目 錄
譯者序
前 言
編輯委員會
主要作者簡介
其他供稿者
部分 半導體器件
第 1章 功率開關電子器件:促進電力電子系統(tǒng)發(fā)展的技術 !!!!!!!!!!!!!!! 3
11 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3
12 關鍵功率半導體器件的簡要歷史和基礎!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
121 雙極型器件:晶閘管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
122 單極型器件:功率 MOSFET!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
123 MOS控制雙極型功率器件 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 5
124 關鍵功率器件開發(fā)及其主要特性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6
13 雙極型器件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6
131 晶閘管和 LTT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6
132 門極關斷晶閘管和集成門極換流晶閘管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9
133 功率二極管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 11
14 雙極型 MOS控制模式器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13
141 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13
15 單極型器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21
151 高壓功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21
152 低壓功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 23
16 寬禁帶器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24
161 SiC肖特基二極管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24
162 SiC功率開關 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 27
17 智能電力系統(tǒng) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28
171 高壓系統(tǒng)集成 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28
172 用于低電壓集成的 SMART電源技術!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 29
18 總結 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30
參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30
第二部分 電機
第 2章 交流電機繞組 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
21 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
22 MMF和氣隙中的磁場波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
221 簡介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
222 單個整距繞組生成的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 36
223 單相分布繞組的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 37
224 短距繞組的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 38
225 繞組極性的定義 (極對概念) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 41
目 錄 ●●●●●
226 單導體的氣隙 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 42
227 氣隙磁通密度波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 45
23 旋轉磁場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
231 三相繞組的磁場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
232 籠型繞組中的旋轉磁場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 51
233 不同繞組之間的等效性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 52
234 氣隙分布的矢量表示 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 53
235 氣隙有效磁通 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54
236 諧波旋轉磁場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54
237 直線交流電機的繞組 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 56
238 分數槽集中繞組 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57
239 交流分布繞組的構造 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 58
參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61
第 3章 多相交流電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62
31 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62
32 原始相變域中的多相感應電機數學模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63
33 解耦 (克拉克)變換和解耦電機模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 66
34 旋轉變換 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 68
35 完整的變換矩陣 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 71
36 空間矢量建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 72
37 多個三相繞組的多相電機的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 75
38 同步電機的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78
381 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78
382 勵磁繞組同步電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 80
383 永磁同步電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 81
384 同步磁阻電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 82
39 結束語 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 83
參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 84
第 4章 感應電動機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85
41 總則和結構特點 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85
42 轉矩特性測定 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 89
421 起動轉矩和起動電流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92
422 峰值轉矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92
43 感應電動機銘牌數據 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 93
44 感應電動機拓撲 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94
441 繞線轉子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94
442 籠型轉子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94
45 感應電動機調速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95
451 調節(jié)極對數 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95
452 調節(jié)轉子電阻 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95
453 調節(jié)供電頻率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 96
46 注意事項 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98
參考文獻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98
第 5章 永磁電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 99
參考文獻 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 105
第 6章 永磁同步電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107
61 轉子結構!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107
62 硬磁材料 (永磁) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 110
●●●●● 電氣工程手冊 (原書第 2版)
621 帶 PM的磁性裝置 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112
622 電流的影響!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112
623 參數!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114
63 PM電機的磁分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114
631 空載工作 (SPM電機) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115
632 d軸電流運行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115
633 q軸電流運行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116
634 IPM電機的電感 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116
635 PM同步電機的磁路模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 117
636 飽和效應!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 118
64 電機轉矩!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
641 齒槽轉矩的計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
642 帶負載時的計算 (SPM電機) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120
643 帶負載時的計算 (IPM電機)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120
65 減小轉矩脈動!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120
651 減少 SPM電機齒槽轉矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120
652 減少 IPM電機中的轉矩脈動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 124
66 分數槽 PM同步電動機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 126
661 通過槽星形分布的繞組設計!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 127
662 繞組因數的計算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128
663 雙層到單層繞組的轉換!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128
664 MMF空間諧波引起的轉子損耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 130
67 PM電機的矢量控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131
671 轉矩電流比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131
672 弱磁控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132
673 轉矩電壓比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132
674 效率控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133
675 工作區(qū)域限制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133
676 損耗小化控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 134
68 容錯 PM電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136
681 短路故障!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136
682 相間解耦!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138
683 多相電機驅動!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138
69 無傳感器轉子位置檢測!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139
691 脈動電壓矢量技術!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139
692 旋轉電壓矢量技術!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140
693 PM電機無傳感器性能預測 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140
694 轉子位置誤差角信號的等高線圖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 142
參考文獻 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 143
第 7章 開關磁阻電機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148
71 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148
72 歷史背景!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148
73 工作基本原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 150