圖書信息
作 者：（澳）霍姆斯
出版社： 人民郵電出版社
出版時間： 2010-2-1
ISBN: 9787115219022
開本： 16開
定價: 95.00元
內容簡介
本書主要介紹了各種不同的電力電子變換器脈寬調製(PWM)技術，並提供了詳細的分析和設計手段，形成了系統、全面的PWM技術理論體系。本書重點內容包括統一的基於加權總諧波畸變(WTHD)指標的PWM分析技術(含WTHD用於電機諧波損耗的計算)、基本的PWM技術(不同載波的PWM、異步與同步PWM、邊帶調製、單相及三相的連續調製和不連續調製)、空間矢量PWM技術、多電平變換器的各種PWM技術等。本書系統性強，理論分析透徹並緊密結合實際，可為研究人員以及工程套用人員分析和最佳化PWM方法提供參考。
本書適合電氣傳動、自動化、電機控制及電力電子技術領域的研究人員和技術人員閱讀，也可作為高等院校相關專業的教師、研究生及高年級本科生的專業參考書。
圖書目錄
第1章 電力電子變換器導論 1
1.1 變換器的基本拓撲結構 2
1.1.1 開關的約束條件 2
1.1.2 雙向斬波器 3
1.1.3 單相全橋(H橋)逆變器 4
1.2 電壓源型/電壓剛性型逆變器 5
1.2.1 兩相逆變器結構 5
1.2.2 三相逆變器結構 5
1.2.3 方波模式下的電壓和電流波形 6
1.3 三相變換器開關函式表達法 9
1.4 輸出電壓控制 11
1.4.1 伏特/赫茲準則 11
1.4.2 單相逆變器的移相調製 11
1.4.3 二重橋逆變器的電壓控制 13
1.5 電流源型/電流剛性型逆變器 14
1.6 空間矢量的概念 17
1.6.1 三相正弦波電源和負載的d-q-0分量 18
1.6.2 工作在方波模式下電壓源型逆變器的d-q-0分量 20
1.6.3 同步鏇轉參考坐標系 24
1.7 三電平逆變器 26
1.8 多電平逆變器拓撲結構 29
1.8.1 二極體鉗位式多電平逆變器 29
1.8.2 電容鉗位式多電平逆變器 34
1.8.3 級聯式電壓源型多電平逆變器 36
1.8.4 混合式電壓源型逆變器 38
1.9 小結 39
參考文獻 39
第2章 諧波畸變 40
2.1 諧波電壓畸變因數 40
2.2 諧波電流畸變因數 43
2.3 三相逆變器諧波畸變因數 45
2.4 性能指標的選擇 47
2.5 三電平逆變器的加權總諧波畸變 49
2.6 感應電動機負載 51
2.6.1 矩形鼠籠條 51
2.6.2 非矩形轉子條 54
2.6.3 每相等效電路 55
2.7 感應電動機負載的諧波畸變加權因數 57
2.7.1 轉子電阻(隨頻率變化)的加權總諧波畸變 57
2.7.2 考慮轉子漏感(隨頻率變化)影響的加權總諧波畸變 59
2.7.3 考慮定子銅耗的加權總諧波畸變 62
2.8 諧波損耗的計算實例 63
2.9 PWM逆變電源的加權總諧波畸變標麼化處理 65
2.10 小結 66
參考文獻 66
第3章 逆變器單相橋臂的調製 67
3.1 脈寬調製的基本概念 67
3.2 脈寬調製方案的評價 68
3.3 兩電平脈寬調製波形的二重傅立葉積分分析 69
3.4 自然採樣脈寬調製 73
3.4.1 正弦波-鋸齒波調製 73
3.4.2 正弦波-三角波調製 78
3.5 從占空比變化角度進行脈寬調製分析 82
3.5.1 正弦波-鋸齒波調製 82
3.5.2 正弦波-三角波調製 84
3.6 規則採樣脈寬調製 86
3.6.1 鋸齒形載波規則採樣脈寬調製 89
3.6.2 對稱規則採樣脈寬調製 92
3.6.3 不對稱規則採樣脈寬調製 95
3.7 “直接”調製 100
3.8 整數與非整數頻率比 102
3.9 各種脈寬調製方法的回顧 102
3.10 小結 104
參考文獻 104
第4章 單相電壓源型逆變器的調製 105
4.1 單相逆變器拓撲結構 105
4.2 單相逆變器的三電平調製 106
4.3 諧波損耗的解析計算 113
4.4 邊帶調製 119
4.5 開關脈沖位置 122
4.5.1 連續調製 123
4.5.2 不連續調製 124
4.6 開關脈衝序列 132
4.6.1 不連續PWM-單相橋臂開關動作 132
4.6.2 兩電平單相PWM 137
4.7 小結 140
參考文獻 140
第5章 三相電壓源型逆變器的調製 141
5.1 三相電壓源型逆變器(VSI)拓撲結構 141
5.2 採用正弦參考信號的三相調製 142
5.3 三次諧波參考信號注入法 148
5.3.1 注入信號幅值的最佳化 148
5.3.2 三次諧波注入法的解析表達式 151
5.4 諧波損耗的解析計算 158
5.5 不連續調製策略 164
5.6 三倍頻載波比和次諧波 165
5.6.1 三倍頻載波比 165
5.6.2 次諧波 166
5.7 小結 168
參考文獻 169
第6章 零空間矢量放置調製策略 170
6.1 空間矢量調製 170
6.1.1 空間矢量調製原理 170
6.1.2 空間矢量調製和規則採樣脈寬調製的比較 174
6.2 空間矢量調製的各相橋臂參考信號 175
6.3 自然採樣空間矢量調製 178
6.4 空間矢量調製的解析式 180
6.5 空間矢量調製的諧波損耗 190
6.6 零空間矢量的放置 192
6.7 不連續調製 195
6.7.1 120°不連續調製 196
6.7.2 60°和30°不連續調製 197
6.8 不連續PWM的各相橋臂參考信號 201
6.9 不連續PWM的解析式 208
6.10 諧波性能比較 212
6.11 不連續PWM的諧波損耗 214
6.12 單邊沿空間矢量調製 218
6.13 開關脈衝序列 218
6.14 小結 220
參考文獻 220
第7章 電流源型逆變器的調製 221
7.1 作為狀態機的三相調製器 221
7.2 用於自然採樣電流源型逆變器的空間矢量調製器 225
7.3 實驗驗證 225
7.4 小結 228
參考文獻 228
第8章 逆變器的過調製 229
8.1 過調製區域 229
8.2 逆變器單相橋臂的自然採樣過調製 230
8.3 逆變器單相橋臂的規則採樣過調製 234
8.4 單相/三相逆變器的自然採樣過調製 236
8.5 過調製時的PWM控制器增益 238
8.5.1 正弦調製參考信號時的增益 238
8.5.2 空間矢量調製參考信號時的增益 241
8.5.3 60°不連續調製參考信號時的增益 243
8.5.4 補償調製 244
8.6 採用空間矢量法的過調製 246
8.7 小結 250
參考文獻 251
第9章 程控調製策略 252
9.1 最佳化的空間矢量調製 252
9.2 諧波消除PWM 261
9.3 最佳化的性能指標 274
9.4 最佳化的PWM 275
9.5 最小損耗PWM 281
9.6 小結 285
參考文獻 285
第10章 多電平變換器的程控調製 286
10.1 幾種多電平變換器 286
10.2 方塊開關策略實現電壓控制 289
10.3 用於多電平逆變器的諧波消除法 290
10.3.1 等電平情況下用於諧波消除的開關角 290
10.3.2 電壓應力和電流應力的均衡 293
10.3.3 電平不等情況下用於諧波消除的開關角 294
10.4 最小諧波畸變 295
10.5 小結 297
參考文獻 297
第11章 基於載波的多電平逆變器脈寬調製 298
11.1 級聯式單相H橋的脈寬調製 298
11.2 級聯式H橋的過調製 305
11.3 二極體鉗位式逆變器的幾種脈寬調製方法 308
11.4 三電平自然採樣PD脈寬調製 309
11.4.1 三電平PD脈寬調製的等高線圖 309
11.4.2 二重傅立葉級數諧波係數 311
11.4.3 諧波係數的計算 312
11.4.4 三電平PD脈寬調製的頻譜性能 315
11.5 三電平自然採樣APOD或POD脈寬調製 316
11.6 三電平逆變器的過調製 318
11.7 二極體鉗位式逆變器的五電平PWM 321
11.7.1 五電平自然採樣PD PWM 321
11.7.2 五電平自然採樣APOD PWM 323
11.7.3 五電平POD PWM 326
11.8 更多電平的逆變器的PWM 327
11.9 級聯式逆變器的等效PD PWM 330
11.10 混合式多電平逆變器 333
11.11 混合式逆變器的等效PD PWM 338
11.12 多電平逆變器的3次諧波注入法 342
11.13 可變調製比多電平逆變器的運行 344
11.14 小結 345
參考文獻 346
第12章 多電平變換器的空間矢量脈寬調製 347
12.1 最佳化的空間矢量序列 347
12.2 選擇開關狀態的調製器 349
12.3 分解法 349
12.4 六邊形坐標系統 351
12.5 一個開關周期內的最優空間矢量位置 355
12.6 空間矢量脈寬調製和基於載波脈寬調製的比較 356
12.7 多電平逆變器的不連續調製 358
12.8 小結 362
參考文獻 362
第13章 調製控制器的實現 363
13.1 電力電子變換系統概述 363
13.2 PWM變換器系統的要素 364
13.2.1 電壓源型逆變器的功率變換級 368
13.2.2 門極驅動接口電路 370
13.2.3 控制器電源 371
13.2.4 I/O調理電路 371
13.2.5 PWM控制器 371
13.3 PWM過程的硬體實現 374
13.3.1 模擬與數字實現 374
13.3.2 數字定時器的邏輯結構 375
13.4 PWM的軟體實現 378
13.4.1 後台軟體 378
13.4.2 PWM定時間隔的計算 379
13.5 小結 381
參考文獻 381
第14章 調製技術的發展 382
14.1 隨機脈寬調製 382
14.2 電壓不平衡情況下的PWM整流器 385
14.3 共模信號消除 390
14.4 四相橋臂逆變器調製 394
14.5 最小脈衝寬度的影響 396
14.6 脈寬調製死區補償 399
14.7 小結 404
參考文獻 404
附錄1 雙變數控制波形的傅立葉級數表達式 405
參考文獻 408
附錄2 雅可比-安格爾和貝塞爾函式關係式 409
A2.1 雅可比-安格爾展開 409
A2.2 貝塞爾函式的積分關係式 410
參考文獻 411
附錄3 三相及半周期對稱關係式 412
參考文獻 413
附錄4 單相橋臂的過調製 414
A4.1 自然採樣雙邊沿脈寬調製 414
A4.1.1 自然採樣PWM下過調製的二重傅立葉積分的計算 414
A4.1.2 自然採樣PWM過調製下的單相橋臂的諧波表達式 420
A4.1.3 由過調製表達式所得到的線性調製表達式 421
A4.1.4 由過調製表達式所得到的方波調製表達式 421
A4.2 對稱規則採樣雙邊沿PWM 422
A4.2.1 對稱規則採樣PWM下過調製的二重傅立葉積分的計算 423
A4.2.2 對稱規則採樣PWM下單相橋臂過調製的諧波表達式 424
A4.2.3 由過調製表達式所得到的線性調製表達式 425
A4.3 不對稱規則採樣雙邊沿PWM 425
A4.3.1 不對稱規則採樣PWM下過調製的二重傅立葉積分的計算 426
A4.3.2 不對稱規則採樣PWM下過調製的單相橋臂的諧波表達式 428
A4.3.3 由過調製表達式所得到的線性調製表達式 429
附錄5 開關波形的二重傅立葉級數表達式的數值積分 431
A5.1 二重傅立葉積分的表達 431
A5.2 內積分的解析解 433
A5.3 外積分的數值積分 434
總參考文獻 436
