多电平逆变技术及其应用

多电平逆变技术及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:刘凤君
出品人:
页数:397
译者:
出版时间:2007-4
价格:43.00元
装帧:
isbn号码:9787111206651
丛书系列:
图书标签:
  • 专业
  • 多电平逆变器
  • 电力电子
  • 逆变技术
  • 新能源
  • 电力系统
  • 谐波控制
  • 模块化逆变器
  • 高压大容量
  • 可靠性
  • 应用案例
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具体描述

这是一本专门介绍多电平逆变技术及其应用的书。本书以“基本功率单元”的观点,采用物理概念和数学分析相结合的方法,详细介绍了各种多电平逆变器的电路构成、工作原理和控制方法。

本书共分6章。第1章介绍了多电平逆变器的一些基础知识、产生背景、发展过程及应用领域。第2章介绍了钳位式多电平逆变器,其中包括二极管钳位、飞跨电容钳位、混合钳位和通用钳位型多电平逆变器。第3章介绍了级联式多电平逆变器,如2H桥级联式、3H桥级联式和混合级联式多电平逆变器。第4章介绍了多电平逆变器的控制方法,如三角波层叠法、优化PWM法、消除特定谐波法、三角波移相法、空间相量控制法和不连续层叠法等。第5章介绍了多重叠加法,如N个2H桥的叠加、三相逆变器的叠加和电流型逆变器的多重叠加。第6章介绍多电平逆变器在变频调速器、电力有源滤波器和静止同步补偿器中的应用。本书适合于电力电子技术领域的科技人员,从事电气传动自动化、电机及其控制的科技工作者阅读,也可作为大专院校相关专业师生的教学参考书。

《高效电力转换:现代电力电子器件与控制策略》 简介 本书深入探讨现代电力电子技术的核心——高效电力转换。随着能源需求的持续增长和对能源效率要求的日益提高,电力电子技术在各个领域发挥着至关重要的作用。从智能电网的构建到新能源的接入,从电动汽车的驱动到工业生产的节能,高效、可靠的电力转换是实现这些目标的关键。 本书不涉及多电平逆变技术及其具体应用,而是聚焦于电力电子转换器设计、控制和优化的基础理论与前沿技术。我们首先从基础的电力电子器件入手,详细介绍各种功率半导体器件(如MOSFET、IGBT、SiC、GaN等)的物理特性、工作原理、选型原则以及最新的发展趋势。深入理解这些器件的性能是设计高效功率转换器的前提。 接着,本书将系统性地介绍不同拓扑结构的DC-DC转换器和AC-DC转换器(整流器)的设计与分析。我们将详细讲解Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Zeta、Cuk等基本DC-DC拓扑,并分析其稳态特性、动态响应和损耗机制。对于AC-DC转换器,我们会涵盖传统的桥式整流器,并重点介绍功率因数校正(PFC)技术,包括升压式PFC、降压式PFC以及谐振式PFC等,分析其工作原理、控制策略以及对电网兼容性的影响。 在控制策略方面,本书将提供全面而深入的介绍。我们将详细讲解脉冲宽度调制(PWM)技术,包括载波 PWM、空间向量 PWM (SVPWM) 等,分析其在不同应用场景下的优劣。此外,我们还将探讨电压模式控制、电流模式控制、平均电流模式控制等经典控制方法,并引入更先进的数字控制技术,如滑模控制、模糊逻辑控制、自适应控制以及基于模型预测的控制 (MPC),旨在提升转换器的动态性能、鲁棒性和效率。 本书的另一重要部分是关注功率转换器中的损耗分析与优化。我们将深入分析开关损耗、传导损耗、驱动损耗等各种损耗来源,并提出相应的优化设计方法,包括软开关技术(如零电压开关ZVS、零电流开关ZCS)、交错并联技术、交错拓扑等,以最大程度地提高转换效率。 此外,本书还将探讨功率转换器在电磁兼容性(EMC)设计方面的挑战与对策。我们将分析开关操作产生的电磁干扰(EMI)源,并介绍滤波技术、屏蔽技术、布局优化等方法,以满足严格的EMC标准。 本书的最后部分将触及一些新兴的电力电子技术和应用方向。例如,我们将讨论新型功率器件的集成化设计,如功率模块和单片集成技术,以及它们在提高功率密度和可靠性方面的优势。同时,我们还会简要介绍与高效电力转换紧密相关的领域,如储能系统(电池管理系统BMS、超级电容器)、电机驱动技术以及面向物联网(IoT)的低功耗电源设计。 本书旨在为电力电子领域的研究人员、工程师和学生提供一个坚实的基础和前沿的视野。通过对电力电子器件、拓扑结构、控制策略和损耗优化等方面的深入剖析,读者将能够掌握设计、分析和优化高效电力转换器所需的知识和技能,从而为解决当前和未来的能源挑战做出贡献。本书适合具有一定电力电子基础知识的读者阅读。

作者简介

目录信息

前言第1章 概述1.1定义和产生的背景1.1.1多电平逆变器的定义1.1.2多电平逆变器产生的背景1.2发展过程与应用领域1.2.1多电平逆变器的发展过程1.2.2多电平逆变器的应用领域1.3基本工作原理、分类及特点1.3.1多电平逆变器的基本工作原理1.3.2多电平逆变器的分类1.3.3多电平逆变器的特点1.4多电平逆变器的基本单元分析法1.4.1多电平逆变器电路的基本单元1.4.2多电平逆变器的基本单元分析1.5基本逆变器单元的数学表示式1.6多电平逆变器生成的多重叠加法1.6.1Ⅳ个单相逆变器的多重叠加1.6.2三相逆变器的多重叠加1.7生成多电平逆变器的级联法1.8多电平阶梯波的谐波分析新方法1.9多电平逆变器用的开关器件本章小结第2章 钳位式多电平逆变器2.1二极管钳位式多电平逆变器2.1.1二极管钳位式三电平逆变器2.1.2单相全桥式二极管钳位三电平逆变器2.1.3三相二极管钳位三电平逆变器2.1.4采用辅助臂的二极管钳位式三电平逆变器2.1.5二极管钳位五电平逆变器2.2飞跨电容钳位式多电平逆变器2.2.1单相飞跨电容钳位三电平逆变器2.2.2三相飞跨电容钳位三电平逆变器2.2.3飞跨电容钳位多电平逆变器2.3电容钳位自平衡式多电平逆变器2.3.1电容钳位自平衡式五电平逆变器2.3.2电容钳位自平衡式多电平逆变器的派生电路2.4混合钳位式多电平逆变器2.4.1混合钳位式三电平逆变器的结构原理2.4.2三相混合钳位式三电平逆变器2.4.3混合钳位式多电平逆变器的单相电路2.5钳位式逆变器的缓冲电路与软开关技术2.5.1钳位式多电平逆变器的缓冲电路2.5.2二极管钳位三电平逆变器的软开关技术2.5.3辅助谐振变换极二极管钳位三电平逆变器的软开关电路2.5.4电容钳位三电平逆变器的有源软开关技术本章小结第3章 级联式多电平逆变器3.1级联式多电平逆变器的结构与特点3.2.IGBT2H桥级联式多电平逆变器3.2.1SPWN一2H桥的工作方式与输出电压表示式3.2.2SPWM一2H桥的应用级联方式3.3.IGBT3H桥级联式多电平逆变器3.3.13H桥的工作方式与输出电压的表示式3.3.23H桥的级联方式3.4IGBT2H桥与3H桥的混合级联3.4.1一个2H桥与一个钳位式三电平逆变器的级联3.4.2一个2H桥与一个3H桥的混合级联3.5不同开关器件不同直流电压的2H桥混合级联3.5.1用GTO晶闸管与IGBT作开关的两级2H桥串联叠加3.5.2用GTO晶闸管与IGBT作开关的三级2H桥串联叠加3.5.3采用不同开关器件的其他2H桥级联方式3.6不同开关器件不同直流电压的2H桥与3H桥的混合级联3.6.12H桥与3H桥的混合级联3.6.22H桥与不对称3H桥的混合级联3.7三相半桥式逆变器的级联3.7.1三相半桥式SPWM逆变器的输出电压表示式3.7.2三相半桥式SPWM逆变器的级联方式3.7.3三相半桥式SPWM逆变器的串一并联混合叠加3.8三相SPWN逆变器的线电压串联叠加3.8.1电路中的电压、电流和功率关系3.8.2控制方式、特点和扩展3.9开绕组双端供电式电路3.9.1开绕组交流电动机双逆变器供电的电路结构分析3.9.2等效原理与扩展3.10层叠式多电平逆变器3.10.1层叠式多电平逆变器的典型结构3.10.2层叠式多电平逆变器的自平衡3.112H桥与三相半桥式逆变器的广义软开关技术3.11.1用缓冲电路使开关软化3.11.2I,CD关断无源无损缓冲电路3.11.3有源无损缓冲电路本章小结第4章 多电平逆变器的删控制技术4.1PWM控制法的来源、分类及其内在关系4.1.1多电平逆变器PWM控制法的分类4.1.2PWM控制法的来源及其内在关系4.2三电平逆变器的载波PWM控制4.2.1三角载波层叠法4.2.2开关频率优化:PWM法4.2.3消除特定谐波的PWlVl控制法4.3三电平逆变器的空间电压相量PWM控制法4.3.1基本相量的分类与对中点电压的影响4.3.2参考电压相量的合成4.3.3三电平空间相量PWM控制的算法4.3.460~坐标系的算法4.4多电平逆变器的载波PWM控制4.4.1三角载波移相PWM控制4.4.2三角载波层叠PWM控制4.4.3开关频率优化PWM控制4.4.4性能指标的实现与优化4.5多电平逆变器的空间电压相量PWM控制法4.5.1空间相量模型及控制目标4.5.260坐标系多电平空间相量PWM控制法4.5.3参考电压分解多电平空间相量PWM控制法4.5.4多电平逆变器的通用空间相量PWM控制法4.6级联式多电平逆变器的载波PWM控制4.6.12H桥实现级联的必备条件与控制方式4.6.22H桥级联输出电压与控制电路4.7不同开关器件H桥混合级联分段载波层叠式PWM控制法4.7.1不同开关器件2H桥混合级联PWM控制法4.7.2不同开关器件2H桥与3H桥混合级联的PWM控制法4.7.3阶梯波EPWM控制法本章小结第5章 多重叠加式逆变器5.1利用分组特性进行多重叠加的应用实例5.1.12H桥输出电压为方波的表示式5.1.2用6个2H桥实现5个方波电压的叠加5.1.3用6个2H桥实现4个方波电压的叠加5.1.4用6个2H桥实现3个方波电压的叠加5.1.5用9个2H桥实现5个方波电压的叠加5.2应用余弦规律多重叠加的应用实例5.2.1N=6的6个方波电压的叠加5.2.2N=8的8个方波电压的叠加5.3采用三相逆变器的多重叠加5.3.1N=2的普通三相方波逆变器的叠加应用实例5.3.2N=3的普通三相方波逆变器的叠加应用实例5.3.3由4个三相逆变器多重叠加组成的不间断电源(UPS)5.3.4常用的多重叠加方式5.3.5多重叠加法的控制电路5.4并联三相多重叠加逆变器5.4.1中心抽头电抗器式并联叠加逆变器5.4.2并联多重变压器式单相2H桥多重叠加5.4.3并联多重变压器式三相多重叠加逆变器5.5采用一个并联多重变压器的三相多重叠加式逆变器5.6电压型三相逆变器的串联和并联叠加方式5.7电流型逆变器的多重叠加5.7.1直接并联多重叠加5.7.2通过输出变压器的多重叠加5.7.3直接并联叠加与通过变压器叠加的比较本章小结第6章 多电平逆变器的应用6.1多电平逆变器在变频调速领域的应用现状6.1.1多电平逆变器变频调速在风机、泵类负载中的应用6.1.2多电平逆变器变频调速在轧钢系统中的应用6.1.3多电平逆变器变频调速在轨道交通系统中的应用6.2多电平逆变器在中、高压变频调速领域的应用技术6.2.1中、高压变频调速器的控制方式6.2.2二极管钳位三电平逆变器的开关模型6.2.3三电平逆变器供电的异步电动机调速系统的数学模型6.2.4由三电平逆变器供电的异步电动机直接转矩控制6.2.5异步电动机直接转矩控制的系统组成和应用实例6.32H桥级联式多电平逆变器在变频器中的应用技术6.3.12H桥级联式变频器的结构6.3.22H桥级联式逆变器的微机控制6.3.32H桥级联式逆变器的相量控制6.3.4采用2H桥级联式多电平逆变器的中压变频器实例6.4多电平逆变器在有源滤波器中的应用技术6.4.1谐波的危害与有源滤波6.4.2参考电流的检测6.4.3适合于CSAPF的有功电流检测与参考电流检测法6.4.4电力有源滤波器的控制方式6.5多电平逆变器在静止同步补偿器中的应用技术6.5.1STATCOM的工作原理6.5.2STATCOM的主电路组成6.5.3STATCOM的数学模型6.5.4STATCOM的控制系统本章小结参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书给我的整体印象就是“理论化”到了极致,仿佛是一篇纯粹的学术论文的集合,而非一本能够帮助读者真正理解并运用技术的书籍。每当我试图去理解书中某个章节的实际意义时,都会被无休止的公式和符号淹没。虽然作者列举了大量的数学推导,但这些推导过程往往过于抽象,缺乏直观的解释。很多时候,我需要花费数倍的时间去理解一个公式的含义,而书本本身提供的解释却少之又少。而且,书中在描述一些控制策略时,也显得非常“概念化”。比如,关于模型预测控制的介绍,虽然提到了其优势,但具体是如何实现的,涉及到哪些关键参数的调整,如何权衡计算复杂度和控制性能,书中都只是点到为止,没有给出任何实质性的指导。这使得我在阅读后,对于如何将这些控制策略应用到实际的多电平逆变器设计中,仍然感到一头雾水。我期望能够看到一些更贴近实际的伪代码、流程图,或者是一些参数设置的建议,但这本书显然在这方面有所欠缺,更多的是在“告诉”你理论是什么,而不是“教”你如何去做。

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这本书简直是我近期阅读的“雷区”!当初被“多电平逆变技术”这个听起来高大上的名字吸引,还以为能学到什么前沿的知识,结果打开之后,简直是知识的“黑洞”。前言部分就一股脑地堆砌了各种我完全不熟悉的缩略语和专业术语,像是直接把我丢进了一个陌生的语言国度,还没等你反应过来,就已经被淹没了。好不容易翻到介绍了几种所谓“经典”的多电平拓扑结构,但图片模糊不清,公式推导也是跳跃性极强,很多关键步骤都被省略了,导致我根本看不懂它是怎么来的,更别说理解其背后的原理了。感觉作者仿佛预设了读者已经拥有了非常扎实的电力电子基础,而且对这个领域已经有了相当深入的了解,但对于我这样的普通读者来说,这简直是“天书”。我尝试着去查阅一些相关的概念,但书中给出的信息太过于零散和片面,根本无法形成一个完整的知识体系。读完之后,我感觉自己并没有学到任何有用的东西,反而对这个领域产生了更深的困惑和畏惧。如果想入门这个领域,这本书绝对不是一个好的选择,甚至可以说是会劝退新手的“劝退书”。

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老实说,我怀着极大的期待翻开了这本《多电平逆变技术及其应用》,毕竟现在电力电子的发展势头如此迅猛,多电平逆变技术在新能源发电、高压输电等领域都扮演着至关重要的角色。然而,这本书给我的感觉更像是一本陈旧的文献集,内容停留在了一个相对基础的阶段,对于当前的技术发展和实际应用,似乎没有太多深入的探讨。书中花了大量的篇幅去介绍一些早已被广泛应用的拓扑结构,如NPC、flying capacitor等,这些内容虽然不能说完全没有价值,但对于已经有一定了解的读者来说,略显枯燥乏味,缺乏新意。更让我感到失望的是,书中关于“应用”的部分,也多是泛泛而谈,并没有给出具体的案例分析或者详细的工程实践指导。例如,在谈到并网逆变时,只是简单地提了几个关键指标,却未能深入阐述如何针对不同电网环境进行优化设计,如何解决谐波抑制、稳定性控制等实际工程中的难题。我原本期待能够在这本书中找到一些关于如何将理论知识转化为实际解决方案的思路,或者学习一些在实际项目中遇到的挑战和应对策略,但这本书在这方面显得力不从心,给我的帮助非常有限。

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这本书的内容,用一个词来形容就是“缺乏深度”。它像是一本“流水账”式的技术介绍,将各种多电平逆变器的基本概念和一些简单的应用场景进行了罗列,但并没有对任何一个点进行深入的挖掘。例如,在讨论到PWM调制技术时,它只是简单地提到了载波同步、空间矢量脉宽调制等几种常见的调制方式,但并没有深入讲解它们各自的原理、优势劣势,以及在不同场合下的适用性。更重要的是,书中在分析多电平逆变器在实际运行中所面临的挑战时,比如器件的损耗、电磁干扰、绝缘可靠性等问题,都只是浅尝辄止,没有提供任何具体的分析方法或者改进措施。我原本希望能在这本书中找到一些关于如何进行系统设计、参数优化、故障诊断等方面的实用技巧,但这本书在这方面显得非常“苍白”。读完之后,你可能对多电平逆变技术有一个大致的了解,但如果要让你去设计一个实际的系统,或者解决实际工程中的问题,这本书能提供的帮助微乎其微。

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这本书给我带来的感受,就像是在一个信息洪流中,试图捞取一些有用的“珍珠”,但最终发现大部分都是“沙子”。书中的内容组织显得有些混乱,不同章节之间的关联性不强,有时候读完一个章节,你会觉得它和前面的内容联系不大,甚至有些重复。而且,在某些关键的技术点上,本书的处理方式显得非常“一带而过”。例如,在介绍不同类型多电平逆变器的优缺点时,作者只是简单地罗列了几条,却未能深入分析其背后的物理原理,以及在不同应用场景下,何种拓扑结构更具优势,为何具有优势。更让我感到困惑的是,书中在讨论到一些新兴的或者更复杂的控制技术时,例如针对不平衡负载或者动态电网环境的补偿策略,就显得更加语焉不详了。它似乎是在描绘一个技术发展的方向,但却没有提供足够的“工具”来帮助读者理解和掌握这些技术。我花了大量的时间试图去梳理其中的逻辑,但往往感觉像是“原地打转”,并没有真正地获得新的认知或者技能。

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