控制电机（第2版）

序

第2版前言

第1版前言

主要符号表

绪论 1

第1章直流伺服电动机 5

1.1概述 5

1.2直流伺服电动机的控制方式和运行

特性 6

1.3直流伺服电动机的动态特性 9

1.4特种直流伺服电动机 13

1.5直线直流电动机 16

思考题与习题 18

第2章交流感应伺服电动机 19

2.1 两相感应伺服电动机的结构特点与

控制方式 19

2.2两相感应伺服电动机的理论分析 24

2.3两相感应伺服电动机的静态特性 30

2.4两相感应伺服电动机的动态特性 36

2.5两相感应伺服电动机的主要技术数据

和性能指标 39

2.6三相感应伺服电动机及其矢量控制 42

思考题与习题 55

第3章无刷永磁伺服电动机 57

3.1概述 57

3.2无刷直流电动机 60

3.3正弦波永磁同步电动机及其矢量控制

伺服驱动系统 87

3.4无刷永磁伺服电动机与三相感应伺服

电动机的比较 93

思考题与习题 95

第4章步进电动机 97

4.1概述 97

4.2反应式步进电动机的结构和工作原理 98

4.3反应式步进电动机的静态特性 l03

4.4反应式步进电动机的动态特性 l08

4.5 步进电动机的其他类型及主要性能

指标 115

4.6步进电动机的驱动电源 119

思考题与习题 123

第5章测速发电机 125

5.1概述 125

5.2直流测速发电机 l25

5.3感应测速发电机 13l

5.4测速发电机的选择及应用举例 l44

思考题与习题 145

第6章 自整角机 146

6.1概述 146

6.2控制式自整角机的工作原理 148

6.3控制式自整角机的差动运行 153

6.4控制式自整角机的性能指标 154

6.5力矩式自整角机 l57

6.6直线自整角机 l60

6.7 自整角机的选择和使用 l61

思考题与习题 163

第7章旋转变压器 164

7.1概述 164

7.2正余弦旋转变压器 165

7.3线性旋转变压器 171

7.4数字式旋转变压器 172

7.5旋转变压器的误差分析及主要技术

指标 175

7.6多极旋转变压器和感应同步器 177

思考题与习题 183

第8章超声波电机 l84

8.1概述 l84

8.2超声波电机的运动形成机理 185

8.3环形行波型超声波电机 186

8.4行波型超声波电机的驱动与控制 189

8.5其他类型的超声波电机 191

8.6超声波电机的应用 193

思考题与习题 195

附录 196

附录A坐标变换 196

附录B三相感应电动机的动态数学模型 20l

参考文献 2062100433B

本书主要阐述自动控制系统中常用的各种控制电机的基本原理与工作特性，并介绍了控制电机的选用原则和使用方法。

第1章绪论

1.1控制电机、特种电机和传统电机的区别

1.2控制电机与特种电机的种类

1.3控制电机与特种电机的应用

1.4控制电机、特种电机与其控制系统的关系

第2章测速发电机

2.1直流测速发电机

2.1.1直流测速发电机的形式

2.1.2直流测速发电机的输出特性

2.1.3直流测速发电机误差原因及分析

2.2交流异步测速发电机

2.2.1交流异步测速发电机的结构与工作原理

2.2.2交流异步测速发电机的输出特性

2.2.3交流异步测速发电机的主要技术指标

2.3测速发电机的应用

2.3.1位置伺服控制系统的速度阻尼及校正

2.3.2转速自动调节系统

2.3.3自动控制系统的解算

本章小结

思考题与习题

第3章自整角机

3.1自整角机的分类和结构

3.1.1自整角机的分类

3.1.2自整角机的结构

3.2控制式自整角机

3.2.1控制式自整角机的工作原理

3.2.2带有差动发送机的控制式自整角机的工作原理

3.3力矩式自整角机

3.3.1力矩式自整角机的工作原理

3.3.2阻尼绕组

3.3.3力矩式自整角机的应用

3.4自整角机的选择与使用

3.4.1自整角机的特点

3.4.2自整机的选用

3.4.3使用注意事项

3.5自整角机测控系统应用举例

3.5.1雷达方位角测量系统组成

3.5.2自整角机的测角与控制

3.5.3轴角/数字转换电路的硬件设计

3.5.4软件设计

本章小结

思考题与习题

第4章旋转变压器

4.1旋转变压器的类型和用途

4.2正余弦旋转变压器

4.2.1正余弦旋转变压器的结构

4.2.2正余弦旋转变压器的工作原理

4.2.3正余弦旋转变压器补偿方法

4.3线性旋转变压器

4.3.1线性旋转变压器的结构

4.3.2线性旋转变压器的工作原理

4.4旋转变压器的使用

4.4.1工作方式

4.4.2旋转变压器的选择和使用

4.4.3旋转变压器的误差

4.5旋转变压器的应用举例

4.5.1旋转变压器在角度测量系统中的应用

4.5.2旋转变压器在解算装置中的应用

本章小结

思考题与习题

第5章伺服电动机及其控制

5.1直流伺服电动机及其控制

5.1.1直流伺服电动机的结构和分类

5.1.2直流伺服电动机的控制方式

5.1.3直流伺服电动机的稳态特性

5.1.4直流伺服控制技术

5.2直流伺服电动机的应用

5.2.1在位置控制系统中的应用

5.2.2在速度控制系统中的应用

5.2.3在张力控制系统中的应用

5.2.4在自动检测装置中的应用

5.2.5基于DSP的直流伺服电动机系统

5.3异步伺服电动机及其控制

5.3.1异步伺服电动机的结构与分类

5.3.2异步伺服电动机的控制

5.3.3异步伺服电动机的静态特性

5.3.4异步伺服电动机和直流伺服电动机的性能比较

5.4异步伺服电动机的应用

5.4.1在位置控制系统中的作用

5.4.2在检测装置中的应用

5.4.3在计算装置中的应用

5.4.4在增量运动的控制系统中的应用

5.5永磁同步伺服电动机及其控制

5.5.1永磁同步伺服电动机的结构与分类

5.5.2永磁同步伺服电动机的工作原理

5.5.3永磁同步伺服电动机的稳态性能

5.5.4永磁同步伺服电动机的数学模型

5.5.5永磁同步伺服电动机的矢量控制策略

5.6永磁同步伺服电动机系统设计

5.6.1永磁同步伺服电动机系统的理论设计

5.6.2永磁同步伺服电动机的DSP控制设计

本章小结

思考题与习题

第6章步进电动机及其驱动

6.1步进电动机的分类及结构

6.1.1步进电动机的分类

6.1.2步进电动机的结构

6.2反应式步进电动机的工作原理

6.2.1通电方式分析

6.2.2小步距角步进电动机

6.2.3步进电动机的基本特点

6.3反应式步进电动机的运行特性

6.3.1静态运行特性

6.3.2动态运行特性

6.3.3主要性能指标

6.4步进电动机的驱动控制

6.4.1驱动控制器

6.4.2功率驱动电路

6.5步进电动机的应用

6.5.1用于电子计算机的外部设备

6.5.2用于数字程序控制系统

6.5.3用于点位控制的闭环控制系统

本章小结

思考题与习题

第7章无刷直流电动机及其控制

7.1无刷直流电动机的基本结构和工作原理

7.1.1无刷直流电动机的基本结构

7.1.2无刷直流电动机的工作原理

7.2无刷直流电动机的运行特性

7.2.1无刷直流电动机的基本方程

7.2.2无刷直流电动机特性分析

7.3无刷直流电动机的控制方法

7.3.1最简控制方式

7.3.2调压控制方式

7.3.3电流滞环PWM控制方式

7.3.4无刷直流电动机的四象限运行控制过程

7.4无刷直流电动机的无位置传感器控制

7.4.1基于反电动势过零点的转子位置检测

7.4.2续流二极管法

7.4.3基于反电动势积分的转子位置检测

7.4.4基于反电动势三次谐波的转子位置检测

7.4.5状态观测器法

7.4.6基于磁链函数的转子位置检测方法

7.5无刷直流电动机专用驱动控制集成电路

7.5.1MC33035

7.5.2EC302

7.6基于TMS320F2812 DSP的无刷直流电动机控制系统

7.6.1控制器方案设计

7.6.2控制器硬件设计

7.6.3控制器软件设计

7.6.4系统应用软件总体结构

7.6.5控制器系统控制策略

7.7无刷直流电动机转矩脉动抑制方法举例

7.7.1无刷直流电机控制模型

7.7.2非换相区转矩脉动形成原因分析

7.7.3换相区转矩脉动形成原因分析

7.7.4非换相区转矩脉动抑制方法

7.7.5换相区转矩脉动抑制方法

7.7.6实验结果

7.8无刷直流电动机控制系统的应用与发展

本章小结

思考题与习题

第8章开关磁阻电机及其控制

8.1开关磁阻电动机驱动控制系统构成与工作原理

8.1.1SRD系统的基本构成

8.1.2SR电动机的运行原理

8.1.3SRD系统与其他系统的比较

8.2开关磁阻电动机的控制方式

8.2.1SR电动机的数学模型

8.2.2SRD系统的调速控制方式

8.2.3基于模糊控制算法的SRD系统控制方式

8.3SRD系统功率变换器

8.3.1功率变换器主电路

8.3.2SRD功率变换器设计实例

8.4开关磁阻电动机控制器

8.4.1控制器硬件设计

8.4.2SRD系统软件设计

8.5开关磁阻发电机

8.5.1开关磁阻发电机的运行原理

8.5.2开关磁阻发电机系统的构成

8.5.3开关磁阻发电机的控制策略

8.6开关磁阻电动机及其控制的发展

本章小结

思考题与习题

第9章直线电动机

9.1直线电动机的基本结构

9.2直线感应电动机

9.2.1旋转感应电机的基本工作原理

9.2.2直线感应电动机的基本工作原理

9.3直线直流电动机

9.3.1永磁式直线直流电动机

9.3.2电磁式直线直流电动机

9.4直线同步电动机

9.5直线步进电动机

9.6直线电动机的应用

9.6.1作为直线运动的执行元件

9.6.2用于机械加工产品

9.6.3用于信息自动化产品

9.6.4用于长距离的直线传输装置

9.6.5用于高速磁悬浮列车

本章小结

思考题与习题

第10章盘式电动机

10.1盘式电动机概况

10.2盘式直流电动机

10.2.1盘式直流电动机的结构特点

10.2.2盘式直流电动机的基本电磁关系

10.3盘式同步电动机

10.4盘式电动机的发展

本章小结

思考题与习题

第11章超声波电动机及其控制

11.1超声波电动机概述

11.1.1超声波电动机发展历史

11.1.2超声波电动机的特点

11.1.3超声波电动机的分类

11.2行波型超声波电动机

11.2.1行波型超声波电动机的结构特点

11.2.2行波型超声波电动机的运行机理

11.2.3行波型超声波电动机的驱动控制

11.3超声波电动机的应用

11.4超声波电动机的发展方向

本章小结

思考题与习题

附录A课程设计

A.1步进电动机驱动系统设计

A.1.1设计背景

A.1.2设计要求

A.1.3设计原理

A.1.4分组说明

A.1.5设计报告说明

A.2永磁无刷直流电动机控制系统设计

A.2.1设计背景

A.2.2设计要求

A.2.3设计原理

A.2.4分组说明

A.2.5设计报告说明

附录B部分思考题与习题参考答案

参考文献

《控制电机》共分五章，包括伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器和步进电动机。书后附有附录，介绍了一些控制电机的有关特性和精度的测量方法。书中带*号部分可作为选学内容。和原试用教材《控制电机》相比，各章内容都作了适当调整，其中有较大变动的是第三章自整角机中删去了dq0坐标系统变换；第五章中充实了步进电动机方面的内容，其他小容量同步电动机部分归并到“小功率电动机”课程中。

本书系统论述各种控制电机与特种电机的结构原理、特性、应用等，鉴于一些电机与其控制部分的不可分割性特点，本书对部分电机的控制系统也做了详细介绍。

全书共分11章，包括绪论、测速发电机、自整角机、旋转变压器、伺服电动机及其控制、步进电动机及其驱动、无刷直流电动机及其控制、开关磁阻电机及其控制、直线电动机、盘式电动机、超声波电动机及其控制； 附录中给出了两个课程设计，以方便教学或实践训练。

本书可作为高等院校电气工程及其自动化、机械设计及其自动化等机电类专业的本科生教材或参考用书； 也可作为相关科研院所及相关企业从事电气自动化技术行业的工程技术人员的培训教材或参考用书。