1.1 逆变器的定义及其应用领域 1
第1章 引论 1
1.2 逆变技术的发展过程与现状 2
1.3 与逆变器相关技术的发展 4
1.3.1 逆变技术与电工理论的发展 4
1.3.2 逆变技术与绿色能源 5
1.3.3 谐波治理技术 5
1.3.4 高频磁技术 5
1.3.5 变频技术 6
1.3.6 逆变技术在电力系统中的应用 6
1.4 逆变器用功率开关器件 7
1.5 逆变器主电路的基本形式和分类 9
1.5.1 电压型逆变器和电流型逆变器 10
1.5.2 单级逆变器与内高频环逆变器 12
1.6.2 逆变器的技术指标 15
1.6 逆变器的仿真及逆变器的技术指标 15
1.6.1 逆变器的仿真 15
1.7 现代逆变技术的概念与研究内容 16
1.7.1 逆变器与开关器件开关方式及电路结构的关系 16
1.7.2 现代逆变器的研究内容 19
1.7.3 逆变器的脉波数、脉冲数和电平数 20
1.7.4 Delta逆变器的概念 21
第2章 基本型方波逆变器 22
2.1 电压型单相推挽式方波逆变器 23
2.2 电压型单相半桥式方波逆变器 26
2.3 电压型单相全桥式方波逆变器 27
2.4 电压型三相半桥式方波逆变器 31
2.5 电压型三相全桥式方波逆变器 37
2.6 电流型方波逆变器 39
2.6.1 单相串联二极管式电流型方波逆变器 39
2.6.2 三相串联二极管式和GTO式电流型方波逆变器 40
2.7 方波逆变器存在的问题及输出波形分析 41
第3章 移相多重叠加技术 45
3.1 移相多重叠加法的谐波分组特性与“消除法” 45
3.2 移相多重叠加法的余弦规律叠加法 52
3.2.1 方波电压个数为奇数的叠加 52
3.2.2 方波电压个数为偶数的叠加 56
3.3 移相多重叠加的余弦保留法 58
3.3.1 保留2kN±1组谐波的余弦保留法 58
3.3.2 保留多组谐波的多项余弦保留法 60
3.4 主要叠加方式 63
3.4.1 N=6的3个方波电压的叠加 65
3.4.2 N=6的4个方波电压的叠加 68
3.4.3 N=6的5个方波电压的叠加 70
3.4.4 N=9的5个方波电压的叠加 74
3.4.5 N相输入3相输出变压器的原理与构造［6］ 76
3.5 三相逆变器的移相多重叠加 86
3.5.1 N'=2的普通三相方波逆变器的叠加 87
3.5.2 N'=3的普通三相方波逆变器的叠加 90
3.5.3 4个三相SCR逆变器用多重叠加法构成的UPS 95
3.5.4 采用一个三相变压器的N'=4初级磁合成式逆变器［9］ 97
3.6 并联多重叠加式逆变器 106
3.6.1 三相逆变器的并联多重叠加 108
3.6.2 采用中心抽头电抗器的并联叠加 111
3.7 电流型逆变器的多重叠加 116
3.7.1 直接并联多重叠加 117
3.7.2 通过输出变压器的多重叠加 123
3.7.3 直接并联叠加与通过变压器叠加的比较 130
3.8 常用移相多重叠加 131
第4章 PWM脉宽调制技术 137
4.1 逆变器PWM技术的基础 138
4.2 同步与非同步单相二阶SPWM逆变器 142
4.3 单相三阶SPWM逆变器 157
4.3.1 用相位参差法得到三阶SPWM 157
4.3.2 用波形比较法得到三阶SPWM 160
4.4 三相SPWM逆变器 166
4.4.1 各种载波和调制波的组合 171
4.4.2 三相SPWM逆变器电压利用率的提高 175
4.5 死区对SPWM逆变器输出电压的影响［17］ 177
4.5.1 对图4-30（b）有死区波u'AO的谐波分析 180
4.5.2 对图4-30（c）有死区波u'AO的谐波分析 182
4.5.3 对图4-30（b）中误差波uD1、4的谐波分析 183
4.5.4 对图4-30（c）中误差波uD1、4的谐波分析 185
4.5.5 实际波u″AO的方程式与死区影响的分析 186
4.5.6 对死区影响的补偿［18］ 191
4.6.1 三相三线制逆变器 193
4.6 对不平衡与非线性负载引起的脉动电流的补偿［21］ 193
4.6.2 三相四线制逆变器 197
4.7 三相四桥臂逆变器［26］ 206
4.8 SPWM与多重叠加法的联合应用 212
4.8.1 载波三角波移相a角的SPWM电压方程式 212
4.8.2 三相半桥式SPWM逆变器的并联应用 217
4.8.3 三相半桥式SPWM逆变器的串联应用 220
4.8.4 三相半桥式SPWM逆变器的串-并联应用 223
第5章 提高直流电压利用率的PWM脉宽调制技术 226
5.1 线电压控制的三相SPWM逆变器 226
5.2 电压空间相量PWM逆变器 231
5.2.1 三相半桥式SPWM逆变器输出电压的空间相量表示 231
5.2.2 三相半桥式VSV-PWM逆变器 237
5.2.3 状态空间调制做图法 243
5.3 三相四桥臂VSV-PWM逆变器［28］ 246
5.3.1 三相四桥臂逆变器的电压空间相量 247
5.3.2 三相四桥臂逆变器的空间相量控制 250
5.3.3 使用滞后比较器的瞬时空间电流相量控制法 256
5.4 三相TPWM梯形波脉宽调制式逆变器 263
5.4.1 TPWM调制原理 263
5.4.2 最佳梯形调制波 270
5.4.3 σ对输出电压波形的影响 275
5.4.4 三相梯形波调制信号发生器 278
5.5 优化阶梯波脉宽调制式逆变器 281
第6章 减小变压器体积、重量的高频环逆变技术 285
6.1 内高频环的作用与优点 285
6.1.1 利用内高频环减小变压器的体积、重量 286
6.1.2 采用内高频逆变技术带来的好处 288
6.2 具有直流中间环节的内高频环逆变器 290
6.2.1 单向电压型内高频环逆变器的电路类型 292
6.2.2 内高频脉冲直流环逆变器 294
6.3 无直流中间环节的内高频环逆变器 298
6.3.2 载波为锯齿波的相位参差法和正弦脉宽脉位调制 299
6.3.1 电路结构与电路类型 299
6.3.3 稳态原理与外特性 307
6.4 采用高频逆变器与相控循环整流器的内高频环逆变器 310
6.5 差频式内高频环逆变器 314
6.5.1 正弦电压的差频合成 315
6.5.2 方波电压差频式移相合成逆变器 322
6.6 电流型内高频环逆变器 324
6.7 直流变换器型内高频环逆变器 331
第7章 其它类型的PWM逆变技术 337
7.1 消除特定谐波的PWM逆变器 337
7.1.1 消除特定低次谐波的PWM波形与表示式 337
7.1.2 用幅值方程式消除低次谐波 341
7.1.3 输出电压的调节 343
7.1.4 消除特定谐波的数控方式 346
7.1.5 在三相PWM逆变器中的应用 347
7.2 准消除特定谐波的PWM逆变器 349
7.2.1 转换角函数ai（u）的特性及近似 351
7.2.2 数字化产生准消除特定谐波载波的精度 353
7.3 优化同步式PWM技术 354
7.3.1 效率最优和畸变率最小的PWM技术 355
7.3.2 减少转矩脉动控制的PWM技术 357
7.3.3 谐波电流有效值最小的PWM技术 360
7.3.4 减小谐波损耗的控制技术 364
7.4 随机PWM逆变技术 368
7.4.1 随机PWM技术的基本工作原理 369
7.4.2 随机开关频率PWM 370
7.4.3 随机脉冲位置PWM 370
7.4.4 随机开关PWM 371
7.5 跟踪型PWM逆变技术 373
7.5.1 电流跟踪控制 373
7.5.3 磁通跟踪控制 374
7.5.2 电压跟踪控制 374
7.5.4 利用瞬时空间相量的比较器方式跟踪型逆变器 375
7.5.5 用三角波比较方式的电流跟踪方式 380
7.6 电流型PWM逆变器 381
7.6.1 消除低次谐波的PWM控制 381
7.6.2 减少开关次数的电流型PWM逆变器 385
7.7 SPWM逆变器的扩容方式［25］ 389
7.8 可升压的Boost PWM逆变器［71］ 391
7.8.1 Boost变换器的升压特性及Boost逆变器的构成 391
7.8.2 Boost逆变器的PWM控制 394
7.8.3 应用实例 403
第8章 多电平PWM逆变技术 407
8.1 多电平PWM逆变器的定义与分类 407
8.2 二极管钳位式多电平逆变器 410
8.2.1 单相二极管钳位多电平逆变器 410
8.2.2 三相二极管钳位多电平逆变器 412
8.3 飞跨电容钳位式多电平逆变器 419
8.3.1 单相飞跨电容钳位多电平逆变器 419
8.3.2 三相飞跨电容钳位多电平逆变器 422
8.4 具有独立直流电源的级联式多电平逆变器 425
8.4.1 单相具有独立直流电源的级联式多电平逆变器 425
8.4.2 三相具有独立直流电源的级联式多电平逆变器 445
8.5 混合FBI的级联与单一直流电源FBI的级联 448
8.5.1 不同开关器件不同直流电压FBI的混合串联叠加 449
8.5.2 不同电路FBI与单一直流电源FBI的级联 458
8.6 多电平逆变器消谐波PWM法的原理与分析改进［69］ 465
8.6.1 SHPWM法的控制原理 466
8.6.2 SHPWM控制法的改进分析 468
8.6.3 开关频率优化PWM法的实现 474
8.7 多电平逆变器的空间电压相量PWM控制法 475
8.7.1 三电平逆变器的空间电压相量表示与PWM控制 476
8.7.2 多电平逆变器的空间电压相量表示 488
8.8 多电平逆变器的载波三角波移相SPWM控制法 491
8.8.1 FBI串联叠加的PSPWM控制 493
8.8.2 DCFBI串联叠加的PSPWM控制 495
8.8.3 FBI与DCFBI混合串联叠加的PSPWM控制 495
8.9 多电平逆变器的消除特定谐波PWM控制法 500
8.9.1 非线性方程组的建立与求解 502
8.9.2 仿真结果 504
第9章 缓冲电路与软开关技术 507
9.1 缓冲电路［25］ 508
9.1.1 缓冲电路和？抑制电路 508
9.1.2 RCD缓冲电路的损耗分析 515
9.2 其它形式的缓冲电路 519
9.3 广义软开关技术——无损缓冲电路［75］ 525
9.3.1 用无损缓冲电路使开关软化 526
9.3.2 CD2型与CLD2型无源无损缓冲电路 527
9.3.3 采用互感原理的复合型无损缓冲电路 532
9.4 LCD无损缓冲电路 534
9.4.1 LCD无源无损缓冲电路 534
9.4.2 LCD有源无损缓冲电路 539
9.5 用快速器件帮助慢速器件使开关软化 541
9.5.1 逆变器开关管的损耗 541
9.5.2 用快速器件帮助慢速器件开关软化 542
9.6 直流谐振环逆变技术 545
9.6.1 基本的直流谐振环逆变器（RDCLI） 546
9.6.2 改进型直流谐振环逆变器 548
9.7 PWM调制式直流谐振环逆变器 559
9.7.1 直流谐振环逆变器的PWM控制方式 560
9.7.2 几种单相DC谐振环PWM逆变器的性能比较 564
9.7.3 直流谐振环在三相PWM逆变器中的应用 570
9.7.4 组合式PWM-RDCL逆变器 578
9.8 极谐振逆变器 579
9.8.1 准谐振电流模式逆变器（QRCMI） 580
9.8.2 加入辅助二极管的极谐振PWM逆变器（ADRPI） 587
9.9 在死区内换流的辅助谐振极逆变器［73］ 589
9.9.1 电路组成与工作原理 590
9.9.2 参数的选择与电路的改进 595
9.10 多电平PWM逆变器的软开关电路 597
9.10.1 三电平辅助谐振极软开关逆变器［74］ 597
9.10.2 多电平辅助谐振极软开关逆变器 603
第10章 逆变技术的应用 609
10.1 逆变器技术的目的、优越性和应用领域 609
10.1.1 逆变器技术的目的和优越性 609
10.1.2 逆变技术的应用领域 611
10.2 交流净化稳压电源 613
10.2.1 单相交流净化稳压电源 614
10.2.2 三相交流净化稳压电源 618
10.3.1 单相并联式电力有源滤波器 623
10.3 对无功电流与谐波分量进行补偿的电力有源滤波器 623
10.3.2 三相并联式电力有源滤波器 626
10.4 市电电能质量综合补偿器［25］ 628
10.4.1 市电电能质量问题、负载多样性及串并联补偿 628
10.4.2 单相电能质量综合补偿器电路 630
10.4.3 对市电电压波动补偿时，逆变器Ⅰ、Ⅱ的工作状态与功率平衡 637
10.4.4 逆变器Ⅰ和Ⅱ的补偿功率 640
10.4.5 三相电能质量综合补偿器 641
10.5 串并联补偿式UPS［25］ 653
10.5.1 单相串并联补偿式UPS 653
10.5.2 逆变器Ⅰ的工作与控制方式 655
10.5.3 逆变器Ⅱ的工作与控制方式 656
10.5.4 逆变器Ⅰ和Ⅱ对市电电压波动进行补偿时的工作状态 658
10.5.5 对市电电压波动的补偿与补偿电压的建立 660
10.5.7 逆变器Ⅰ和Ⅱ的补偿功率 665
10.5.6 逆变器Ⅱ向负载提供iq+ih和100％的功率 665
10.5.8 三相全桥式串并联补偿UPS 667
10.6 IGBT高压变频调速电源 679
10.6.1 单相全桥式SPWM逆变器的直接串联叠加 679
10.6.2 多相多重整流 685
10.6.3 功率单元模块化 688
10.7 燃料电池发电系统 691
10.7.1 燃料电池发电站的特点 691
10.7.2 燃料电池发电站中的逆变器 692
10.7.3 现场型与分散型电站的逆变器 693
10.8 其它几种应用实例 696
10.8.1 逆变焊机 697
10.8.2 电动汽车［90］ 699
10.8.3 航空航天电源 700
参考文献 704