主要符號錶
第1章電力半導體器件1
1.1引言1
1.2二極管1
1.3晶閘管3
1.3.1伏安特性4
1.3.2開關特性4
1.3.3功率損耗和熱阻抗5
1.3.4電流額定值6
1.4雙嚮晶閘管7
1.5門極關斷(GTO)晶閘管9
1.5.1開關特性9
1.5.2迴饋式緩衝器11
1.6雙極型晶體管(BPT或BJT)12
1.7電力MOSFET13
1.7.1VI特性13
1.7.2安全工作區(SOA)14
1.8靜電感應晶體管(SIT)16
1.9絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)16
1.10MOS控製晶閘管(MCT)19
1.11集成門極換嚮晶閘管(IGCT)20
1.12大能量帶隙材料在電力半導體器件中的應用20
1.13功率集成電路(PIC)21
1.14小結22
參考文獻22
第2章交流電動機傳動24
2.1引言24
2.2異步電動機25
2.2.1鏇轉磁場25
2.2.2轉矩的産生27
2.2.3等效電路28
2.2.4轉矩轉速麯綫32
2.2.5電動機的NEMA分類34
2.2.6變壓恒頻運行34
2.2.7變頻運行35
2.2.8恒電壓/頻率運行36
2.2.9傳動運行區域37
2.2.10變定子電流運行38
2.2.11諧波的影響40
2.2.11.1諧波發熱 40
2.2.11.2電動機參數變化43
2.2.11.3轉矩脈動43
2.2.12動態dq模型45
2.2.12.1坐標軸變換46
2.2.12.2同步鏇轉參考坐標係動態模型(Kron方程)50
2.2.12.3靜止坐標係動態模型(Stanley方程)53
2.2.12.4動態模型的狀態空間方程56
2.3同步電動機59
2.3.1繞綫勵磁電動機59
2.3.1.1等效電路60
2.3.1.2電磁轉矩62
2.3.1.3凸極式電動機特性63
2.3.1.4動態de-qe電動機模型(Park模型)65
2.3.2同步磁阻電動機68
2.3.3永磁(PM)電動機68
2.3.3.1永磁材料68
2.3.3.2正弦波錶麵式永磁(SPM)電動機70
2.3.3.3正弦波嵌入式永磁(IPM)電動機71
2.3.3.4梯形波錶麵式永磁(SPM)電動機73
2.4可變磁阻電動機(VRM)74
2.5小結76
參考文獻76
第3章二極管及相控變流器77
3.1引言77
3.2二極管整流器77
3.2.1單相橋式電路——電阻、阻感負載78
3.2.2電源電感的影響80
3.2.3單相橋式電路——阻感、反電動勢（CEMF）負載81
3.2.4單相橋式電路——阻容負載81
3.2.5畸變因數、位移功率因數和功率因數83
3.2.6畸變因數(DF)83
3.2.7位移功率因數(DPF)83
3.2.8功率因數(PF)84
3.2.9三相全橋電路——阻感負載84
3.2.10三相全橋電路——阻容負載86
3.3晶閘管變流器88
3.3.1單相橋式電路——阻感、反電動勢負載88
3.3.2不連續導電模式91
3.3.3三相變流器——阻感、反電動勢負載93
3.3.4三相半波變流器94
3.3.5電源漏感(Lc)分析97
3.3.6三相橋式變流器100
3.3.7三相橋式變流器的不連續導電模式103
3.3.8三相雙組橋變流器106
3.3.96脈波中心抽頭變流器106
3.3.1012脈波變流器108
3.3.11橋式變流器的並行控製和順序控製109
3.4變流器控製110
3.4.1綫性觸發延遲角控製110
3.4.2餘弦交點控製111
3.4.3鎖相振蕩器原理112
3.5電磁乾擾(EMI)及電網供電質量問題115
3.5.1EMI問題116
3.5.2電網諧波問題116
3.6小結117
參考文獻118
第4章交交變頻器119
4.1引言119
4.2相控交交變頻器119
4.2.1基本運行原理119
4.2.2三相雙組變流器用作交交變頻器120
4.2.3交交變頻器電路結構123
4.2.3.1三相半波交交變頻器123
4.2.3.2三相橋式交交變頻器124
4.2.4有環流模式和無環流模式的比較126
4.2.4.1有環流模式126
4.2.4.2無環流模式129
4.2.5負載和電網諧波130
4.2.5.1負載電壓諧波130
4.2.5.2電網電流諧波133
4.2.6電網位移功率因數135
4.2.7交交變頻器的控製140
4.2.8改善DPF的方法141
4.2.8.1方波運行141
4.2.8.2不對稱觸發延遲角控製142
4.2.8.3環流控製144
4.3矩陣式變流器145
4.4高頻交交變頻器147
4.4.1高頻相控交交變頻器147
4.4.2高頻、整數脈衝交交變頻器147
4.4.2.1正弦供電147
4.4.2.2準方波供電148
4.5小結149
參考文獻149
第5章電壓源型變流器151
5.1引言151
5.2單相逆變器152
5.2.1半橋逆變器及變壓器中心抽頭式逆變器152
5.2.2全橋或H橋逆變器152
5.3三相橋式逆變器156
5.3.1方波或6脈波運行方式156
5.3.2電動與發電模式160
5.3.3輸入紋波161
5.3.4器件的電壓和電流額定值161
5.3.5移相電壓控製161
5.3.6電壓（幅值）和頻率控製163
5.4多重化逆變器（多階梯波逆變器）164
5.4.112階梯波逆變器164
5.4.2移相控製的18階梯波逆變器166
5.5脈衝寬度調製技術167
5.5.1正弦PWM168
5.5.2特定諧波消除PWM(SHEPWM)174
5.5.3最小紋波電流PWM178
5.5.4空間矢量PWM178
5.5.5瞬時電流控製正弦PWM186
5.5.6滯環電流控製PWM187
5.5.7SigmaDelta調製189
5.6三電平逆變器190
5.7硬開關的影響194
5.8諧振型逆變器196
5.9 軟開關逆變器198
5.10動力與再生製動201
5.10.1動力製動201
5.10.2再生製動202
5.11PWM整流器203
5.11.1帶有升壓斬波器的二極管整流器203
5.11.1.1單相203
5.11.1.2三相204
5.11.2用於輸入整流的PWM變流器205
5.11.2.1單相205
5.11.2.2三相207
5.12靜止無功補償器和有源濾波器209
5.13對基於MATLAB/SIMULINK仿真的介紹212
5.14小結215
參考文獻216
第6章電流源型變流器218
6.1引言218
6.26脈波晶閘管逆變器的基本原理219
6.2.1模式1: 負載換相整流器(0≤α≤π/2)222
6.2.2模式 2: 負載換相逆變器(π/2≤α≤π)222
6.2.3模式 3: 強迫換相逆變器(π≤α≤3π/2)222
6.2.4模式4: 強迫換相整流器(3π/4≤α≤2π)222
6.3負載換相逆變器223
6.3.1單相諧振逆變器223
6.3.2三相逆變器226
6.3.2.1滯後功率因數負載226
6.3.2.2過勵同步電動機負載227
6.3.2.3同步電動機起動228
6.4強迫換相逆變器229
6.5諧波熱效應和轉矩脈動231
6.6多重化逆變器232
6.7帶自換相裝置的逆變器234
6.7.16脈波逆變器234
6.7.2PWM逆變器237
6.7.2.1梯形波PWM237
6.7.2.2特定諧波消除PWM（SHEPWM）239
6.7.3雙邊PWM變流器係統240
6.7.4PWM整流器的應用243
6.7.4.1靜止無功補償器/有源濾波器243
6.7.4.2超導磁場儲能（SMES）244
6.7.4.3直流電動機調速244
6.8電流源型變流器和電壓源型變流器的比較244
6.9小結245
參考文獻246
第7章異步電動機轉差功率迴饋型傳動係統247
7.1引言247
7.2轉子變阻器調速的雙饋電動機247
7.3靜止Kramer傳動248
7.3.1矢量圖251
7.3.2交流等效電路253
7.3.3轉矩錶達式256
7.3.4諧波257
7.3.5Kramer傳動的調速258
7.3.6功率因數的改善258
7.4靜止Scherbius傳動260
7.4.1運行模式261
7.4.2用於VSCF發電係統的改進Scherbius傳動262
7.5小結264
參考文獻264
第8章異步電動機傳動係統的控製與估計266
8.1引言266
8.2基於小信號模型的異步電動機控製267
8.3標量控製271
8.3.1電壓源型逆變器的控製271
8.3.1.1開環電壓/頻率(V/F)控製271
8.3.1.2變頻傳動的節能效果274
8.3.1.3帶轉差率調節的速度控製275
8.3.1.4帶有轉矩和磁鏈控製的速度控製276
8.3.1.5電流控製的電壓源型逆變器傳動278
8.3.1.6並聯電動機的牽引傳動278
8.3.2電流源型逆變器的控製280
8.3.2.1獨立的電流和頻率控製280
8.3.2.2電流源型逆變器傳動係統的速度和磁鏈控製281
8.3.2.3電流源型逆變器傳動係統的電壓/頻率(V/F)控製282
8.3.3基於磁鏈規劃的效率優化控製282
8.4矢量控製或磁場定嚮控製285
8.4.1與直流傳動類比285
8.4.2等效電路和相量圖287
8.4.3矢量控製原理287
8.4.4直接或反饋矢量控製289
8.4.5磁鏈矢量的估計291
8.4.5.1基於電壓模型的方法291
8.4.5.2基於電流模型的方法294
8.4.6間接或前饋矢量控製294
8.4.7電網側PWM整流器的矢量控製303
8.4.8定子磁鏈定嚮的矢量控製305
8.4.9電流源型逆變器傳動係統的矢量控製307
8.4.10周波變流器傳動係統的矢量控製308
8.5無傳感器矢量控製311
8.5.1轉速估算方法311
8.5.1.1轉差頻率計算法311
8.5.1.2基於狀態方程的直接綜閤法312
8.5.1.3模型參考自適應係統（MRAS）313
8.5.1.4轉速自適應磁鏈觀測器（Luenberger觀測器）法315
8.5.1.5擴展卡爾曼濾波器（EKF）法318
8.5.1.6齒諧波法321
8.5.1.7凸極轉子注入輔助信號321
8.5.2無速度信號的直接矢量控製321
8.5.2.1可編程的級聯低通濾波器（PCLPF）定子磁鏈估計321
8.5.2.2基於電流模型方程的電動機起動控製325
8.6直接轉矩和磁鏈控製（DTC）327
8.6.1基於定子和轉子磁鏈的轉矩錶達式328
8.6.2DTC的控製策略328
8.7自適應控製331
8.7.1自調節控製332
8.7.2模型參考自適應控製（MRAC）334
8.7.3滑模控製336
8.7.3.1控製原理336
8.7.3.2矢量控製係統的滑模控製340
8.8傳動係統的自整定345
8.9小結349
參考文獻350
第9章同步電動機傳動係統的控製與估計353
9.1引言353
9.2正弦波SPM同步電動機傳動354
9.2.1開環電壓/頻率控製354
9.2.2自控方式357
9.2.3絕對位置編碼器358
9.2.3.1光學編碼器358
9.2.3.2帶解碼器的模擬式鏇轉變壓器359
9.2.4矢量控製361
9.3同步磁阻電動機傳動366
9.3.1恒定de軸電流(ids)控製368
9.3.2快速轉矩響應控製370
9.3.3最大轉矩/電流控製371
9.3.4最大功率因數控製373
9.4正弦波IPM電動機傳動374
9.4.1最大轉矩/電流的電流矢量控製375
9.4.2弱磁控製377
9.4.3定子磁鏈定嚮的矢量控製378
9.4.3.1反饋信號處理384
9.4.3.2方波(SW)模式下的弱磁控製386
9.4.3.3PWM－SW模式的切換388
9.5梯形波SPM同步電動機傳動係統389
9.5.1基於逆變器的傳動係統389
9.5.1.12π/3角導通方式390
9.5.1.2PWM電壓和電流控製方式391
9.5.2轉矩－速度麯綫393
9.5.3電動機的動態模型394
9.5.4傳動係統的控製395
9.5.4.1反饋方式中的閉環速度控製395
9.5.4.2FW方式中的閉環電流控製395
9.5.5轉矩脈動395
9.5.6基速以上的運行398
9.6繞組勵磁式同步電動機傳動係統399
9.6.1有刷和無刷直流勵磁399
9.6.2負載換相逆變器(LCI)傳動係統399
9.6.2.1恒定γ角下LCI傳動係統的控製401
9.6.2.2觸發延遲角αd或φ′角的控製403
9.6.2.3采用電動機端電壓信號的控製406
9.6.2.4鎖相環(PLL)γ角的控製408
9.6.3周波變流器傳動係統的標量控製409
9.6.4周波變流器傳動係統的矢量控製411
9.6.5電壓源型逆變器的矢量控製416
目錄ⅩⅦ9.7無傳感器控製416
9.7.1梯形波SPM電動機的無傳感器控製416
9.7.1.1電動機端電壓檢測法417
9.7.1.2定子3次諧波電壓檢測法418
9.7.2正弦波永磁電動機的無傳感器控製421
9.7.2.1電動機端電壓和電流檢測法422
9.7.2.2電感變化(凸極)效應法423
9.7.2.3擴展卡爾曼濾波(EKF)的狀態估計法425
9.8開關磁阻電動機(SRM)傳動係統427
9.9小結429
參考文獻430
第10章專傢係統原理及應用432
10.1引言432
10.2專傢係統原理433
10.2.1知識庫433
10.2.1.1框架結構435
10.2.1.2元知識436
10.2.1.3ES語言436
10.2.2推理機436
10.2.3用戶界麵437
10.3專傢係統的命令解釋程序438
10.3.1命令解釋程序的特性438
10.3.2外部接口439
10.3.3程序開發步驟439
10.4ES的設計方法440
10.5應用實例441
10.5.1傳動裝置中的PI調節器441
10.5.2故障診斷442
10.5.3交流傳動産品的選擇443
10.5.4傳動係統的配置選擇、設計與仿真444
10.5.4.1配置選擇444
10.5.4.2電動機額定參數設計445
10.5.4.3變流器設計445
10.5.4.4控製設計和仿真研究447
10.6術語錶448
10.7小結449
參考文獻449
第11章模糊邏輯原理及其應用450
11.1引言450
11.2模糊集閤450
11.2.1隸屬函數(MF)451
11.2.2模糊集閤運算453
11.3模糊係統456
11.3.1推理方法458
11.3.1.1Mamdani方法458
11.3.1.2Lusing Larson方法459
11.3.1.3Sugeno方法460
11.3.2解模糊方法462
11.3.2.1重心法(COA)463
11.3.2.2高度法463
11.3.2.3最大值平均法(MOM)464
11.3.2.4Sugeno解模糊法464
11.4模糊控製464
11.4.1為什麼要模糊控製464
11.4.2曆史迴顧465
11.4.3控製原理465
11.4.4模糊控製器的實現468
11.5一般設計方法469
11.6應用情況469
11.6.1異步電動機速度控製469
11.6.2異步電動機傳動係統基於磁鏈在綫規劃的效率優化472
11.6.3風力發電係統477
11.6.3.1風力渦輪機特性478
11.6.3.2係統描述478
11.6.3.3模糊控製479
11.6.4間接矢量控製的轉差增益調節483
11.6.5定子電阻Rs的估計486
11.6.6畸變波形的估計491
11.6.6.1Mamdani方法491
11.6.6.2Sugeno方法492
11.7模糊邏輯工具箱493
11.7.1FIS編輯器494
11.7.2隸屬函數編輯器495
11.7.3規則編輯器495
11.7.4規則瀏覽器495
11.7.5控製麯麵瀏覽器497
11.7.6基於模糊邏輯的同步電流控製演示程序497
11.8術語錶502
11.9小結503
參考文獻504
第12章神經網絡原理及其應用505
12.1引言505
12.2神經元結構506
12.2.1生物神經元的概念506
12.2.2人工神經元507
12.3人工神經網絡508
12.3.1應用示例：Y=AsinX511
12.3.2前饋神經網絡的訓練511
12.3.2.1學習方法513
12.3.2.2基於ANN的字母識彆513
12.3.3反嚮傳播訓練515
12.3.4三層網絡的反嚮傳播算法516
12.3.4.1輸齣層神經元的權重計算517
12.3.4.2隱含層神經元的權重計算519
12.3.5在綫訓練520
12.4其他網絡520
12.4.1徑嚮基函數神經網絡521
12.4.2Kohonen自組織特徵映射（SOFM）網絡522
12.4.3用於動態係統的遞歸神經網絡522
12.5神經網絡在辨識和控製中的應用525
12.5.1時滯神經網絡525
12.5.2動態係統建模526
12.5.3動態模型的神經網絡辨識528
12.5.4逆動態模型529
12.5.5神經網絡控製529
12.6一般設計方法531
12.7神經網絡的應用532
12.7.1PWM控製器532
12.7.1.1特定諧波消除PWM(SHEPWM)532
12.7.1.2瞬時電流控製PWM533
12.7.1.3空間矢量PWM535
12.7.2矢量控製係統的反饋信號估計539
12.7.3畸變波形的估計542
12.7.4傳動係統的模型辨識和自適應控製545
12.7.5基於遞歸網絡的速度估計546
12.7.6基於RNN的自適應磁鏈估計548
12.8模糊神經係統550
12.9神經網絡工具箱的演示程序552
12.9.1神經網絡工具箱的介紹552
12.9.2演示程序553
12.10術語錶556
12.11小結557
參考文獻558
· · · · · · (收起)