前言

电机调速系统的作用是通过各类电动机将电能转换成机械能，为机械负载提供原动力。电机调速系统应用非常广泛，无论在电动汽车、城市地铁、干线铁路等交通工具中，还是在冶金、纺织等工业生产线上，甚至在空调、冰箱等家用电器里，电机调速系统都发挥着不可替代的作用。

交流电机调速系统采用交流电动机提供负载所需原动力，它是电机学、交流电机调速理论、自动控制理论、电力电子技术、微电子技术等学科的有机结合与交叉应用。自20世纪70年代以来，随着上述学科日渐成熟，加之交流电机在体积、重量、维修、可靠性、效率等方面优于直流电机，目前电机调速系统已经从直流电机调速系统转为交流电机调速系统，并处于从传统电机向新型电机过渡阶段。

近些年来，随着永磁材料性能的不断提升和成本的降低，采用永磁材料的各类电机（特别是永磁同步电动机）已经在广受瞩目的电动汽车中得到了较多的应用，并且在新能源风能开发与利用、铁道与城市轨道交通等领域崭露头角。由于在体积、重量、效率等方面有较大优势，永磁同步电动机的应用将会更加普及。

为顺应永磁同步电动机应用发展趋势以及便于读者理解，本书围绕永磁同步电动机变频调速系统及其控制技术，从数学模型、仿真分析和应用实例三个层面，力争做到将理论分析与简单实用、仿真运用、调速应用相结合，从构成调速系统的各基本单元入手编写了四篇内容。

第1章绪论，简要介绍了电机的分类、应用场合与研究方法。

第2～5章是基础篇。其中第2章介绍了永磁同步电动机的结构及其基本工作原理；第3章推导了永磁同步电动机的动态数学模型并对其进行简化；第4章以MATLAB/SIMULINK为仿真平台介绍了永磁同步电动机的仿真建模；第5章介绍了JMAG有限元分析软件在永磁同步电动机电磁分析与仿真建模中的应用。

第6～11章是控制篇。第6章分析了永磁同步电动机的基本工作特性；第7章分析了在理想正弦交流电压源供电情况下永磁同步电动机的工作特性；第8章分析了两电平电压型逆变器的结构与工作原理；第9章讲解了电压型逆变器的PWM控制技术；第10章分析了在电压型逆变器供电情况下，永磁同步电动机调速系统的一些特殊问题；第11章介绍了目前用于调速系统电机控制的数字微控制器。

第12～14章是应用篇。第12章阐述了永磁同步电动机的矢量控制变频调速系统；第13章分析了永磁同步电动机的直接转矩控制变频调速系统；第14章举例介绍了永磁同步电动机调速系统在电动汽车与城市轨道交通轻轨列车中的应用。

第15～16章是进阶篇。第15章介绍了几种典型的永磁同步电动机无位置传感器控制技术；第16章介绍了几种常见智能控制技术在永磁同步电动机变频调速系统中的应用。

书后的附录提供了SIMULINK仿真模型、TMS320LF2407 DSP中SVPWM算例汇编程序、基于MATLAB/SIMULINK模型文件的DSP程序开发实例、与电机及电机调速系统相关的各类标准目录等内容，供读者参考。

结合目前社会对人才多方面素质需求的现状，编者特地找到一些充满正能量的文字附在每章小结处，与读者共享。

本书由袁登科、徐延东、李秀涛编著，陶生桂教授进行审定。徐延东编写了第14章，李秀涛编写了第11章，袁登科编写了其余各章节并负责全书的统稿。

感谢上海电驱动有限公司高级工程师张舟云、艾迪捷信息科技（上海）有限公司高级工程师姚海兰、罗姆半导体（上海）有限公司周劲先生、三菱电机机电（上海）有限公司龚熙国先生等，他们为本书内容的编写提出了宝贵的意见。

在本书的编写工作中，得到了同济大学电信学院的陈最、寿利宾、胡展敏、武凯迪、高喆、康婷、薛梦觉、宋力、魏天力、杨守建等同学的热心帮助，在此表示衷心感谢。

众多读者就《交流永磁电机变频调速系统》一书的内容与作者进行过交流，提出了许多宝贵意见，在此也一并表示衷心的感谢！

非常感谢机械工业出版社的林春泉编审及其同事们，他们为本书的出版提供了大力支持与帮助。

作者对家人及同事所给予的支持与关怀表示深深的感谢。

本书适合高等院校电气工程及其自动化专业高年级本科生、电力电子与电力传动方向研究生以及从事交流电机调速领域的科技人员参考使用。

由于学识、经验和水平有限，书中难免出现不当之处，敬请广大读者批评指正，并给予谅解。电子邮箱：YWZDK@163.COM。作者博客：http：//ywzdk.blog.163.com，本书在机械工业出版社的网址是：http：//www.cmpbook.com/stackroom.php？id=40719

作者