高压大功率交流变频调速技术
出版时间：2006
丛编项： 电气自动化新技术丛书
内容简介
高压大功率交流变频调速技术是20世纪90年代发展起来的新技术，目前正在迅猛发展中。《高压大功率交流变频调速技术》作者基于多年来从事这方面的教学、科研与现场实践工作的体会，详细介绍了高压变频常用电力电子器件，常用高压变频调速系统的基本原理、控制系统和应用性能，以及高压变频调速系统的常用PWM算法、控制策略、技术方案、产品设计和应用等内容。本书理论联系实际，条理清楚，通俗易懂。《高压大功率交流变频调速技术》可作为从事电气传动自动化技术的工程技术人员及高等学校师生的参考书，也可作为相关培训教材。
目录
《电气自动化新技术丛书》序言
第4届《电气自动化新技术丛书》编辑委员会的话
前言
第1章 绪论
1.1高压大功率交流变频调速技术的发展
1.2高压大功率交流变频调速系统的基本类型
1.3高压大功率交流变频调速系统的应用
1.4高压大功率交流变频调速系统发展中面临的问题
第2章 高压变频用电力电子器件
2.1概述
2.1.1电力电子器件是影响高压变频器发展的重要因素
2.1.2高压变频器常用的电力电子器件及其分类
2.1.3本章主要探讨的问题
2.2电力二极管
2.2.1PN结电力二极管
2.2.2快恢复二极管
2.3晶闸管
2.3.1晶闸管的基本结构与工作原理
2.3.2晶闸管的基本特性与参数
2.4绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
2.4.1IGBT的基本结构与工作原理
2.4.2IGBT基本特性
2.4.3IGBT特性参数表
2.4.4IGBT驱动电路
2.5集成门极换流晶闸管(IGCT)
2.5.1IGCT工作原理
2.5.2IGCT基本特性
2.5.3IGCT特性参数
2.5.4IGCT的门极驱动技术
2.6注入增强栅晶体管(IEGT)
2.6.1IEGT的基本结构与工作原理
2.6.2IEGT的基本特性
2.6.3IEGT的最大额定值与主要技术参数
2.7电力电子器件的串并联设计
2.7.1电力电子器件的串联技术
2.7.2电力电子器件的并联技术
第3章 高压交一交变频调速系统
3.1三相输出交一交变频器的基本原理
3.1.1三相一单相交一交变频基本原理
3.1.2有环流模式与无环流模式
3.1.3交一交变频器的控制
3.1.4三相一三相桥式交一交变频基本原理
3.1.5三相一三相桥式交一交变频器的输入输出谐波及输入功率因数
3.1.6三相一三相桥式交一交变频器的谐波及无功功率的抑制
3.2矩阵式交一交变频器
3.3三相高压交一交变频调速技术及应用
3.3.1电力电子器件参数选择及器件串联
3.3.2一种实际的高压交一交变频调速系统
第4章 电流源型高压变频调速系统
4.1电流源型高压变频器的基本原理
4.1.1晶闸管方波输出电流源型变频器的基本原理
4.1.2晶闸管换相过程
4.2 PWM式电流源型变频器
4.2.1PWM式电流源型变频器的基本原理
4.2.2逆变桥的换相过程
4.3电流源型变频器的谐波抑制
4.3.1电流源型变频器的输入串联多重化
4.3.2电流源型变频器的输出多重化
4.4电流源型高压变频器的产品设计
第5章 三电平电压源型高压变频调速系统
5.1三电平电压源型高压变频调速技术的基本原理
5.1.1二极管钳位三电平电路的基本原理
5.1.2二极管钳位三电平电路的输出电压及负载电压
5.1.3二极管钳位三电平电路的软开关技术
5.1.4其他钳位方式三电平电路
5.2三电平空间电压矢量控制算法
5.2.1三电平空间电压矢量的合成
5.2.2三电平SVPWM的控制算法
5.2.3三电平SVPWM控制中的一些问题
5.3谐波和功率因数
5.3.1谐波与功率因数简介
5.3.2三电平的输入输出谐波和输入功率因数
5.4三电平PWM可控整流及电动机的四象限运行
5.4.1电动机的四象限运行及负载能量回馈
5.4.2PWM可控整流的基本原理
5.4.3三电平PWM可控整流的原理及sVPwM控制算法
5.5三电平产品的几种实现方案
第6章 功率单元串联式多电平电压源型高压变频调速系统
6.1H桥功率单元串联式多电平的基本原理
6.2功率单元串联式多电平的输人多重化技术
6.2.1变压器延边三角形移相技术
6.2.2移相多重化整流技术
6.2.3本节小结
6.3功率单元串联式多电平的相关技术
6.3.1产品的可靠性
6.3.2变频器的制动
6.3.3飞速启动
6.4功率单元串联式多电平系统的输出性能分析
6.4.1输出谐波
6.4.2转矩脉动
6 4 3 du/dt
6.4.4轴电压和轴电流
6.4.5输出导线长距离传输问题
6.5功率单元串联式多电平高压变频调速系统的基本构成
6.5.1输入部分
6.5.2功率变换部分
6.5.3检测与保护部分
6.5.4控制部分
6.5.5PLC
6.6其他派生的功率单元串联式多电平技术方案
6.6.1功率单元采用多电平结构的技术方案..
6.6.2非对称结构功率单元串联式多电平变频调速系统
6.6.3混联式多电平技术方案
第7章 高压变频器中常用PwM算法
7.1PWM技术概述
7.1.1PWM的基本概念
7.1.2PWM的类型
7.2调制波变换技术
7.2.1提高电压利用率的调制波变换技术
7.2.2减小开关损耗的调制波变换技术
7.3调制波分解技术
7.3.1调制波等比例分配
7.3.2调制波纵向分割方法
7.4波形连续变换技术
7.5空间电压矢量PWM
7.5.1三相异步电动机在三相对称正弦波电压供电时的特性
7.5.2空间电压矢量PwM方法
7.5.3SVPWM的特性分析
第8章 高压变频的常用控制策略
8.1u/f控制
8.1.1异步电动机的工作原理及等效电路
8.1.2维持u1/f1常数的简单开环控制
8.2无速度传感器矢量控制
8.2.1基本原理
8.2.2无速度传感器矢量控制总体方案
8.2.3有速度传感器矢量控制方案
8.3直接转矩控制
8.3.1直接转矩控制系统的原理
8.3.2直接转矩控制系统的结构
第9章 高压变频调速的其他技术方案
9.1高一低一高式及高一低一低式变频调速系统
9.2IGBT直接串联式两电平电压源型高压变频调速系统
9.3变压器耦合功率单元串联式高压变频拓扑
9.4具有多个分支绕组的交流电动机变频调速系统
9.5绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速技术
第10章 高压大功率交流变频调速系统的产品设计
10.1主电路的设计
10.1.1主电路拓扑结构参数的计算
10.1.2功率单元中电力电子器件的参数计算与选型
10.2检测与保护电路
10.3缓冲电路
10.3.1RG—VD缓冲电路的分析与计算
10.3.2逆变电路的常用缓冲电路
10.3.3大功率叠层功率母线
10.4电磁兼容性设计
10.4.1高压变频器输人侧的谐波问题
10.4.2高压变频器输出侧的谐波问题
10.4.3高压变频器的抗干扰问题
10.5散热与通风设计
10.5.1电力电子器件的散热设计
10.5.2功率单元的散热冷却设计
10.5.3整机的散热与通风设计
10.6可靠性
10.6.1可靠性指标
10.6.2高压变频器的可靠性模型
10.6.3提高可靠性的措施
第11章 高压大功率交流调逮系统的接口及应用
11.1DCS与PLC
11.1.1DCS
11.1.2PLC
11.2现场总线技术
11.2.1现场总线的概念
11.2.2现场总线技术特点
11.2.3现场总线通信协议特点
11.2.4典型现场总线技术与产品
11.2.5现场总线技术的应用
11.3高压变频器的接口设计“二”
11.4泵与风机的调速运行原理
11.4.1泵与风机的节电基础
11.4.2泵与风机的运行调节
11.4.3泵或风机的联合运行
11.5大功率电动机调速方式
11.5.1交流调速方法
11.5.2各种交流调速方法的对比
11.6高压变频器在电厂中的应用
11.6.1高压变频器在电厂送引风机变频调速改造中的应用
11.6.2高压变频器在电厂循环水泵变频调速改造中的应用
11.7高压变频器在冶金企业中的应用
11.8高压变频器在煤矿通风机变频调速中的应用
11.9高压变频器在供水领域中的应用
11.10高压变频器在石化行业中的应用
11.10.1ACS1000变频器的主要特点
11.10.2系统改造方案
10.3系统运行效果
11.11高压变频器在电力牵引中的应用
11.12高压变频器在风洞中的应用
第12章 高压变频调速系统的计算机仿真
12.1MATLAB仿真环境基本介绍
12.1.1MATLAB软件介绍
12.1.2Simu1ink工具箱介绍
12.1.3电力系统模块库(PSB)简介
12.1.4Subsystem的建立和Mask功能
12.1.5s函数介绍
12.2高压变频调速系统主电路的建模与仿真
12.2.1三电平电压源型高压变频调速系统的建模与仿真
12.2.2Simu1ink仿真的运行
12.2.3功率单元串联式多电平高压变频调速系统的建模与仿真
12.3高压变频调速系统多重化整流仿真研究
12.3.148脉波多重化整流仿真
12.3.2144脉波多重化整流仿真
12.4高压变频调速系统常用控制策略仿真
12.4.1无速度传感器矢量控制系统仿真
12.4.2直接转矩控制系统仿真
参考文献
