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| 內容簡介： |
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现代微特电机技术是一门集电机技术、材料科学、计算机技术、现代控制理论、微电子技术和电力电子技术等现代科学技术的进步于一体的新技术。本书主要介绍几种正在兴起和已经取得广泛应用的微特电机的原理、分析、设计及其控制方法。全书共6章，第1章介绍微特电机的分类、应用、发展趋势和设计与控制的共性问题；第2章介绍无刷直流电动机的结构、原理、主要特性和控制系统；第3章介绍永磁同步电机和永磁辅助同步磁阻电机的原理、设计与矢量控制；第4章介绍开关磁阻电动机的工作原理、分析方法、设计方法、控制策略和控制系统；第5章介绍步进电动机的工作原理、静动态特性和控制方法；第6章介绍超声波电动机的原理、结构和控制及其发展概况。本书主要作为普通高等学校电气工程及其自动化专业和机电一体化专业的本科教材，也可作为相关领域的研究生和工程技术人员的参考书。本书配有教师授课电子课件及嵌入式系统的控制软件源代码，欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载，或加微信jinaqing_candy或发邮件jinacmp@163.com索取（注明姓名、学校等信息）。
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前言第1章微特电机及其控制基础1.1微特电机的定义与种类1.1.1非电磁电机1.1.2机电一体化电机1.1.3特殊结构电机1.2微特电机的应用与发展趋势1.2.1微特电机的应用1.2.2微特电机的发展趋势1.3永磁材料与磁极结构1.3.1永磁材料的主要特性1.3.2电机中常用的永磁材料1.3.3常见转子结构1.3.4Halbach阵列1.3.5气隙磁感应强度的近似估算1.4分数槽绕组与分数槽集中绕组1.5电机数字控制系统的构建1.5.1电机数字控制系统的构建方法1.5.2位置与角度检测电路1.5.3电流检测电路1.5.4逆变器与门极驱动电路1.5.5故障检测与保护电路1.5.6数字PID1.6电机控制系统的测速方法练习与思考技能扩展第2章无刷直流电动机及其控制2.1无刷直流电动机系统2.1.1无刷直流电动机的组成2.1.2无刷直流电动机的基本工作原理2.1.3无刷直流电动机与永磁同步电动机2.1.4无刷直流电动机的特点2.2三相无刷直流电动机的主电路及其工作方式2.2.1星形联结三相半桥式主电路2.2.2星形联结三相桥式主电路2.2.3三角形联结三相桥式主电路2.3无刷直流电动机的电枢反应2.4无刷直流电动机的分析2.4.1无刷直流电动机的数学模型2.4.2无刷直流电动机的反电动势2.4.3无刷直流电动机稳态性能的动态模拟2.4.4无刷直流电动机稳态性能的简化分析2.5无刷直流电动机的转矩脉动2.5.1转矩脉动的定义及引起转矩脉动的原因2.5.2换相与转矩脉动2.6无刷直流电动机的控制原理及其实现2.6.1无刷直流电动机控制系统原理2.6.2PWM调制方式2.6.3正反转运行控制2.7无刷直流电动机的无位置传感器控制2.7.1反电动势过零检测法2.7.2三次谐波检测法的辨析2.7.3无位置传感器控制中无刷直流电动机的起动2.7.4无位置传感器控制系统实现2.8无刷直流电动机控制专用集成电路2.9无刷直流电动机的单片机控制实例2.9.1基于AVR单片机的电动车用无刷直流电动机控制系统2.9.2基于AVR单片机的电动车用无刷直流电动机控制软件设计练习与思考技能扩展第3章永磁同步电机及其控制3.1永磁同步电机的数学模型3.1.1永磁同步电机的基本结构3.1.2永磁同步电机在ABC坐标系下的数学模型3.1.3电机控制中常用的坐标系及其坐标变换3.1.4永磁同步电机在dq坐标系中的数学模型3.1.5永磁同步电机在αβ坐标系中的数学模型3.2永磁同步电机的矢量控制3.2.1矢量控制的原理3.2.2id=0控制3.2.3MTPA控制3.2.4cosφ=1控制3.2.5弱磁控制3.3永磁同步电机控制系统3.3.1控制系统的构成3.3.2空间矢量脉宽调制技术3.3.3永磁同步电机的无传感器控制策略3.4永磁辅助同步磁阻电机在电动车中的应用3.4.1电机与控制器的技术要求3.4.2永磁同步电机的设计及其与控制器的配合3.4.3永磁辅助同步磁阻电机3.4.4永磁辅助同步磁阻电机的功率因数练习与思考技能扩展第4章开关磁阻电动机及其控制系统4.1开关磁阻电动机传动系统4.1.1开关磁阻电动机传动系统的组成4.1.2开关磁阻电动机的工作原理4.1.3开关磁阻电动机的相数与结构4.1.4开关磁阻电动机传动系统的特点4.1.5开关磁阻电动机的应用4.2开关磁阻电动机的基本方程与性能分析4.2.1SR电动机的基本方程4.2.2基于理想线性模型的SR电动机分析4.2.3考虑磁路饱和时SR电动机的分析4.2.4分段线性分析4.3开关磁阻电动机的基本控制原理4.3.1SR电动机的运行特性4.3.2SR电动机的基本控制方式4.3.3SR电动机的起动4.3.4SR电动机的四象限运行控制4.4开关磁阻电动机的功率变换器4.4.1功率变换器常见的主电路形式4.4.2功率开关器件和续流二极管的选用4.4.3SR电动机的功率变换器设计实例4.5基于TMS320F28069微控制器的SRD控制系统4.5.1基于TMS320F28069的SRD控制系统硬件4.5.2SRD的控制策略与实现4.5.3控制系统程序结构4.5.4软件抗干扰措施4.6开关磁阻电动机的转矩控制4.6.1转矩分配函数控制法4.6.2开关磁阻电动机的DTC辨析4.6.3开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制4.7开关磁阻电动机的无位置传感器控制4.7.1无机械位置传感器位置检测方法4.7.2改进的高频信号注入法4.8开关磁阻发电机4.8.1开关磁阻发电机系统的组成4.8.2开关磁阻发电机的工作原理4.8.3开关磁阻发电机的能量传递4.8.4开关磁阻发电机的控制策略练习与思考技能扩展第5章步进电动机及其控制5.1步进电动机的结构与工作原理5.1.1步进电动机的工作原理5.1.2反应式步进电动机5.1.3永磁式和混合式步进电动机5.1.4步进电动机的特点5.2反应式步进电动机的特性5.2.1步进电动机的静态特性5.2.2步进电动机的单步运行5.2.3步进电动机的连续运行和动特性5.3步进电动机驱动控制器的构成5.4步进电动机的功率驱动电路5.4.1单极性驱动电路5.4.2双极性驱动电路5.5步进电动机的角度细分控制5.5.1角度细分控制原理5.5.2角度细分控制的电路实现5.6基于AVR单片机的两相混合式步进电动机控制实例5.6.
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在过去很长一段时间内，微特电机特指微型特种电机，但是，随着微电子技术、计算机技术、电力电子技术和材料科学的飞速发展，微特电机不断发展，其种类、应用、功率不断拓展，目前，微特电机成为微型电机和特种电机的统称。电机技术所依托的理论和技术基础已远不限于电磁理论，还包括控制理论、系统理论、计算机技术、信号处理技术、电力电子技术和材料科学等，形成了各学科互相渗透、互相交叉，甚至互相融合的现象。可以说，现代微特电机技术是集电机技术、材料科学、计算机技术、现代控制理论、微电子技术和电力电子技术等现代科学技术的进步于一体的新技术。作者在编著本书时，尝试将微特电机本体及其驱动控制系统作为一个整体来讲解，以适应微特电机的机电一体化和智能化发展趋势；突出夯实基础、拓宽视野的特点，以适应新时期双一流高校电气工程及其自动化专业的教学需求；将启发式教学和探究型学习的教学思想融入教材中，培养大学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力。本书主要介绍无刷直流电动机、永磁同步电机和永磁辅助同步磁阻电机、开关磁阻电动机、步进电动机和超声波电动机这些机电一体化系统的原理、特点、分析、设计与控制。同时，为使学生建立微特电机的系统性概念，对微特电机的共性问题，包括永磁材料与磁路、转子位置检测、速度检测、故障检测与保护、检测信号调理、功率开关电路及其驱动等技术进行概括总结，形成了微特电机及其控制导论。为方便教学，在保持全书系统性和完整性的基础上，各章自成体系，各院校可以根据具体需要有重点地选择其中一种或几种电机组织教学。针对大部分学生对控制系统设计无从下手的现象，本书从电机控制系统的设计原则和系统构成方法讲起，通过剖析电机控制系统开发实例，引导学生掌握电机控制系统的设计方法。给出的实例均为作者多年从事相关研究的成果，学生不仅可以通过实例掌握电机控制系统的设计方法，还可以将其直接应用于工程实践。受篇幅所限，书中没有给出实例的控制软件源代码（嵌入式C语言代码），这些源代码均可从机械工业出版社网站www.cmpedu.com下载。本书由大连理工大学孙建忠教授和白凤仙副教授共同撰写，吸收了作者多年从事微特电机及其控制相关研究的成果，在此特别要感谢作者指导的研究生宋伟官、邵长久、熊慧文、张淑兴、罗亚琴、娄伟、刘杰、韩润宇、庞瀚文等人对控制软件代码做出的贡献。本书在编写过程中参考了国内外有关的研究成果和文献，对这些文献的作者表示感谢。由于作者学识有限，书中难免存在错误或不当之处，尚祈广大读者不吝指教。
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