高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)理論與技術(shù)

前言

　　國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，以及自然災(zāi)害和應(yīng)急突發(fā)事件越來(lái)越頻繁，都對(duì)便攜式移動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的性能、重量、體積提出了新的、更高的要求。傳統(tǒng)電機(jī)理論無(wú)法滿足新的要求。隨著高性能稀土永磁材料研究的不斷完善，電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，控制技術(shù)的日趨完善，為新型發(fā)電機(jī)發(fā)展注入了嶄新的活力，使新一代便攜式移動(dòng)電源為滿足這些要求提供了可能。　　要使便攜式移動(dòng)發(fā)電機(jī)組體積大幅度減小，電能質(zhì)量提高，傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)理論已不能滿足要求。作者大膽創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)計(jì)方法，在電機(jī)理論、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)仿真、檢測(cè)技術(shù)等交叉學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出了“高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)”的概念，并獲得國(guó)家發(fā)明專利；通過(guò)原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電力電子、數(shù)字控制等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)到減小體積、重量，提高發(fā)電機(jī)質(zhì)量的目的。在傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)理論的基礎(chǔ)上引入電力電子技術(shù)，將發(fā)電機(jī)技術(shù)擴(kuò)展為發(fā)電機(jī)電源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電電源的高性能化，解決了便攜式發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期困擾的體積大、重量重、電壓頻率波動(dòng)大的難題?！　榇龠M(jìn)高速發(fā)電機(jī)性能的進(jìn)一步提高和理論的進(jìn)一步完善，推動(dòng)高速發(fā)電機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用，作者在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，將十年從事高速發(fā)電機(jī)研究的成果進(jìn)行總結(jié)，撰寫本書，并期望本書的出版對(duì)我國(guó)新型發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展作出貢獻(xiàn)?！　”緯闹饕獌?nèi)容由王維俊撰寫，參加編寫的還有尹玉君、毛龍波、郭軍華。全書由王維俊負(fù)責(zé)定稿?！　〈藭I(xiàn)給一直關(guān)心、幫助、教導(dǎo)、支持作者的敬愛(ài)的父親和母親?！　∽髡邔W(xué)識(shí)有限，且高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仍在發(fā)展中，本書難免有不妥之處，懇切希望能得到廣大讀者的批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書是作者從事高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)理論與實(shí)踐研究的總結(jié)，高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)涉及原動(dòng)機(jī)、電機(jī)理論、計(jì)算機(jī)仿真、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等領(lǐng)域。高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)理論在傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)理論的基礎(chǔ)上引入電力電子技術(shù)，將發(fā)電機(jī)技術(shù)擴(kuò)展為發(fā)電機(jī)電源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)技術(shù)的高性能化。全書共分6章。第1章闡述高速發(fā)動(dòng)機(jī)原理、結(jié)構(gòu)及作用，并討論和研究了高速發(fā)電機(jī)組風(fēng)道冷卻和降噪問(wèn)題；第2章介紹了高速發(fā)電機(jī)理論；第3章介紹了高速發(fā)電機(jī)應(yīng)用的電力電子器件；第4章介紹和分析了高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中采用的變流、控制技術(shù)；第5章討論了高速發(fā)電機(jī)的電源仿真；第6章研究了高速發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)控制。    本書可供從事電機(jī)技術(shù)與電源技術(shù)的科研工作者參考閱讀，也可作為高等院校電氣工程專業(yè)的研究生教材或電機(jī)專業(yè)、電力電子與傳動(dòng)技術(shù)專業(yè)的高年級(jí)本科生教材和參考書。

作者簡(jiǎn)介

王維俊，1964年3月出生，武漢人。重慶大學(xué)電力電子與傳動(dòng)專業(yè)博士，現(xiàn)任后勤工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。 
    自1986年以來(lái)，長(zhǎng)期從事移動(dòng)電源和新能源發(fā)電技術(shù)的研究和開發(fā)。獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、“九五”重大科技成果獎(jiǎng)、軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、重慶市科技進(jìn)步一等

書籍目錄

前言第1章  高速發(fā)動(dòng)機(jī)理論  1.1  高速發(fā)動(dòng)機(jī)概述  1.2  高速發(fā)動(dòng)機(jī)原理    1.2.1  發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)    1.2.2  四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程    1.2.3  二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程  1.3  高速發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及作用  1.4  高速發(fā)電機(jī)組冷卻和降噪系統(tǒng)第2章  高速發(fā)電機(jī)理論  2.1  高速發(fā)電機(jī)概述  2.2  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)    2.2.1  永磁材料的發(fā)展    2.2.2  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)  2.3  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)  2.4  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)與嵌入式一體化結(jié)構(gòu)    2.4.1  永磁式同步發(fā)電機(jī)切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)    2.4.2  永磁式同步發(fā)電機(jī)徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)    2.4.3  永磁式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌入式一體化結(jié)構(gòu)  2.5  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)、性能和運(yùn)行特性    2.5.1  電抗參數(shù)和矢量圖    2.5.2  外特性、固有電壓調(diào)整率    2.5.3  電動(dòng)勢(shì)波形和正弦性畸變率    2.5.4  損耗與效率  2.6  高速永磁式同步發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)第3章  高速發(fā)電機(jī)應(yīng)用的電力電子器件  3.1  電力電子器件概述    3.1.1  電力電子器件的發(fā)展    3.1.2  電力電子器件的分類  3.2  功率MOSFET    3.2.1  結(jié)構(gòu)與工作原理    3.2.2  MOSFET的特性  3.3  IGBT    3.3.1  IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理    3.3.2  IGBT的特性    3.3.3  IGBT的主要參數(shù)  3.4  智能功率模塊    3.4.1  智能功率模塊的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)    3.4.2  智能功率模塊的保護(hù)功能及死區(qū)時(shí)間    3.4.3  智能功率模塊參數(shù)第4章  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中采用的變流、控制技術(shù)  4.1  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中采用的變流技術(shù)    4.1.1  整流技術(shù)    4.1.2  逆變技術(shù)  4.2  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中采用的逆變電路控制技術(shù)    4.2.1  PWM控制的基本原理    4.2.2  PWM逆變電路及其控制方法    4.2.3  PWM跟蹤控制技術(shù)  4.3  功率器件驅(qū)動(dòng)和緩沖技術(shù)    4.3.1  驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)    4.3.2  緩沖電路設(shè)計(jì)第5章  高速發(fā)電機(jī)電源仿真系統(tǒng)  5.1  電源仿真技術(shù)    5.1.1  電源仿真技術(shù)概述    5.1.2  電源仿真方法特點(diǎn)  5.2  基于Matlab／Simulink的電力電子系統(tǒng)仿真    5.2.1  電力系統(tǒng)工具箱簡(jiǎn)介    5.2.2  電力電子建模與仿真要點(diǎn)  5.3  高速發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)建模及其仿真分析    5.3.1  仿真模型實(shí)現(xiàn)    5.3.2  仿真結(jié)果第6章  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制  6.1  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制概述  6.2  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)  6.3  高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)    6.3.1  主程序    6.3.2  SPWM波形產(chǎn)生子程序說(shuō)明    6.3.3  其他說(shuō)明參考文獻(xiàn)附錄    附錄1  以TMS320LF2407A為主控芯片的程序    附錄2  以PIC16F716為主控的程序

章節(jié)摘錄

　　永磁式同步發(fā)電機(jī)的發(fā)展是與永磁材料的發(fā)展緊密相關(guān)的。我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)了永磁材料的磁性能。在兩千多年前，我國(guó)用永磁材料做成了指南針，成為古代四大發(fā)明之一?！　?9世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了第一臺(tái)由永磁體產(chǎn)生勵(lì)磁的永磁發(fā)電機(jī)。由于當(dāng)時(shí)的永磁材料是天然磁鐵礦石，磁能密度很低，用它制成的電機(jī)體積龐大，不久就被電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)取代了?！　∮捎诟鞣N電機(jī)迅速發(fā)展的需要和電流充磁器的發(fā)明，人們對(duì)永磁材料的機(jī)理、制造進(jìn)行了深入研究，相繼發(fā)明了碳鋼、鎢鋼、鈷鋼等多種永磁材料。特別是20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的鋁鎳鈷永磁和50年代出現(xiàn)的鐵氧體永磁，磁性能有了很大提高，各種微型和小型電機(jī)又紛紛使用永磁材料勵(lì)磁。但是，鋁鎳鈷永磁的矯頑力偏低，鐵氧體永磁的剩磁密度不高，限制了它們?cè)诎l(fā)電機(jī)中的應(yīng)用范圍。20世紀(jì)60～80年代，稀土鉆永磁和釹鐵硼永磁相繼出現(xiàn)，它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的良好磁性能特別適合于制造電機(jī)，使永磁發(fā)電機(jī)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期?！　∠⊥劣来挪牧习l(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：1967年出現(xiàn)的第一代稀土永磁，最大磁能積199kJ／m3；1973年出現(xiàn)的第二代稀土永磁，最大磁能積Z58kJ／m3；1983年出現(xiàn)的第三代稀土永磁，最大磁能積398kJ／m3。由于釹鐵硼永磁的磁性能高于其他永磁材料，價(jià)格低于稀土鈷永磁材料，在稀土礦中釹的含量是釤的十幾倍，且不含鈷，因此，引起磁學(xué)界極大關(guān)注，投入大量人力物力進(jìn)行研發(fā)。目前，永磁材料正向釤鐵氮永磁、納米復(fù)合稀土永磁等方向發(fā)展。

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    高速發(fā)電機(jī)系統(tǒng)理論與技術(shù) PDF格式下載

---