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PWM 10
1.4 选择谐波消去法SHE PWM 10
1.5 基于等腰三角载波的鞍形波PWM 14
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PWM 27
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SPWM 31
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SAPWM 38
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PWM 42
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＝1 56
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