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轨道交通直线感应电机与控制

作者: 吕刚著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2021-06

版次: 1

ISBN: 9787111675006

定价: 89.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 216页

分类: 工程技术

9 张插图图片

4人买过

在现代轨道交通的背景下，本书从直线电机的类型、拓扑结构、供电、驱动方式以及应用车辆的特征等方面，详细阐述了轨道交通直线电机的相关理论与应用。以轨道交通直线感应电机为描述对象，阐述了其工作原理、拓扑结构以及特殊的电磁现象。从“路”和“场”的角度，分别给出了以初级等效长度、复电磁功率和磁通密度模型等三种思路获取直线感应电机等效电路的方法，以及直线感应电机的一维、二维和三维电磁场理论。深入分析了直线感应电机的参数辨识，阐述了该电机的一维、二维和三维控制策略。*后，介绍了直线电机城市轨道交通系统，重点分析了初级横向偏移、次级断续等复杂工况下电机的特性和暂态过程。本书可供高等院校电机、电气传动专业的教师和研究生，以及电机工程、载运工具运用工程等相关行业的科技人员参考。吕刚，北京交通大学教授、博士生导师、IET Fellow。担任世界交通运输大会轨道交通学部牵引传动委员会主席、IEEE PES 电驱动技术分委会常务理事、中国电工技术学会直线电机专委会委员、中国工业节能协会绿色电机系统专委会委员等。英国剑桥大学、谢菲尔德大学访问学者，江西理工大学兼职教授。主持国家重大科技成果转化项目、国家自然科学基金、中车集团重点项目、中国航天科工项目和教育部博士点基金等40余项。共发表轨道交通直线电机系统领域高水平学术论文70余篇，其中在IEEE Tans.和IET Proc.期刊发表SCI论文30余篇，EI论文40余篇；国家发明专利20余件，软件著作权1件，其中3项发明专利转化，提供的直线电机技术在国内多个“首条”轨道交通线路中应用。主编轨道交通电机与传动系统领域专著4部，其中3部中文，1部英文。起草和实施标准1部。获得英国工程技术学会颁发的Fellowship of the Institution of Engineering and Technology、交通运输部的交通运输重大科技创新成果奖等。序
前言
第1章综述
11直线电机在轨道交通中应用的综述
12直线感应电机在城市轨道交通中的应用
121短初级直线感应电机
122长初级直线感应电机
13电励磁式直线同步电机在轨道交通中的应用
131常导型直线同步电机
132无铁心超导直线电机
14永磁直线同步电机在城市轨道交通中的应用
141“半悬浮”MBahn列车
142M3磁悬浮列车
143Inductrack永磁磁悬浮系统
15参考文献
第2章直线感应电机
21直线感应电机的拓扑结构
22直线感应电机的四象限运行
221电动运行状态
222制动运行状态
23短初级直线感应电机的电磁特殊现象
231端部效应
232边缘效应
233趋肤效应和气隙漏磁通
234绕组特性
24具有半填充槽的初级绕组
25设计依据与端部效应补偿
251最佳品质因数
252端部效应的补偿
26端部效应的实验室模拟方法
261等值条件
262初级保持不变时的模拟
263采用带有盘式次级的弧形电动机的模拟
27参考文献
第3章基于“路”的直线感应电机特性分析
31直线感应电机等效电路综述
32基于初级等效长度的等效电路
321考虑端部效应的励磁电感
322考虑端部效应的励磁电阻
323推力的计算
324法向力的计算
325法向转矩的计算
33基于复电磁功率的等效电路
331直线感应电机内部电磁功率的计算
332虚拟的初级对称相电动势的计算
333端部效应的数学分析
334边缘效应的数学分析
335等效电路参数的计算公式
336电机特性计算
34基于磁通密度模型的等效电路
341转差率对纵向磁通密度的影响
342考虑转差率对纵向磁通密度分布影响的模型
343空间二维力的推导与表达
344空间三维力的推导与表达
345计算与实验结果比较
35参考文献
第4章基于“场”的直线感应电机特性分析
41基于“场”的直线感应电机分析方法综述
42直线感应电机的一维电磁模型与特性分析
421电磁场分析模型
422端部效应
423边缘效应
43直线感应电机的二维电磁模型与特性分析
431纵向磁动势分布的建模
432基于空间高次谐波的二维电磁模型
44直线感应电机的三维电磁模型与特性分析
441横向磁动势分布的建模
442基于空间高次谐波的三维电磁模型
443次级趋肤效应及铁轭饱和
444不同次级拓扑结构
445直线感应电机三维力特性与转矩分析
45直线感应电机有限元法建模与特性计算
451二维涡流场通用模型
452二维涡流场离散电磁模型与电机特性计算
453三维涡流场通用模型
454三维涡流场离散电磁模型与电机特性计算
46参考文献
第5章直线感应电机的初始参数辨识
51引言
52直线感应电机初级与次级的漏感
53考虑PWM逆变器的直线感应电机模型
54直线感应电机的参数确定
541初级电阻和电感的估计
542等效电阻与等效电感
543励磁电感、次级电阻和次级电感
544互感多项式的数值解法
55多个直线感应电机的仿真分析
551β选择对计算误差的影响
552与传统测试方法的性能对比
553初级电阻和电感精度的影响因素及分析
554误差统计与分析
56实验测定的次级电阻
57参考文献
第6章直线感应电机的控制策略
61直线感应电机控制策略的综述
611恒转差频率控制
612矢量控制
62直线感应电机的推力控制
621数学模型及其坐标变换
622端部效应对有功功率和推力的影响
623磁链控制器与推力控制器设计
624电流控制器设计
625端部效应对励磁支路和推力的影响分析
626典型电机及其控制的仿真结果分析
63直线感应电机的二维力解耦控制
631直线感应电机推力与法向力的简要表达
632推力与法向力的关系与特点
633电流指令和频率指令的重构
64直线感应电机的准三维力解耦控制
641推力与法向力、侧向力之间的关系和特点
642准三维力解耦控制系统
65直线感应电机最优控制
651引言
652水平力和法向力的表达
653直线感应电机吸收功率与车辆运行阻力
654考虑法向力的最优控制
655与恒定磁通控制系统的对比和结果分析
66参考文献
第7章直线电机城市轨道交通系统
71概况
72直线电机城市轨道交通系统的特点
721直线感应牵引电机
运载系统的优点
722直线感应牵引电机驱动的缺点
73直线感应牵引电机
731直线感应牵引电机原理
732直线感应牵引电机
特点、结构与参数
733直线感应牵引电机冷却方式
734感应板
735直线感应牵引电机驱动特点
74直线电机车辆供电
75直线电机车辆牵引与制动
751牵引传动系统
752直线感应牵引电机控制策略
753直线电机车辆制动
76直线感应牵引电机悬挂技术
761MK系列转向架直线电机定子悬挂技术
762日本直线电机转向架定子悬挂技术
77直线电机车辆
771车辆系统
772加拿大UTDC的轻轨车辆
773日本福冈机场线车辆
78参考文献
第8章轨道交通直线感应电机的特殊性
81复杂线路对直线感应电机的影响
82初级横向偏移时直线感应电机的特性
821初级横向偏移的直线感应有限元模型
822气隙磁场和次级涡流的畸变
823推力、法向力和侧向力密度分布
824四象限运行时三维力特性及其对行车的影响
83次级断续时直线感应电机的特性
831次级断续时电机的分段式等效电路
832等效电路参数在次级断续时的不同变化
833次级断续时直线感应电机的特性分析
834次级断续时电机的有限元模型
835次级断续时电机的气隙磁场和涡流分布
836次级断续时直线感应电机的暂态特性分析
84参考文献
内容简介:
在现代轨道交通的背景下，本书从直线电机的类型、拓扑结构、供电、驱动方式以及应用车辆的特征等方面，详细阐述了轨道交通直线电机的相关理论与应用。以轨道交通直线感应电机为描述对象，阐述了其工作原理、拓扑结构以及特殊的电磁现象。从“路”和“场”的角度，分别给出了以初级等效长度、复电磁功率和磁通密度模型等三种思路获取直线感应电机等效电路的方法，以及直线感应电机的一维、二维和三维电磁场理论。深入分析了直线感应电机的参数辨识，阐述了该电机的一维、二维和三维控制策略。*后，介绍了直线电机城市轨道交通系统，重点分析了初级横向偏移、次级断续等复杂工况下电机的特性和暂态过程。本书可供高等院校电机、电气传动专业的教师和研究生，以及电机工程、载运工具运用工程等相关行业的科技人员参考。
作者简介:
吕刚，北京交通大学教授、博士生导师、IET Fellow。担任世界交通运输大会轨道交通学部牵引传动委员会主席、IEEE PES 电驱动技术分委会常务理事、中国电工技术学会直线电机专委会委员、中国工业节能协会绿色电机系统专委会委员等。英国剑桥大学、谢菲尔德大学访问学者，江西理工大学兼职教授。主持国家重大科技成果转化项目、国家自然科学基金、中车集团重点项目、中国航天科工项目和教育部博士点基金等40余项。共发表轨道交通直线电机系统领域高水平学术论文70余篇，其中在IEEE Tans.和IET Proc.期刊发表SCI论文30余篇，EI论文40余篇；国家发明专利20余件，软件著作权1件，其中3项发明专利转化，提供的直线电机技术在国内多个“首条”轨道交通线路中应用。主编轨道交通电机与传动系统领域专著4部，其中3部中文，1部英文。起草和实施标准1部。获得英国工程技术学会颁发的Fellowship of the Institution of Engineering and Technology、交通运输部的交通运输重大科技创新成果奖等。
目录:
序
前言
第1章综述
11直线电机在轨道交通中应用的综述
12直线感应电机在城市轨道交通中的应用
121短初级直线感应电机
122长初级直线感应电机
13电励磁式直线同步电机在轨道交通中的应用
131常导型直线同步电机
132无铁心超导直线电机
14永磁直线同步电机在城市轨道交通中的应用
141“半悬浮”MBahn列车
142M3磁悬浮列车
143Inductrack永磁磁悬浮系统
15参考文献
第2章直线感应电机
21直线感应电机的拓扑结构
22直线感应电机的四象限运行
221电动运行状态
222制动运行状态
23短初级直线感应电机的电磁特殊现象
231端部效应
232边缘效应
233趋肤效应和气隙漏磁通
234绕组特性
24具有半填充槽的初级绕组
25设计依据与端部效应补偿
251最佳品质因数
252端部效应的补偿
26端部效应的实验室模拟方法
261等值条件
262初级保持不变时的模拟
263采用带有盘式次级的弧形电动机的模拟
27参考文献
第3章基于“路”的直线感应电机特性分析
31直线感应电机等效电路综述
32基于初级等效长度的等效电路
321考虑端部效应的励磁电感
322考虑端部效应的励磁电阻
323推力的计算
324法向力的计算
325法向转矩的计算
33基于复电磁功率的等效电路
331直线感应电机内部电磁功率的计算
332虚拟的初级对称相电动势的计算
333端部效应的数学分析
334边缘效应的数学分析
335等效电路参数的计算公式
336电机特性计算
34基于磁通密度模型的等效电路
341转差率对纵向磁通密度的影响
342考虑转差率对纵向磁通密度分布影响的模型
343空间二维力的推导与表达
344空间三维力的推导与表达
345计算与实验结果比较
35参考文献
第4章基于“场”的直线感应电机特性分析
41基于“场”的直线感应电机分析方法综述
42直线感应电机的一维电磁模型与特性分析
421电磁场分析模型
422端部效应
423边缘效应
43直线感应电机的二维电磁模型与特性分析
431纵向磁动势分布的建模
432基于空间高次谐波的二维电磁模型
44直线感应电机的三维电磁模型与特性分析
441横向磁动势分布的建模
442基于空间高次谐波的三维电磁模型
443次级趋肤效应及铁轭饱和
444不同次级拓扑结构
445直线感应电机三维力特性与转矩分析
45直线感应电机有限元法建模与特性计算
451二维涡流场通用模型
452二维涡流场离散电磁模型与电机特性计算
453三维涡流场通用模型
454三维涡流场离散电磁模型与电机特性计算
46参考文献
第5章直线感应电机的初始参数辨识
51引言
52直线感应电机初级与次级的漏感
53考虑PWM逆变器的直线感应电机模型
54直线感应电机的参数确定
541初级电阻和电感的估计
542等效电阻与等效电感
543励磁电感、次级电阻和次级电感
544互感多项式的数值解法
55多个直线感应电机的仿真分析
551β选择对计算误差的影响
552与传统测试方法的性能对比
553初级电阻和电感精度的影响因素及分析
554误差统计与分析
56实验测定的次级电阻
57参考文献
第6章直线感应电机的控制策略
61直线感应电机控制策略的综述
611恒转差频率控制
612矢量控制
62直线感应电机的推力控制
621数学模型及其坐标变换
622端部效应对有功功率和推力的影响
623磁链控制器与推力控制器设计
624电流控制器设计
625端部效应对励磁支路和推力的影响分析
626典型电机及其控制的仿真结果分析
63直线感应电机的二维力解耦控制
631直线感应电机推力与法向力的简要表达
632推力与法向力的关系与特点
633电流指令和频率指令的重构
64直线感应电机的准三维力解耦控制
641推力与法向力、侧向力之间的关系和特点
642准三维力解耦控制系统
65直线感应电机最优控制
651引言
652水平力和法向力的表达
653直线感应电机吸收功率与车辆运行阻力
654考虑法向力的最优控制
655与恒定磁通控制系统的对比和结果分析
66参考文献
第7章直线电机城市轨道交通系统
71概况
72直线电机城市轨道交通系统的特点
721直线感应牵引电机
运载系统的优点
722直线感应牵引电机驱动的缺点
73直线感应牵引电机
731直线感应牵引电机原理
732直线感应牵引电机
特点、结构与参数
733直线感应牵引电机冷却方式
734感应板
735直线感应牵引电机驱动特点
74直线电机车辆供电
75直线电机车辆牵引与制动
751牵引传动系统
752直线感应牵引电机控制策略
753直线电机车辆制动
76直线感应牵引电机悬挂技术
761MK系列转向架直线电机定子悬挂技术
762日本直线电机转向架定子悬挂技术
77直线电机车辆
771车辆系统
772加拿大UTDC的轻轨车辆
773日本福冈机场线车辆
78参考文献
第8章轨道交通直线感应电机的特殊性
81复杂线路对直线感应电机的影响
82初级横向偏移时直线感应电机的特性
821初级横向偏移的直线感应有限元模型
822气隙磁场和次级涡流的畸变
823推力、法向力和侧向力密度分布
824四象限运行时三维力特性及其对行车的影响
83次级断续时直线感应电机的特性
831次级断续时电机的分段式等效电路
832等效电路参数在次级断续时的不同变化
833次级断续时直线感应电机的特性分析
834次级断续时电机的有限元模型
835次级断续时电机的气隙磁场和涡流分布
836次级断续时直线感应电机的暂态特性分析
84参考文献

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