开关型变换器建模与分析PDF电子书下载

第1章 电网络图论基础 1

1.1 图的基本概念 1

1.1.1 图 1

1.1.2 树和基本回路 2

1.1.3 割集和基本割集 3

1.2 图的矩阵表示及关系 3

1.2.1 矩阵表示 3

1.2.2 矩阵A、B、Q之间的关系 6

1.2.3 电路方程的矩阵表示 6

1.3 网络的矩阵分析 8

1.3.1 支路的伏安特性 8

1.3.2 节点电压法 11

1.3.3 移源法 15

1.3.4 回路电流法 18

1.3.5 割集电压法 20

1.4 平面电路的对偶及其对偶规则 22

1.4.1 电路的对偶性 22

1.4.2 电路的对偶规则 23

1.5 无源二端口网络 26

1.5.1 二端口网络的参数 27

1.5.2 二端口网络综合的参数性质 29

1.5.3 LC二端口网络的综合 30

第2章 瞬时功率理论 35

2.1 概述 35

2.1.1 功率定义 35

2.1.2 Budeanu理论 39

2.1.3 Fryze理论 41

2.1.4 Czarnecki理论 42

2.1.5 传统功率理论的局限性 43

2.2 瞬时功率理论 43

2.2.1 pq理论 44

2.2.2 改进的pq理论 46

2.2.3 同步参考坐标变换瞬时功率理论 47

2.3 基于正交分量的功率理论 48

第3章 开关型变换器拓扑理论 51

3.1 开关型变换器拓扑概述 51

3.2 开关型变换器拓扑规则 51

3.2.1 开关型变换器理想开关的定义 51

3.2.2 开关型变换器拓扑的基本开关单元 52

3.2.3 基本开关型变换器的拓扑组合规则 54

3.2.4 基于器件特性的变换器基本拓扑单元 60

3.3 开关型变换器的对偶设计 61

3.3.1 开关型变换器常用元件的对偶规则 62

3.3.2 基本开关型变换器的对偶设计 66

3.3.3 含有基本变换单元的开关型变换器的对偶设计 68

3.4 开关型变换器拓扑的三端开关模型法设计 69

3.5 基本开关型变换器的拓扑叠加设计 72

3.5.1 基本开关型变换器级联叠加的基本规则 72

3.5.2 基本开关型变换器的级联叠加设计举例 73

3.5.3 DC-DC开关型变换器级联叠加时的功率开关单元拓扑简化 76

3.6 DC-AC级联型组合变换器 78

3.6.1 DC-AC级联型组合变换器拓扑结构 78

3.6.2 DC-AC开关型变换器的拓扑叠加设计举例 86

第4章 开关型变换器的瞬态能量交换 94

4.1 概述 94

4.2 开关型变换器的宏观和微观因素 95

4.2.1 功率损耗 95

4.2.2 评述功率开关器件 96

4.3 短时瞬态过程研究方法论 98

4.3.1 电路理论分析的局限性 98

4.3.2 短时瞬态过程论 99

4.4 瞬态过程的影响因素 103

4.4.1 失效机制 104

4.4.2 主电路 104

4.4.3 控制模块与功率系统的相互影响 105

4.5 短时瞬态过程的研究方法 105

第5章 开关型变换器建模分析 107

5.1 概述 107

5.2 状态空间平均法 109

5.2.1 状态空间的基本定义 110

5.2.2 开关型变换器的变换方程 111

5.2.3 连续导通模式下的状态空间平均法 116

5.3 PWM开关模型法 118

5.3.1 PWM开关的定义 118

5.3.2 PWM开关的端口特性 119

5.3.3 PWM开关的等效电路模型 120

5.3.4 开关型变换器的PWM开关模型 121

5.4 等效变压器法 124

5.4.1 开关电路的等效变压器描述 124

5.4.2 三相VSR等效变压器dq模型电路 125

5.4.3 三相VSR等效电路简化 130

5.5 典型的开关型变换器线性模型 131

5.5.1 三相二极管／晶闸管整流器 131

5.5.2 PWM升压型整流器 133

5.5.3 三相PWM逆变器 134

5.5.4 矩阵式变换器 135

5.6 三相四桥臂逆变器的数学建模举例 139

5.6.1 不同坐标系下三相四桥臂逆变器的数学模型 139

5.6.2 不平衡负载下三相四桥臂逆变器的数学模型 142

5.6.3 非线性负载下三相四桥臂逆变器的数学模型 143

第6章 脉宽调制技术 145

6.1 概述 145

6.2 SPWM技术 145

6.2.1 电压正弦控制技术 145

6.2.2 电流正弦控制技术 146

6.3 SVPWM技术 150

6.4 三相VSR的空间矢量控制 151

6.4.1 三相VSR的一般数学模型 151

6.4.2 三相VSR空间电压矢量分布 153

6.4.3 三相VSR空间电压矢量的合成 155

6.5 三维SVPWM技术 160

6.5.1 基于静止αβγ坐标系的3D-SVPWM 160

6.5.2 基于静止abc坐标系的3D-SVPWM 162

6.5.3 3D-SVPWM算法的实现 165

6.5.4 3D-SVPWM的仿真验证 171

6.6 三电平SVPWM技术 173

6.6.1 三电平空间矢量概述 173

6.6.2 查表式SVPWM矢量发生 175

第7章 开关型变换器控制 181

7.1 概述 181

7.2 单相无源逆变器 182

7.2.1 逆变桥等效模型 182

7.2.2 输出滤波器模型 183

7.2.3 单相无源逆变器模型 185

7.2.4 单相无源逆变器闭环控制模型 185

7.3 有源逆变器 187

7.3.1 有源逆变器L形滤波器 187

7.3.2 有源逆变器LCL形滤波器 189

7.3.3 有源逆变器并网功率调节 190

7.4 逆变器控制设计 192

7.4.1 PID控制 192

7.4.2 重复控制 193

7.4.3 状态反馈控制 198

参考文献 202