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第1章 PWM模式及其优化1

1.1 PWM的调制方式与输出电压波形1

1.1.1 PWM调制方式1

1.1.2 脉宽调制的输出电压波形2

1.2 基于等腰三角载波的正弦波PWM的频谱分析3

1.2.1 正弦波PWM（SPWM）3

1.2.2 正弦波PWM的频谱分析4

1.3 准最优PWM10

1.4 选择谐波消去法SHE PWM10

1.5 基于等腰三角载波的鞍形波PWM14

1.5.1 鞍形波的由来及其操作方法14

1.5.2 SAPWM的频谱分析17

1.6 基于等腰三角载波的开关次数最少调制波的PWM27

1.6.1 开关次数最少调制波的生成方法27

1.6.2 开关损耗最小PWM的谐波特性28

1.7 基于锯齿载波的SPWM31

1.7.1 单相SPWM的频谱分析31

1.7.2 三相SPWM的数学分析35

1.8 基于锯齿载波的SAPWM38

1.8.1 单相SAPWM的数学分析38

1.8.2 三相SAPWM的数学分析40

1.8.3 结论42

1.9 基于锯齿载波的最少开关次数调制波的PWM42

1.9.1 最少开关次数调制波的输出线电压42

1.9.2 周期函数的双重傅里叶级数展开式43

1.9.3 最少开关次数调制波的三相PWM频谱特性44

1.9.4 频谱归纳与分析51

1.9.5 结论53

1.10 两相调制PWM模式54

1.11 几种PWM模式的统一56

1.11.1 μ＝0或μ＝156

1.11.2 μ＝0.5 59

1.11.3 μ为动态分布60

第2章 VVVF变频调速中的若干技术问题63

2.1 异步电动机变频调速原理与控制方式63

2.1.1 异步电动机变频调速原理63

2.1.2 变频器的控制方式68

2.1.3 风机水泵的节能原理69

2.2 主回路的换相过程与输出电流波形失真71

2.2.1 PWM模式与换相关系71

2.2.2 变频器输出电流波形的失真及其补偿77

2.2.3 相位角预测与死区时间补偿82

2.3 变频器引发的谐波污染及其抑制对策86

2.3.1 分布参数为纯电阻时的相电流数值分析86

2.3.2 分布参数含电感时的相电流数值分析89

2.3.3 高次谐波干扰及其抑制方法91

2.4 交流变频调速中的制动状态96

2.4.1 发电机状态下的能量转换问题96

2.4.2 异步电动机的能量再生与制动102

第3章 无刷直流电动机调速控制117

3.1 无刷直流电动机的基本结构117

3.2 无刷直流电动机的工作原理118

3.2.1 三相半控电路118

3.2.2 三相？联结全控电路122

3.2.3 三相△联结全控电路125

3.3 多相电动机控制举例127

3.3.1 二三通电方式127

3.3.2 五五通电方式128

3.3.3 五四通电方式129

3.4 无刷直流电动机在变频空调中的应用130

3.4.1 空调器的调温控制原理130

3.4.2 反电动势三次谐波积分检测法131

3.4.3 几种PWM调制模式136

3.4.4 不同PWM调制模式对电磁转矩影响137

3.4.5 直流电压可调型PWM控制142

3.4.6 漏电流的补偿电路原理145

第4章 矩阵式变换器147

4.1 矩阵式变换器的结构147

4.2 矩阵式变换器的双空间矢量调制原理147

4.3 等效交-直-交结构的空间矢量调制151

4.4 矩阵式变换器的PWM数字实现方法158

4.5 矩阵式变换器双向开关的实现与四步半软换流160

4.6 四步换流对输出性能的影响及其补偿164

4.7 双向开关的吸收与保护电路166

4.8 矩阵式变换器的输入滤波器设计167

第5章 异步电动机矢量控制与直接转矩控制171

5.1 三相异步电动机的数学模型171

5.2 坐标变换与变换矩阵177

5.3 三相异步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型180

5.4 异步电动机转子磁通定向矢量控制187

5.5 基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统193

第6章 永磁同步电动机驱动控制199

6.1 永磁同步电动机的转子结构199

6.2 永磁同步电动机的数学模型200

6.2.1 永磁同步电动机在αβ静止坐标系下的数学模型200

6.2.2 永磁同步电动机在dq旋转坐标系下的数学模型201

6.2.3 表面凸出式永磁同步电动机转矩的产生203

6.3 基于转子磁场定向的永磁同步电动机矢量控制系统204

6.4 永磁同步电动机直接转矩控制方式206

6.4.1 滞环比较控制与SVPWM控制的比较206

6.4.2 定子磁链的计算模型209

6.4.3 预期电压计算模型211

6.4.4 电磁转矩与定子磁链幅值及负载角的关系213

6.5 永磁同步电动机转子位置检测方法217

6.5.1 有转子位置传感器的转子位置检测方法217

6.5.2 无位置传感器的转子位置检测方法229

第7章 三相软开关电力变换器245

7.1 几种软开关电路245

7.1.1 高效准谐振DC环节逆变器245

7.1.2 并联谐振DC环节逆变器246

7.1.3 辅助准谐振变流器249

7.1.4 准谐振ZVS环节逆变器251

7.2 一个典型的三相软开关PWM变频器254

7.2.1 电路结构与动作分析254

7.2.2 输出特性分析256

7.2.3 软开关变频器主电路的数学解析258

7.3 三相软开关高功率因数PWM变频器266

7.3.1 双PWM变频器电路结构266

7.3.2 软开关动作分析267

7.3.3 双PWM变频器的控制方法及实验结果268

7.4 一种高效率ZVT三相PWM逆变器269

7.4.1 一种高效率ZVT三相PWM逆变器拓扑结构269

7.4.2 控制方式269

7.4.3 动作模式分析271

7.4.4 实验结果与分析273

第8章 高压大容量逆变器275

8.1 IGBT直接串联技术275

8.2 多重化逆变技术279

8.2.1 电压型多重逆变器280

8.2.2 电流型多重逆变器298

8.3 多电平逆变技术302

8.3.1 多电平逆变器原理302

8.3.2 三电平逆变器的PWM控制302

8.3.3 三电平逆变器的空间电压矢量控制306

8.3.4 中点电压波动机理的分析312

8.3.5 电容中点电压平衡控制318

第9章 电压型PWM整流器325

9.1 整流器的PWM调制325

9.2 主电路的工作模式326

9.3 PWM整流器的调相原理329

9.4 主电路结构及其工作原理330

9.5 相幅调节方式332

9.6 基本特性的数学分析337

9.7 整流器的传输功率及稳定性343

9.8 整流器的实现347

第10章 有源电力滤波器351

10.1 有源电力滤波器的基本原理351

10.2 有源电力滤波器电路352

10.2.1 补偿电流指令值的检测方法352

10.2.2 补偿电流的产生方法359

10.2.3 有源电力滤波器的损耗补偿362

第11章 光伏发电逆变控制器364

11.1 光伏电池的基本原理364

11.1.1 半导体材料的原子结构与晶格结构364

11.1.2 载流子366

11.1.3 半导体的PN结367

11.2 光伏电池的特性和参数369

11.2.1 光伏电池的特性369

11.2.2 光伏电池的主要参数372

11.2.3 典型的光伏电池输出特性375

11.3 蓄电池的充电过程376

11.3.1 铅酸蓄电池376

11.3.2 镉镍蓄电池378

11.3.3 安全性379

11.3.4 储能蓄电池的几个重要参数380

11.3.5 蓄电池充电的控制策略381

11.4 利用导抗变换的光伏发电逆变器385

11.4.1 导抗变换器的理论基础386

11.4.2 单相并网逆变器387

11.4.3 使用裂相逆变的三相并网逆变器394

11.5 一种微型单相光伏并网逆变器398

11.5.1 系统结构原理398

11.5.2 控制方法399

11.5.3 仿真结果401

11.6 高／低电压穿越测试要求404

11.7 孤岛效应问题406

11.7.1 孤岛效应的发生406

11.7.2 传统孤岛效应检测法406

第12章 风力发电逆变控制器414

12.1 风力发电技术概述414

12.1.1 风力机的类型414

12.1.2 风力机的基本特性415

12.1.3 风力机的功率调节420

12.2 绕线转子异步电动机双馈（串级）调速原理421

12.2.1 次同步转速下作电动运行423

12.2.2 反转时作倒拉制动运行424

12.2.3 超同步转速下作回馈制动运行424

12.2.4 超同步转速下作电动运行425

12.2.5 次同步转速下反接回馈制动运行425

12.2.6 转子励磁超同步转速下发电运行426

12.2.7 转子励磁次同步转速下发电运行426

12.3 恒速恒频风力发电427

12.3.1 同步发电机发电428

12.3.2 笼型感应发电机发电432

12.4 变速恒频风力发电逆变器并网控制技术437

12.4.1 直驱式永磁同步机风力发电437

12.4.2 双馈感应电机风力发电446

12.4.3 结束语457

第13章 微电网、智能电网与智能社区458

13.1 智能电网458

13.2 智能社区概述458

13.2.1 智能社区458

13.2.2 智能社区架构459

13.3 新能源社会系统与管理461

13.3.1 新一代能源社会系统461

13.3.2 社区能源管理462

13.3.3 用户能源管理464

13.3.4 海外项目的拓展465

13.4 孤岛的微电网系统466

13.4.1 孤岛上的微电网466

13.4.2 孤岛微电网的基本结构467

13.4.3 小规模孤岛的控制功能468

13.4.4 高速频率检测装置469

13.5 微电网的电力电子技术469

13.5.1 并网所需功能469

13.5.2 孤岛运行检测功能469

13.5.3 发电波动及可再生能源波动的应对功能470

13.5.4 微电网上的电力电子技术470

13.5.5 智能电网电力电子的未来472

附录475

参考文献493