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第1章 变频调速与SVPWM技术 1

1．1 变频调速概述 1

1．1．1 变频调速系统 1

1．1．2 变频器 1

1．1．3 电力电子电器件 8

1．2 变频器谐波的影响与对策 13

1．2．1 输入侧谐波的影响与对策 13

1．2．2 输出侧谐波的影响及对策 16

1．3 SPWM技术 18

1．3．1 调制的原理和分类 18

1．3．2 SPWM波形成的方法 21

1．3．3 SPWM的优点与缺点 22

1．3．4 SPWM的优化 22

1．4 变频调速系统的控制 24

1．4．1 开环控制 24

1．4．2 闭环控制 25

1．5 SVPWM技术 26

1．5．1 概述 26

1．5．2 SVPWM技术的原理与分类 26

1．5．3 SVPWM技术的优点与展望 27

参考文献 29

第2章 两电平SVPWM技术 30

2．1 两电平逆变器 30

2．2 两电平逆变器合成电压矢量与磁链的空间分布 31

2．2．1 逆变器输出电压空间矢量的空间分布 31

2．2．2 电压矢量与磁链矢量轨迹 34

2．3 SVPWM的调制模式和算法 35

2．3．1 多个电压矢量连续切换的SVPWM模式 35

2．3．2 矢量合成法的SVPWM模式 38

2．4 对称调制模式和算法 42

2．4．1 基本原理 42

2．4．2 实施算法 46

2．4．3 对称调制模式与SPWM的比较 49

2．4．4 对称调制模式的特点和优点 50

2．4．5 对称调制模式的推广 51

2．5 两电平SVPWM的新算法 52

2．5．1 随机控制算法 52

2．5．2 免疫算法 54

2．5．3 反向传播神经网络算法 54

2．6 两电平三维空间电压矢量SVPWM控制 55

2．6．1 三相四桥臂逆变器 55

2．6．2 三相四桥臂逆变器的电压空间矢量 56

2．6．3 三相四桥臂逆变器的电压空间矢量控制 57

参考文献 58

第3章 两电平SVPWM技术的应用 60

3．1 两电平SVPWM技术在矢量变换控制中的应用 60

3．1．1 矢量变换控制的基本原理 60

3．1．2 SVPWM矢量控制系统的构成与控制原理 64

3．1．3 矢量变换控制的特点 66

3．2 SVPWM在直接转矩控制系统中的应用 66

3．2．1 直接转矩控制的基本原理 66

3．2．2 直接转矩控制系统的构成与控制原理 68

3．2．3 电压矢量与ψ、Te的关系 70

3．2．4 采用电压矢量选择表的直接转矩控制系统 72

3．2．5 直接转矩控制的数字化 72

3．2．6 直接转矩控制的特点与存在的问题 74

3．3 直接转矩控制的改进方案 76

3．3．1 模糊控制的直接转矩控制 76

3．3．2 预测转矩的直接转矩控制 76

3．4 采用谐振极软开关逆变器的直接转矩控制 77

3．4．1 RPZVT逆变器的构成及工作原理 77

3．4．2 控制系统的构成 79

3．4．3 控制原理 79

3．4．4 仿真及实验结果 81

3．5 PWM整流器的控制 82

3．5．1 PWM整流器 82

3．5．2 SVPWM功率滞环控制系统 84

3．6 双PWM变频器系统 86

3．6．1 系统的构成 86

3．6．2 四象限运行的控制 86

参考文献 89

第4章 三电平SVPWM技术 90

4．1 三电平逆变器 90

4．2 三电平电压空间矢量的分布 93

4．2．1 逆变器三电平的产生 93

4．2．2 三电平空间电压矢量与分析 94

4．3 三电平SVPWM控制算法 97

4．3．1 传统的三电平SVPWM算法 98

4．3．2 60°坐标系SVPWM的算法 102

4．3．3 三电平SVPWM分解为两电平SVPWM的简化算法 105

4．3．4 扇区两位数编号法 105

4．4 中点电压平衡问题 107

4．4．1 逆变器中点电压波动的原因和控制 107

4．4．2 电压矢量与中点电流的关系 107

4．4．3 抑制中点电压不平衡的控制方法 109

4．5 三电平SVPWM算法的特点与电压矢量的优化 116

参考文献 118

第5章 三电平SVPWM技术的应用 119

5．1 三电平SVPWM技术在矢量变换控制中的应用 119

5．1．1 NPC逆变器矢量控制调速系统的构成与控制原理 119

5．1．2 SVPWM算法 121

5．1．3 中点电压平衡问题的其他解决方法 122

5．1．4 SVPWM矢量控制的效果 123

5．2 三电平SVPWM技术在直接转矩控制中的应用 125

5．2．1 采用优化矢量表的直接转矩控制系统 126

5．2．2 采用自适应技术的优化矢量表直接转矩控制系统 127

5．2．3 三电平逆变器直接转矩控制在连续混炼机中的应用 129

5．3 三电平整流器的SVPWM控制和双PWM调速系统 132

5．3．1 三电平整流器的结构 132

5．3．2 整流器控制原理 133

5．3．3 三电平整流器SVPWM控制系统 136

5．3．4 双PWM变频调速系统 137

5．3．5 单相三电平PWM整流器 140

5．4 同步电动机变频调速的SVPWM控制 146

5．4．1 概述 146

5．4．2 永磁式同步电动机直接转矩控制 147

5．4．3 励磁型同步电动机矢量控制 148

参考文献 149

第6章 多电平SVPWM技术及其应用 150

6．1 多电平逆变器 150

6．1．1 高压变频器 150

6．1．2 多电平逆变器 151

6．1．3 多电平逆变器分类 151

6．1．4 多电平逆变器的优缺点 155

6．2 多电平逆变器空间电压矢量与分布 155

6．3 多电平SVPWM控制算法 158

6．3．1 算法的复杂性和解决的基本思路 158

6．3．2 各种坐标系算法 159

6．3．3 多电平SVPWM简化算法二例 163

6．4 五电平逆变器三维SVPWM控制 168

6．4．1 五电平逆变器结构和开关逻辑 169

6．4．2 两层3D-PWM电压矢量滞环控制策略 170

6．5 级联型（功率单元串联）逆变器在有源滤波系统中的应用 171

6．5．1 错时采样空间矢量调制（STS—SVM）的工作原理 171

6．5．2 级联型逆变器STS-SVM在有源电力滤波（APF）系统中的应用 173

参考文献 176

第7章 SVPWM技术工程应用实例 178

实例1 SVPWM技术在电动游览车中的应用 178

实例2 基于电压空间矢量脉宽调制的水泵压力闭环控制系统 184

实例3 基于电压空间矢量的电动汽车电驱动系统高效快速转矩响应控制 193

实例4 多电平变流器在风力发电系统中的应用 200

实例5 SVPWM技术在单相逆变电源中的应用 209

实例6 TR08磁浮列车驱动控制系统的研究 219