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内容简介

　　本教材以两种仿真软件Saber和Matlab为基础。利用Saber软件对电力电子变流电路进行了仿真，包括AC/DC、DC/DC、DC/AC等，并以实例介绍了电力电子元件的驱动电路。利用Matlab软件对几种典型的电机，如永磁同步电机、直流无刷电机、交流异步电机等调速进行了仿真，并给出了详细的仿真模型及参数。

目录

前言 第1章Saber与MATLAB仿真基础 1.1Saber仿真基础 1.1.1Saber仿真软件概述 1.1.2使用Saber创建设计 1.2MATLAB仿真基础 1.2.1MATLAB软件概述 1.2.2系统仿真环境及模型库 1.3Saber与Simulink联合仿真基础 第2章电力电子器件驱动电路仿真 2.1晶闸管门极驱动电路 2.1.1光耦合器触发电路 2.1.2脉冲变压器触发电路 2.1.3交流静态无触点电路 2.1.4移相触发电路 2.2MOSFET栅极驱动电路 2.2.1单晶体管驱动电路 2.2.2推挽式驱动电路 2.2.3隔离式驱动电路 2.3IGBT栅极驱动电路 2.3.1IGBT栅极特性 2.3.2分立元器件构成的IGBT驱动 电路 2.3.3半桥集成驱动电路IR2110 第3章电力电子变流电路仿真 3.1整流电路 3.1.1单相可控整流电路仿真 3.1.2三相可控整流电路仿真 3.1.3电容滤波不可控整流电路仿真 3.1.4同步整流电路仿真 3.1.5功率因数校正电路 仿真 3.2直流斩波电路 3.2.1降压斩波电路仿真 3.2.2升压斩波电路仿真 3.2.3升降压斩波电路仿真 3.2.4Cuk斩波电路仿真 3.2.5Sepic斩波电路与Zeta斩波电路 仿真 3.3交流-交流变流电路 3.3.1单相交流调压电路(电阻 负载) 3.3.2单相交流调压电路(阻感 负载) 3.3.3三相交流调压电路(星形 联结) 3.3.4三相交流调压电路(支路控制 三角形联结) 3.4逆变电路 3.4.1电压型逆变电路 3.4.2电流型逆变电路 3.5PWM逆变电路 3.5.1单相桥式PWM逆变电路 3.5.2三相桥式PWM逆变电路 3.6Saber电力电子仿真小结 第4章MAST语言建模 4.1MAST语言建模概述 4.2使用Saber模型文件创建设计 4.3MAST语言建模应用实例 4.3.1单相桥式PWM逆变电路MAST 语言建模 4.3.2三相桥式全控整流电路MAST 语言建模 第5章直流电机调速系统及仿真 5.1直流电机的工作原理 5.2直流电机的基本方程 5.2.1电压方程 5.2.2转矩方程 5.2.3电磁功率方程 5.3直流电动机开环调速系统仿真 5.4转速电流双闭环调速系统仿真 5.4.1双闭环调速系统组成 5.4.2双闭环调速系统数学模型 5.4.3双闭环调速系统起动过程 分析 5.4.4双闭环调速系统动态结构图 仿真 5.4.5基于Power System模块的双闭 环调速系统仿真 第6章无刷直流电动机调速系统及 仿真 6.1无刷直流电动机简介 6.2无刷直流电动机的工作原理 6.2.1无刷直流电动机的基本结构 6.2.2无刷直流电动机的数学模型 6.2.3无刷直流电动机的工作原理 6.3无刷直流电动机调速系统仿真 6.3.1仿真系统模型搭建 6.3.2双闭环调速系统仿真 第7章开关磁阻电动机调速系统及 仿真 7.1开关磁阻电动机的基本结构与 特点 7.2开关磁阻电动机的数学模型及特性 分析 7.2.1开关磁阻电动机的基本方程 7.2.2开关磁阻电动机的转矩特性 分析 7.2.3开关磁阻电动机的电流特性 分析 7.3开关磁阻电动机的基本控制方式 7.3.1角度控制(APC)方式 7.3.2电流斩波控制(CCC)方式 7.3.3电压斩波PWM控制方式 7.3.4组合控制方式7.4开关磁阻电动机调速系统的组成及 原理 7.4.1调速系统的组成 7.4.2调速系统控制策略选择 7.5开关磁阻电动机调速系统仿真 7.5.1电流斩波控制(CCC)方式的 仿真 7.5.2电压斩波PWM控制方式的 仿真 第8章永磁同步电动机调速系统及 仿真 8.1永磁同步电动机简介 8.1.1永磁同步电动机的分类 8.1.2永磁同步电动机的基本控制 策略 8.2永磁同步电动机矢量控制系统 8.2.1坐标变换原理 8.2.2永磁同步电动机的数学模型及 基本方程 8.2.3永磁同步电动机的矢量控制 原理 8.2.4空间电压矢量脉宽调制(SVPWM) 技术 8.3永磁同步电动机矢量控制系统仿真 8.3.1SVPWM技术仿真 8.3.2id=0与MTPA控制系统仿真 8.3.3弱磁控制系统仿真 8.4永磁同步电动机直接转矩控制系统 仿真 8.4.1传统直接转矩控制方式原理 8.4.2传统直接转矩控制方式实现 8.4.3基于SVPWM的直接转矩控制 系统 8.4.4基于SVPWM的直接转矩控制系统 仿真 参考文献

前言/序言

　　前言　　电力电子技术是一门快速发展的技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科的交叉学科，已成为电气工程及其自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。电机控制系统是电类、自动化类专业基础课重要的组成部分，广泛应用于电力工业、交通运输、航空航天以及军事等领域。电机控制系统是以电力电子技术为基础而发展起来的，可以说电力电子技术的发展推动了电机控制系统的发展。 　　在高校理论教学过程中，受到学时、教学条件等多方面因素的影响，学生往往无法从实用的角度来了解理论课所要呈现的核心内容，因此将先进的仿真技术应用于教学中，会显著提高教学质量。 　　本书着重介绍仿真技术在电力电子和电机控制系统中的应用。Saber是专门用于电力电子的仿真软件，它为用户提供了一个功能强大的混合信号仿真平台，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真。MATLAB仿真技术有效应用于电机及控制系统等工程技术领域，为用户提供了丰富的模块库，具有适应面广、结构和流程清晰、仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。目前，市场上关于Saber仿真应用的书籍很少，多数有关电力电子仿真的内容都来自各种教程。有关MATLAB的书籍种类繁多，而大多数都是针对电力电子技术或电机控制系统中某一方面介绍的，鲜有对这两方面综合阐述的书籍。 　　全书共分为8章，第1章介绍了Saber和MATLAB仿真的基础内容，包括系统仿真环境及相关模型库等；第2章介绍电力电子器件驱动电路仿真，以三种常用的电力电子器件——晶闸管、MOSFET、IGBT为主要内容；第3章对常用的电力电子变流电路进行仿真，包括AC�睤C、DC�睤C、AC�睞C、DC�睞C变换；第4章对MAST语言建模进行了说明，包括语言的基本结构组成以及如何使用MAST语言创建元器件模型等；第5章主要介绍直流电机调速系统及仿真，包括开环调速系统和转速、电流双闭环调速系统控制；第6章介绍无刷直流电动机调速系统及仿真；第7章介绍开关磁阻电动机调速系统及仿真；第8章介绍永磁同步电动机调速系统及仿真，包含矢量控制方式及直接转矩控制方式。本书力求浅显易懂，通过实例介绍仿真软件的使用方法，适用于电气工程及其自动化专业本科生，也为相关专业师生提供参考。本书全部仿真模型均挂在机械工业出版社教育服务网上（www.cmpeducom）。需要说明的是，在做仿真时，需要正确理解仿真所研究的对象，只有在参数取值合理的情况下，才能获得理想的仿真结果；否则会出现仿真中断、计算结果不收敛等提示。 　　在本书的编写过程中，王旭东教授确定了本书的编写大纲。第2章、第6章由王旭东教授撰写，第5章、第7章、第8章由那日沙撰写，第1章、第3章、第4章由周凯撰写。王旭东教授负责全书的统校和审定工作。研究生王红、张铮、邱赫男也参与了本书的编写，并在直流无刷电动机、开关磁阻电动机相关章节的编写中做了大量的工作。 　　由于编者水平有限，书中不妥或错误之处在所难免，恳请读者批评指正。 　　编者
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