第1章 绪论 1
1.1 大功率变流器发展概述 1
1.2 大功率变流器拓扑学进展 1
1.2.1 普通变流器 1
1.2.2 多重化结构 1
1.2.3 组合变流器 2
1.2.4 多电平变流器 3
1.2.5 大功率变流器的应用综述 12
1.3 电流型多电平变流器的研究背景 12
1.3.1 电流型多电平变流器是一个新的研究课题 12
1.3.2 电流型多电平变流器的应用前景 13
1.3.3 电流型多电平变流器的研究现状 15
1.4 大功率变流器的调制策略 18
1.4.1 阶梯波脉宽调制 18
1.4.2 基于载波组的PWM技术 18
1.4.3 多电平电压空间矢量调制 20
1.4.4 载波相移SPWM技术 21
1.4.5 相移SVM技术 21
1.4.6 滞环电流控制 22
1.4.7 单周期控制 22
1.4.8 其他控制方式 23
第2章 CPS-SPWM技术的理论研究 24
2.1 自然采样SPWM理论 24
2.1.1 自然采样的二逻辑SPWM理论 24
2.1.2 自然采样的三逻辑SPWM理论 27
2.2 二逻辑相移SPWM技术的数学分析 30
2.2.1 二逻辑相移SPWM技术的数学模型 31
2.2.2 二逻辑相移SPWM技术的分析 33
2.3 三逻辑相移SPWM技术的数学分析 34
2.3.1 三逻辑相移SPWM技术的数学模型 35
2.3.2 三逻辑相移SPWM技术讨论 38
2.3.3 相移SPWM技术的传输带宽 40
2.4 载波相移SPWM技术的基本原理及简要数学分析 43
2.4.1 载波相移SPWM技术的基本原理 43
2.4.2 载波相移SPWM技术的简单数学分析 44
2.4.3 载波相移SPWM技术的扩展应用 46
2.5 载波相移SPWM技术理论 47
2.5.1 调制原理 47
2.5.2 CPS-SPWM波形的组成 48
2.5.3 CPS-SPWM的等效载波频率 50
2.5.4 CPS-SPWM组合变流器的线性度和传输带宽 51
2.6 CPS-SPWM技术与自然采样SPWM技术的比较 56
2.7 CPS-SPWM技术的评价 57
2.8 CPS-SPWM技术的拓展应用 58
第3章 CPS-SVM技术 59
3.1 SVM技术的基本原理 59
3.1.1 电压空间矢量的概念 60
3.1.2 三相逆变器的基本电压矢量 60
3.1.3 磁链跟踪PWM的基本思想 61
3.1.4 SVM技术的电压采样解释 63
3.2 SVM技术的调制方式 63
3.2.1 SVM的基本调制算法 63
3.2.2 SVM的两种开关调制模式 65
3.2.3 SVM波的显化 67
3.3 CPS-SVM技术的基本原理及分析 72
3.3.1 载波相移与错时采样 72
3.3.2 CPS-SVM技术的调制方法 72
3.3.3 CPS-SVM技术的特性分析 75
3.3.4 CPS-SVM组合变流器的仿真结果与分析 76
3.3.5 CPS-SVM技术与其他调制技术的比较研究 78
3.3.6 CPS-SVM组合变流器的基本电压矢量和磁链图 81
3.4 CPS-SVM组合变流器输出线电压与幅度调制比的关系 82
3.4.1 变流器单元数N=2时的情况 82
3.4.2 变流器单元数N＞2时的情况 83
3.5 CPS-SVM基本原理的实验验证 85
3.6 本章小结 86
第4章 载波相移技术的数字化实现方法 88
4.1 引言 88
4.2 基于TMS320LF2407的多路PWM波形产生器 89
4.2.1 三相三电平变流器的CPS-SPWM技术的实现方法 89
4.2.2 单相级联H桥五电平变流器CPS-SPWM技术的实现 90
4.3 基于FPGA的多路PWM波形产生器 98
4.3.1 相移载波产生器 98
4.3.2 PWM比较输出模块 100
4.3.3 数据锁存器 100
4.3.4 死区产生器 101
4.3.5 载波周期值和死区值锁存模块 101
4.3.6 选择模块 101
4.3.7 控制使能模块 102
4.3.8 实验验证 103
4.4 本章小结 107
第5章 CPS技术在电压型、电流型多电平变流器中的应用 109
5.1 CPS-SPWM技术在电压型级联H桥多电平变流器中的应用 109
5.1.1 单相多电平变流器 109
5.1.2 三相多电平变流器 120
5.2 CPS-SPWM技术在电流型级联H桥多电平变流器中的应用 127
5.2.1 载波相移SPWM方法 128
5.2.2 SVPWM方法 130
5.2.3 多电平消谐波PWM方法 133
5.2.4 一种新的分相控制式三相多电平CSI 137
5.2.5 基于CPS-SPWM技术的级联H桥变流器 142
5.3 CPS-SVM技术在级联多电平变流器中的实现 148
5.3.1 级联多电平变流器 149
5.3.2 基于定次谐波消除的阶梯波脉宽调制 150
5.3.3 多电平电压空间矢量调制 153
5.3.4 级联多电平变流器与组合变流器之间的等价关系 162
5.3.5 级联CPS-SVM多电平变流器的实现 166
5.3.6 桥内CPS-SVM的实验验证 171
第6章 载波相移调制技术在风力发电机组用变流器中的应用 173
6.1 CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统交错三相单管Boost电路中的应用 173
6.1.1 系统拓扑结构及相应的调制方法 173
6.1.2 系统工作模式 174
6.1.3 仿真验证 176
6.1.4 实验验证 178
6.2 CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统并联背靠背双PWM变流器中的应用 180
6.2.1 系统结构及其控制策略 181
6.2.2 载波相移调制技术在背靠背变流器上的实现方法 182
6.2.3 实验验证 183
6.3 CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统级联变流器中的应用 187
6.3.1 系统结构 187
6.3.2 原理 188
6.3.3 仿真和实验 189
6.4 本章小结 192
参考文献 194