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电力电子变换器和感应电机驱动器

本书聚焦可再生能源系统中的核心电力电子设备与电机驱动技术,涵盖
电力电子变换器控制、多相电机设计及故障诊断等关键议题。全书共5章:第1章深入探讨微电网中交流电力电子变换器的电流与电压控制策略,对比分析了L、LC、LCL滤波器的动态特性,提出基于极点配置的增强型谐振控制器,解决了传统方法在弱电网下的稳定性难题;第2章系统梳理多相绕组拓扑结构,为高可靠性电机设计提供理论支撑;第3章创新性地提出六相感应电机的虚拟矢量控制方法,显著提升系统容错能力;第4章针对多相感应电机故障工况,建立电流降额优化模型;第5章综述感应电机故障检测与诊断技术,涵盖信号处理与智能算法的最新进展。
书中通过10余组仿真与实验案例(如40%深度C型电压暂降测试),验证了控制策略在动态响应、谐波抑制等方面的优越性。特别是在LCL滤波器谐振频率低于采样频率1/6的临界条件下,所提方法仍能保持稳定,突破了传统控制器的局限性。书中提供MATLAB设计脚本,增强了工程实用性。本书兼具理论深度与实践价值,适合电力电子、电机控制领域的研究人员及工程师参考。

封面
书名页
版权
译者序
原书前言
致谢
作者简介
第1章 微电网中交流电力电子变换器的电流和电压控制
 1.1 引言
  1.1.1 研究背景和目标
  1.1.2 研究现状
  1.1.3 本节内容
  1.1.4 符号表
 1.2 基于LCL滤波器并网逆变器的增强型谐振电流控制器
  1.2.1 系统及谐振控制器的传递函数建模
  1.2.2 环路滤波器和前馈滤波器的设计
  1.2.3 对电网阻抗变化的灵敏度
  1.2.4 仿真和实验结果
  1.2.5 基于表1.1中期望位置的极点配置方程
  1.2.6 计算负载
  1.2.7 设计代码示例
  1.2.8 小结
 1.3 基于直接离散时间极点配置的带LCL滤波器并网逆变器的正-负序电流控制器
  1.3.1 系统与扰动的建模
  1.3.2 使用极点配置设计补偿器和观测器
  1.3.3 参数灵敏度
  1.3.4 实验结果
  1.3.5 观测器公式
  1.3.6 设计代码示例
  1.3.7 小结
 1.4 基于LCL滤波器的并网逆变器的广义多频率电流控制器
  1.4.1 系统与扰动的建模
  1.4.2 控制器的结构和设计
  1.4.3 所提出控制器的性能分析
  1.4.4 电网阻抗变化的鲁棒性
  1.4.5 实验与仿真结果
  1.4.6 稳态卡尔曼滤波器增益
  1.4.7 多频率控制器的计算负载
  1.4.8 灵敏度函数和互补灵敏度函数的推导过程
  1.4.9 小结
 1.5 具有交流电压无传感器同步和软起动功能的并网逆变器
  1.5.1 所提出的控制器结构
  1.5.2 交流电压无传感器同步
  1.5.3 估计相位对系统建模误差的敏感性
  1.5.4 提案的性能分析
  1.5.5 无冲击起动
  1.5.6 实验结果
  1.5.7 小结
 1.6 孤岛运行模式和弱电网并网逆变器的AC电压谐波控制
  1.6.1 系统模型与扰动模型
  1.6.2 控制器设计
  1.6.3 鲁棒性与输出阻抗的关系
  1.6.4 仿真结果
  1.6.5 实验结果
  1.6.6 小结
 1.7 一种用于并网逆变器的具有快速瞬态响应和低开关频率的有限控制集线性电流控制器
  1.7.1 被控对象建模
  1.7.2 电流控制器的设计
  1.7.3 避免电网谐振
  1.7.4 实验结果
  1.7.5 被控对象模型矩阵的计算
  1.7.6 FCS控制器的计算复杂度
  1.7.7 小结
 1.8 一种对测量噪声和被控对象模型变化具有更强鲁棒性的模型预测电流控制器
  1.8.1 被控对象和成本函数建模
  1.8.2 电流控制器的设计
  1.8.3 电流畸变
  1.8.4 实验结果
  1.8.5 卡尔曼增益的计算
  1.8.6 小结
 结论
 参考文献
第2章 最新多相绕组技术
 2.1 引言
 2.2 传统多相绕组布局
  2.2.1 采用素数相位顺序的单层传统绕组设计
  2.2.2 采用复合相序的双层传统绕组设计
 2.3 提高容错能力的绕组布局
  2.3.1 组合星形/五边形单层定子绕组联结
  2.3.2 九相六端集中式单层绕组布局
  2.3.3 使用四重三相定子的伪六相感应电机
 2.4 使用标准三相定子构建多相绕组
  2.4.1 一般的N相绕组
  2.4.2 基于标准三相定子的多相绕组分析
 2.5 小结
 参考文献
第3章 六相感应电机的虚拟矢量控制
 3.1 引言
 3.2 六相电力驱动概述
 3.3 作为控制动作的虚拟电压矢量
  3.3.1 多矢量方法
  3.3.2 谐波抑制
  3.3.3 开关频率
 3.4 模型预测控制结构
  3.4.1 预测电机模型
  3.4.2 代价函数
 3.5 对比实验结果
  3.5.1 测试平台
  3.5.2 结果
 3.6 小结
 参考文献
第4章 容错多相感应电机驱动器中的电流降额
 4.1 引言
 4.2 容错六相感应电机驱动器
  4.2.1 对称六相电机的矢量空间分解
  4.2.2 开路相故障下的故障后运行
 4.3 容错驱动中的电流降额
 4.4 用于转矩和功率提升的电流降额方法
  4.4.1 电流降额方法
  4.4.2 故障后转矩特性
 4.5 小结
 参考文献
第5章 感应电机故障检测与诊断方法的系统综述
 5.1 引言
 5.2 感应电机的故障类型
  5.2.1 轴承故障
  5.2.2 定子故障
  5.2.3 转子断条故障
  5.2.4 偏心故障
 5.3 系统综述方法
 5.4 文献综合分析
 5.5 小结
 参考文献
封底

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