面附有一定数量的思考与练习题，供复习与联系使用。
该教材主要面向电气工程及其自动化、自动化、仪表及检测技术、机电一体化等本科专业的教材和参考书，也可供从事相关行业的技术人员学习参考。
控制电机及其应用 目录
第1章 直流伺服电动机
1.1 直流伺服电动机
1.1.1 结构和分类
1.1.2 运行原理
1.1.3 直流伺服电动机的应用
1.2 无刷直流电动机
1.2.1 无刷直流电动机的结构与组成
1.2.2 无刷直流电动机的控制方法
1.2.3 无刷直流电动机的运行特性
1.2.4 无刷直流电动机的应用
1.3 直流力矩电动机
1.3.1 直流力矩电动机的结构与特点
1.3.2 运行原理与特性
1.3.3 直流力矩电动机性能特点
思考与练习一
第2章 交流伺服电动机
2.1 两相伺服电动机
2.1.1 结构与分类
2.1.2 运行原理及分析
2.1.3 运行特性
2.2 永磁同步伺服电动机
2.2.1 结构与分类
2.2.2 运行原理及分析
2.3 永磁同步伺服电动机的控制
2.3.1 三相永磁同步伺服电动机在静止ABC坐标系中的参数
2.3.2 逆变器机电能量变换装置的坐标变换
2.3.3 逆变器机电能量变换装置电压方程的坐标变换
2.3.4 无转子阻尼绕组的三相永磁同步伺服电动机的电磁转矩
2.3.5 基于统一模型电动机方法的三相永磁同步伺服电动机动态方程
2.4 三相永磁同步伺服电动机的基本控制方法
2.4.1 位置环的控制策略
2.4.2 速度环的控制策略
2.4.3 电流环的控制模型
2.4.4 电流环的PID控制
2.4.5 三相永磁同步伺服电动机的三闭环控制系统
2.5 三相永磁同步伺服逆变器的空间正弦SVPWM技术
2.5.1 直角坐标系二电平广义逆变器空间电压矢量SVPWM波
2.5.2 直角坐标系的SVPWM的基本概念
2.5.3 电压幅值的归一化
2.5.4 电压矢量的分区
2.5.5 基于LF2407DSP的SVPWM波的产生
2.6 三相永磁同步伺服电动机的DSP控制电路
2.6.1 控制器的硬件组成
2.6.2 电磁兼容设计
思考与练习二
第3章 步进电动机
3.1 步进电动机的工作原理
3.1.1 反应式步进电动机的工作原理
3.1.2 运行方式
3.1.3 小步距角步进电动机
3.1.4 反应式步进电动机的结构
3.1.5 其他形式的步进电动机
3.2 反应式步进电动机的运行特性
3.2.1 反应式步进电动机的静态特性
3.2.2 反应式步进电动机的动态特性
3.2.3 连续脉冲运行
3.3 步进电动机主要性能指标
3.4 驱动电源
3.4.1 驱动电源组成及作用
3.4.2 驱动电源的分类
3.5 步进电动机的微处理器控制
3.5.1 并行控制
3.5.2 串行控制
3.5.3 步进电动机转速控制
3.5.4 加减速定位控制
3.5.5 步进电动机的其他控制
思考与练习三
第4章 旋转变压器
4.1 旋转变压器的结构和工作原理
4.1.1 旋转变压器的结构
4.1.2 旋转变压器的工作原理
4.1.3 旋转变压器的负载运行
4.1.4 一次侧补偿的旋转变压器
……
第5章 自整角机
第6章 开关磁阻电动机及其控制
第7章 直线的电动机
附录A 信号检测与转换
附录B 数字PID控制算法与数字滤波技术
参考文献
控制电机及其应用 节选
第1章 直流伺服电动机
伺服电动机是一种执行电动机，在自动控制系统中作为执行元件。伺服电动机将输入的电压信号变换成转轴的角位移或角速度而输出。输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。改变控制电压可以改变伺服电动机的转速及转向。伺服电动机按其使用的电源性质不同，可分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
随着自动控制技术的发展，伺服电动机的应用范围日益广泛，对其性能的要求也在不断提高；另外新技术、新材料的出现也为伺服电动机的发展提供了可能，促使它有了很大发展，涌现出许多新型的结构。如快速响应低惯量的盘形电枢直流电动机、空芯杯电枢直流电动机和无槽电枢直流伺服电动机；取消了传统直流电动机上的电刷和换向器采用电子器件换向的无刷直流伺服电动机；为了适应高精度低速伺服系统的需要取消了减速机构而直接驱动负载的直流力矩电动机等。
本章主要就直流伺服电动机、无刷直流伺服电动机及直流力矩电动机的结构、原理、运行特性及其应用进行分析，有关交流伺服电动机的内容将在第2章中讲述。
1.1 直流伺服电动机
1.1.1 结构和分类
直流伺服电动机是指使用直流电源驱动的伺服电动机，它实质上就是一台他励式直流电动机。直流伺服电动机的结构可分为传统型和低惯量型两大类。
1.传统型直流伺服电动机
传统型直流伺服电动机的结构形式和普通直流电动机基本相同，也是由定子、转子两大部分所组成，只是它的容量与体积较小。按励磁方式的不同，传统型直流伺服电动机可以再分为永磁式和电磁式两种。永磁式直流伺服电动机的定子磁极由永久磁钢组成。电磁式直流伺服电动机的定子磁极通常由硅钢片铁芯和励磁绕组组成。这两种电动机的转子结构与普通直流电动机的结构相同，其铁芯均由硅钢片冲制叠压而成，在转子冲片的外圆周一L开有均匀布置的齿槽，在转子槽中放置电枢绕组，并通过换向器和电刷与外电路连接。
2.低惯量型直流伺服电动机
与传统型的直流伺服电动机相比，低惯量型直流伺服电动机具有时间常数小响应快速的特点。目前低惯量型直流伺服电动机主要有：盘形直流伺服电动机、空心杯形直流伺服电动机和无槽电枢直流伺服电动机。
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