电力电子变换器:PWM策略与电流控制技术

译者序引言第1章用于两电平三相电压型逆变器的载波脉宽调制111引言112参考电压va ref、vb ref、vc ref313参考电压pa ref、pb ref、pc ref614va、vb、vc与pa、pb、pc之间的联系815pwm信号的产生8151反锯齿波8152传统锯齿形载波11153三角形载波12154说明1616通过参考波形va ref k、vb ref k、vc ref k确定paref k、pb ref k、pc ref k16161“正弦”调制17162“居中”调制18163“亚优化”调制19164“平顶”和“平底”调制2017总结2218参考文献22第2章空间矢量调制策略2421逆变器和空间矢量pwm24211问题描述24212逆变器模型24213空间矢量调制2722通用方法33221自由度33222全指令域的拓展34223空间矢量调制36224pwm频谱3823空间矢量pwm与实现39231实现所需硬件及通用结构39232工作扇区的确定42233空间矢量pwm的一些变种4324总结4625参考文献46第3章三相电压型逆变器的过调制4831背景4832调制策略的比较48321引言48322“全波”调制49323标准调制策略的性能5033调制器的饱和5334改进的过调制5635参考文献62第4章脉冲宽度调制的计算与优化策略6441程式化pwm简介6442pwm的有效频率范围6543程式化谐波消除pwm6644优化pwm68441简介68442*小化判据68443优化结果应用70444实时生成原理7245多电平pwm的计算73451简介73452三电平pwm的计算74453独立的多电平pwm的计算7746总结7847参考文献79第5章δσ调制8151引言8152单相δσ调制原理81521开环或闭环操作82522频率特性82523参考信号幅值对频谱的影响84524指令信号频率对频谱成分的影响85525窄脉冲的缺失85526决策要素85527非对称与对称dsm8653三相情况：矢量dsm87531选择新矢量的判据88532三电平三相逆变器9354总结9455参考文献94第6章随机调制策略9661引言9662展布频谱技术及其应用9663随机调制技术介绍98631pwm的确定性基础98632变频率随机pwm98633随机脉冲位置pwm99634三相逆变器中的随机pwm99635整体评价9964随机调制的频谱分析100641电压频谱的影响100642负载电流频谱的影响101643直流母线电流影响101644对电动机噪声和振动的影响10365总结10666参考文献106第7章调速装置的电磁兼容：pwm控制策略的影响10871简介10872emc研究的目标10973静止变流器中的emc机理110731引言110732emc标准111733标准的测量与仿真11274时域仿真11375频域建模：工程师的工具114751建模的目标114752干扰源建模115753逆变器的频域表示11976pwm控制120761基于载波pwm12077不同基于载波pwm策略的源的比较128771正弦交叉比较pwm128772谐波注入控制129773换相率限制：死区带pwm控制12978空间矢量pwm13079*小化共模电压的结构134710总结134711参考文献135第8章多相电压源逆变器13781引言13782电压源逆变器的矢量建模138821n桥臂结构：术语、标记、举例138822平均值控制：pwm14083带多相负载的逆变器148831负载拓扑和相关自由度149832实际例子：三相情况152833实际例子：五相负载15484总结15885参考文献158第9章多电平变换器的pwm策略16391多电平和交错并联变换器16392调制器169921回顾：两电平调制器169922多电平调制器17293不同多电平结构的控制信号发生器187931“三点”逆变器（中点钳位逆变器）187932飞跨电容逆变器18894总结19295参考文献193第10章同步电动机的pi电流控制196101引言196102同步电动机模型1961021基于定子固定坐标系的同步电动机模型1961022同步电动机转子绕组轴线对齐的旋转坐标系（d，q）模型2001023电磁转矩的表示202103同步电动机的典型功率传输系统204104同步电动机在定子固定三相坐标系下的pi电流控制2051041与定子轴对齐的固定三相坐标系下的pi控制器的整定2081042与定子轴对齐的固定三相坐标系下的pi控制器的结构209105旋转坐标系（d，q）下的同步电动机pi电流控制2111051在（d，q）坐标系下的pi控制器整定2111052在（d，q）参考坐标系下的pi控制器结构213106总结214107参考文献215第11章同步电动机的预测电流控制216111引言216112*小开关频率预测控制策略217113限制开关频率的预测控制策略217114同步电动机的限制开关频率预测电流控制策略2181141同步电动机带有可变、受限开关频率的预测电流控制策略2181142同步电动机固定开关频率预测电流控制222115总结225116参考文献226第12章同步电动机的滑模电流控制227121引言227122直流电动机的滑模控制2271221直流电动机的直接滑模电流控制2291222直流电动机的非直接滑模电流控制231123同步电动机的滑模电流控制2361231同步电动机定子电流矢量直接滑模控制2381232同步电动机定子电流矢量非直接滑模控制245124总结250125参考文献251第13章大带宽与固定开关频率的混合电流控制器252131引言252132离散输出电流调节器的主要类型2531321引言2531322滞环调节器2531323固定频率滞环调节器2541324开通触发电流调节器2561325关断触发控制器2601326开通或关断触发调节器2621327混合调制的滞环调节器原理263133极限环分析工具2661331动力系统简介；分岔概念2661332动力系统的分岔概念2681333庞加莱截面及分岔图2691334电气工程应用2691335非线性电流调节器中极限环的分析271134总结281135参考文献281第14章利用自振荡电流控制器的电流控制283141引言283142自振荡电流控制器工作原理2831421两用的局部环2831422开关频率控制的局部控制环2841423具备低频电流控制环2871424调节器的稳定性289143socc的改进2901431静态误差的降低2901432开关频率控制2911433初步设计的变化293144socc的特性2931441开关频率2931442线性度2951443谐波畸变295145socc概念的拓展2961451自振荡电压控制2961452三相socc2991453三相sovc3001454高功率有源负载的模拟3011455检测电路的模数转换器302146总结302147参考文献303第15章利用谐振校正器的电流与电压控制策略：固定频率应用305151引言305152电流控制利用谐振校正器3061521利用kessler对称优化控制3061522功率控制应用：风力发电机案例308153电压控制策略3151531引言3151532功率控制原理3161533电容端的电压控制3181534参考电压的确定3211535功率控制3221536电压控制3241537仿真324154总结330155附录：变压器参数330156参考文献330第16章多电平变换器的电流控制策略333161引言333162多电平变换器拓扑3341621多电平结构的主要种类3341622多单元结构的优缺点3361623高功率多单元拓扑的演化：层叠式多单元变换器337163控制自由度的建模与分析3381631瞬态建模3381632平均值模型339164可用于控制算法的自由度分析3391641开环pwm调制3391642拓扑的自由度3391643指令规则的目标340165控制策略分类341166单相桥臂非直接控制策略3421661解耦控制原理3421662线性和非线性控制3421663利用严格输入/输出线性化解耦3451664利用指令信号之间相移的控制347167单相桥臂直接控制策略3501671滑模控制3501672电流控制模式352168控制策略，三相方法3551681三相系统两电平逆变器特点3551682三相n电平系统特点3561683使用多单元逆变器可用自由度的分析3561684多电平逆变器自由度应用范例359169多单元变换器特点：需要观测器3611610总结与展望3621611参考文献363参编人员366