Vienna整流器技術(shù)

隨著對高電能質(zhì)量的迫切需求，近年來電力電子技術(shù)及其控制方法得到了快速的發(fā)展，其相關(guān)產(chǎn)品在工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。特別是三電平Vienna整流器已成為國內(nèi)外研究熱點，其不僅可以實現(xiàn)輸入單位功率因數(shù)校正，具有諧波小、開關(guān)損耗低和電磁干擾小等優(yōu)點，且電路結(jié)構(gòu)簡單、開關(guān)數(shù)目少，無橋臂直通問題，無須設(shè)置驅(qū)動死區(qū)時間。由于這些優(yōu)點，很多學(xué)者和科技人員對Vienna整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方法、調(diào)制方法等進(jìn)行了深入的研究。

本書通過Vienna整流器的拓?fù)溲葑儭⒐ぷ髟�理、參�?shù)的選擇計算，現(xiàn)有的各類控制方法、調(diào)制方法和鎖相環(huán)技術(shù)，作者取得的關(guān)于三相Vienna整流器一些最新成果，系統(tǒng)地梳理和介紹了三相Vienna整流器，引導(dǎo)讀者快速、全面地掌握三相Vienna整流器的原理、參數(shù)選擇、各類控制方法、調(diào)制算法的優(yōu)缺點，從而更好地促進(jìn)Vienna整流器的研究和應(yīng)用。

本書在編寫過程中，力求體現(xiàn)以下三個方面的特點：

一是全面系統(tǒng)，包括對Vienna整流器拓?fù)涞难莼�、基本工作原理、常用Vienna整流器的參數(shù)計算、各類現(xiàn)有控制方法、調(diào)制方法都全面系統(tǒng)地進(jìn)行了梳理和介紹，有利于讀者快速掌握Vienna整流器相關(guān)技術(shù)和進(jìn)展。

二是恰當(dāng)取舍，突出Vienna整流器的本質(zhì)特點和應(yīng)用要求，介紹的側(cè)重點都是基于三相Vienna整流器。本書力求用通俗易懂的語言講清Vienna整流器的重要概念、相關(guān)技術(shù)進(jìn)展及其優(yōu)缺點。

三是組織編排遵循循序漸進(jìn)原則。先講硬件、后講軟件；先介紹已有的技術(shù)，后介紹作者在Vienna整流器方面最新的研究成果。這種內(nèi)容編排符合初學(xué)者的認(rèn)知特點，有利于總體上把握內(nèi)容，幫助讀者逐步深入理解和掌握知識，也有利于具有相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)者抓住當(dāng)前研究的熱點、難點，提高相關(guān)研究的針對性，開展高效率的攻關(guān)研究。各章小結(jié)中總結(jié)了本章主要的知識點，幫助讀者總結(jié)歸納本章內(nèi)容，達(dá)到鞏固提高的目的。

本書由桂存兵獨立完成，陸翔、施澤宇、馬輝等為本書提出了寶貴意見和建議，并提供了豐富的素材，作者也參考了其他一些專家學(xué)者的文獻(xiàn)，在此對他們表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。

前言
第一章 Vienna整流器原理和模型 1
第一節(jié) 三相Vienna整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及演化發(fā)展 1
一、三相三開關(guān)Vienna整流器 1
二、三相T型Vienna整流器 2
三、三相中點鉗位型Vienna整流器 2
第二節(jié) 三相三線制Vienna整流器基本原理 3
第三節(jié) 三相四線制中的單相Vienna整流器工作原理 9
第四節(jié) 三相四線制Vienna整流器工作原理 10
一、工作特性 12
二、CCM模式 12
三、DCM模式 15
第五節(jié) 三相三線制Vienna整流器的數(shù)學(xué)模型 16
一、在三相abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)功能分析 16
二、對應(yīng)于 坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型 20
三、在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 22
第六節(jié) 三相四線制Vienna整流器的數(shù)學(xué)模型 24
小結(jié) 27
第二章 Vienna整流器參數(shù)設(shè)計和計算 28
第一節(jié) 三相Vienna整流器交流側(cè)電感參數(shù)設(shè)計 28
一、從滿足快速性要求考慮 29
二、從抑制諧波角度考慮 30
第二節(jié) 輸出電容設(shè)計 31
第三節(jié) 主功率開關(guān)管的選用 34
第四節(jié) 主拓?fù)湔�流二極管的選用 35
小結(jié) 35
第三章 Vienna整流器調(diào)制技術(shù) 36
第一節(jié) 三電平變換器的脈寬調(diào)制技術(shù) 36
第二節(jié) 空間矢量調(diào)制技術(shù) 37
一、三電平空間矢量調(diào)制技術(shù) 37
二、基于多種分區(qū)的調(diào)制技術(shù) 38
三、基于非正交坐標(biāo)系的調(diào)制技術(shù) 44
第三節(jié) 基于混合空間矢量調(diào)制方法 46
一、調(diào)制數(shù)學(xué)模型 46
二、兩種方法之間的混合條件 47
第四節(jié) 基于空間矢量的斷續(xù)脈寬調(diào)制策略 49
小結(jié) 53
第四章 Vienna整流器控制技術(shù) 54
第一節(jié) 常規(guī)雙閉環(huán)PI控制策略 54
一、電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計 54
二、電壓外環(huán)的設(shè)計 55
第二節(jié) 模糊分?jǐn)?shù)階PID控制 56
一、分?jǐn)?shù)階PID控制器 56
二、模糊分?jǐn)?shù)階PID控制器 57
第三節(jié) 重復(fù)控制 59
一、內(nèi)模原理 59
二、重復(fù)控制原理 60
三、PI+重復(fù)復(fù)合控制器的系統(tǒng) 64
第四節(jié) 并聯(lián)型P+多諧振控制 66
第五節(jié) 滑模控制 67
一、滑模控制 67
二、PI滑模混合控制 68
第六節(jié) 預(yù)測控制 71
一、輸入電流的預(yù)測 72
二、設(shè)定目標(biāo)函數(shù)及目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化 73
第七節(jié) 逆系統(tǒng)控制 74
一、逆系統(tǒng)的基本概念 74
二、單變量系統(tǒng) 75
三、偽線性系統(tǒng) 76
四、相對階數(shù)和可逆性 77
五、逆系統(tǒng)方法的基本原理及其一般求法 78
小結(jié) 80
第五章 Vienna整流器鎖相環(huán)控制技術(shù) 81
第一節(jié) 鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 83
第二節(jié) 正序基波濾波器優(yōu)化控制 85
一、正序基波濾波器分析 85
二、選頻特性 87
三、變頻魯棒性 87
四、K的選擇 87
五、三相正序基波電壓的提取 88
第三節(jié) 頻率自適應(yīng)方法 88
小結(jié) 90
第六章 Vienna整流器新技術(shù) 91
第一節(jié) 基于小矢量可調(diào)的中點電位振蕩優(yōu)化控制 91
一、技術(shù)方案 91
二、本技術(shù)方案對比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點 99
第二節(jié) 一種快速優(yōu)化調(diào)制算法 99
一、技術(shù)方案 99
二、本技術(shù)方案對比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點 117
第三節(jié) 一種綜合消除輸入電流過零點畸變調(diào)制方法 117
一、技術(shù)方案 117
二、本技術(shù)方案對比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點 123
小結(jié) 123
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