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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 大容量变换器的发展背景 1

1.2 大容量变换器的分类及特点 4

1.2.1 传统大功率变换电路 5

1.2.2 新型多电平电压型变换器 9

1.3 新型多电平变换器的分类及模型 13

1.3.1 多电平变换器的分类 13

1.3.2 多电平变换器的基本模型 13

1.4 多电平变换器的应用 14

1.4.1 高压大容量多电平变频调速技术现状 15

1.4.2 高压大容量多电平变频调速在风机、泵类负载中的应用 16

1.4.3 高压大容量三电平变频调速在轧钢系统中的应用 17

1.4.4 大容量变频调速在轨道交通系统中的应用 18

参考文献 22

第2章 多电平变换器主电路结构 24

2.1 概述 24

2.2 基本单元分析法 25

2.2.1 电力电子电路基本单元 25

2.2.2 多电平变换器结构综合与分析 27

2.3 箝位型多电平变换器原理 29

2.3.1 二极管箝位型多电平变换器 29

2.3.2 电容箝位型多电平变换器 39

2.3.3 混合式箝位型多电平变换器 45

2.3.4 通用箝位型变换器 49

2.4 层叠式多单元多电平变换器 53

2.4.1 层叠式多单元思想 53

2.4.2 层叠式多单元变换器典型结构分析 55

2.4.3 用实际开关的实现方法 56

2.4.4 最末端单元的实现 57

2.4.5 层叠式的单元变换器的自平衡 58

2.5 级联型多电平变换器 59

2.5.1 级联型多电平变换器的典型结构 59

2.5.2 级联型多电平变换器的结构扩展 64

2.5.3 三相逆变器串联式结构 68

2.5.4 开绕组双端供电型拓扑 72

2.6 几类多电平变换器的结构比较 78

参考文献 79

第3章 多电平变换器PWM控制技术 82

3.1 概述 82

3.2 三电平载波PWM控制 83

3.2.1 三角载波层叠法 83

3.2.2 优化PWM方法 86

3.3 多电平载波PWM技术 89

3.3.1 载波层叠法 90

3.3.2 载波移相法 92

3.3.3 性能指标的实现及优化 93

3.4.1 三电平变换器的空间电压矢量模型 94

3.4 三电平空间矢量PWM控制 94

3.4.2 基本矢量及对中点电压的影响 96

3.4.3 参考电压矢量合成的原则 99

3.4.4 传统三电平SVPWM算法 100

3.4.5 60°坐标系SVPWM算法 102

3.5 多电平空间矢量PWM技术 105

3.5.1 空间矢量模型及控制目标 105

3.5.2 60°坐标系多电平SVPWM方法 107

3.5.3 参考电压分解多电平SVPWM方法 108

3.5.4 多电平通用SVPWM控制方法 112

3.6.1 两电平SVPWM的载波调制形式 123

3.6 多电平SVPWM和载波PWM的统一 123

3.6.2 三电平SVPWM的载波调制形式 125

3.6.3 多电平空间矢量PWM的一般性载波调制形式 127

参考文献 130

第4章 三电平变换器交流电机调速控制系统 132

4.1 概述 132

4.2 三电平逆变器异步机直接转矩控制系统 132

4.2.1 二极管箝位型三电平逆变器的开关模型 133

4.2.2 三电平逆变器供电下异步机调速系统的数学模型 136

4.2.3 三电平逆变器供电的异步电机直接转矩控制 140

4.2.4 系统的软硬件组成和实验结果 157

4.3.1 双PWM三电平变换器的系统结构 162

4.3 双PWM三电平矢量控制变频调速系统 162

4.3.2 双PWM三电平异步电机调速系统的数学模型 163

4.3.3 双PWM三电平异步电机调速控制系统的构成和设计 175

4.3.4 双PWM三电平异步电机磁链定向计算机控制系统及实验结果 183

参考文献 187

第5章 H桥串联式多电平变换器应用系统 190

5.1 概述 190

5.2 单元串联式多电平变换器在交流调速系统中的应用 190

5.2.1 H桥级联式逆变器系统结构 191

5.2.2 H桥级联式逆变器数字实现 193

5.2.3 计算机控制硬件实现 196

5.2.4 控制软件编制和程序流程 204

5.2.5 H桥级联式高压大功率逆变器实验结果 206

5.2.6 H桥级联式高压大功率逆变器矢量控制系统 208

5.3 单元串联式多电平变换器在有源滤波系统中的应用 214

5.3.1 概述 214

5.3.2 谐波的危害及有源滤波 215

5.3.3 参考电流提取 221

5.3.4 新型谐波和有功电流检测方法及参考电流提取 224

5.3.5 CSAPF的无差拍电流控制 231

5.3.6 数字控制系统的构成 237

5.3.7 级联式并联有源滤波系统的实验及结果 248

参考文献 250