本书以PWM模式优化为切入点，展开讨论了PWM无源逆变器和有源逆变器。从变频技术的基本原理出发，介绍了PWM模式优化、异步电动机变频调速、无刷直流电动机变频调速、永磁同步电动机矢量控制、异步电动机直接转矩控制；分析了变频器输入输出电流的特征、制动过程中应注意的问题、EMI问题及软开关变频技术；根据当前国内外电力电子变换技术发展的新动向，拓展介绍了高压大容量变频技术、PWM整流技术、有源电力滤波、太阳能发电、风力发电等。涉及的专业基础理论有电工学、电机学、电力电子学、数学、微机原理、自动控制原理等。本书有一定的理论深度，也有很直观的仿真和实验结果；透过现象，分析本质，根据存在问题，提出解决问题方法；有基本原理的阐述和推导，也有专门问题的分析和讨论；理论联系实际，内容新颖，反映了当前电力电子与电力传动学科的新成果和新需求。

本书可以作为电气自动化、特别是电力电子与电力传动专业的工程技术人员、研究人员的参考书，也可以作为大专院校本专业教师、研究生及高年级本科学生的教材或参考书。

　　本书以PWM变频调速技术为核心，讨论了PWM变频原理、PWM模式优化、无刷直流电动机变频调速、IGBT功率器件及其驱动电路、矢量控制、直接转矩控制、主回路的变相控制、输出电流波形失真与补偿、变频器输入输出电流波形特征、能量再生与制动问题、高压大容量逆变技术、PWM整流技术、有源电力滤波技术、单相软开关变频技术、太阳能发电、风力发电等相关理论问题。理论联系实际，内容新颖，是本书编写的突出特点。

本书适合于从事电气自动化、电力电子与电力传动专业的工程技术人员、研究人员、大专院校的师生、研究生及高年级本科生作为本专业教材和教学参考书。

前言

第1章 变频调速原理

1.1异步电动机变频调速运行原理

1.2变频器的构成与功能

1.3变频器的控制方式

1.4风机水泵的节能原理

第2章 PWM模式及其优化

2.1PWM的调制方式

2.2脉宽调制(PWM)

2.2.1正弦波PWM(SPWM)

2.2.2正弦波PWM的谐波特性

2.2.3准最优PWM

2.2.4开关损耗最小PWM

2.2.5开关损耗最小PWM的谐波特性

2.2.6SAPWM模式

2.2.7SPWM与SAPWM的频谱比较

2.2.8采用选择谐波消去法的SHEPWM

2.2.9两相调制.PWM模式

2.2.10跟踪型PWM变频

2.3几种PWM模式的统一

2.3.1U=O或U=1

2.3.2U=O.5

2.3.3U为动态分布

第3章 无刷直流电动机调速控制

3.1无刷直流电动机的基本结构

3.2无刷直流电动机的工作原理

3.2.1三相半控电路

3.2.2三相丫联结全控电路

3.2.3三相△联结全控电路

3.3多相电动机控制举例

3.3.1二三通电方式

3.3.2五五通电方式

3.3.3五四通电方式

3.4无刷直流电动机在变频空调中的应用

3.4.1空调器的调温控制原理

3.4.2反电动势三次谐波积分检测法

3.4.3几种PWM调制模式

3.4.4不同PWM调制模式对电磁转矩影响

3.4.5直流电压可调型PWM控制

3.4.6漏电流的补偿电路原理

第4章 矢量控制、直接转矩控制与矩阵式交一交变频调速

4.1矢量控制变频调速

4.1.1坐标变换

4.1.2永磁同步电动机在两相旋转坐标系上的数学模型

4.1.3基于转子磁场定向的永磁同步电动机矢量控制系统

4.2直接转矩控制变频

4.2.1直接转矩控制的数学模型

4.2.2电压矢量对转矩的控制

4.2.3直接转矩控制系统的基本结构

4.3矩阵式变频

第5章 主回路的换相过程与输出电流波形失真

5.1PWM模式与换相关系

5.1.1PWM控制模式

5.1.2换相过程

5.1.3推论

5.2发电状态下电动机能量的传送

5.2.1异步电动机的等效电路

5.2.2异步发电机的相量图

5.2.3变频调速下的异步电动机运行

5.3变频器输出电流波形的失真及其补偿

5.3.1交越失真

5.3.2对Td影响的补偿

5.3.3PWM模式不当引起的失真

5.3.4相位角预测与死区时间补偿

第6章 变频器引发的谐波污染及其抑制对策

6.1分布参数为纯电阻时的相电流数值分析

6.2分布参数含电感时的相电流数值分析

6.3高次谐波干扰及其抑制方法

6.4高频化造成的故障问题

6.4.1电动机的杂散耦合

6.4.2轴电压和轴承电流产生的原因

6.4.3抑制漏电流和轴承电流的方法

6.4.4双模电压滤波器

6.4.5地线高频漏电流抑制

6.4.6变频器谐波引发的串联谐振故障

第7章 交流变频调速中的制动状态

7.1发电机状态下的能量转换问题

7.1.1相量轨迹与圆图

7.1.2减速过程中的能量转换

7.2异步电动机的能量再生与制动

7.2.1异步电动机的能量再生

7.2.2泵升电路的制动

7.2.3可逆式整流器的制动

7.2.4采用共用直流母线的多电动机传动

7.2.5直流能耗制动

7.2.6变频器直流能耗制动中应注意的问题

第8章 高压大容量逆变器

8.1IGBT、直接串联技术

8.2多重化逆变技术

8.2.1电压型多重逆变器

8.2.2电流型多重逆变器

8.3多电平逆变技术

8.3.1多电平逆变器原理

8.3.2三电平逆变器的三角载波PWM控制

8.3.3三电平逆变器的空间电压矢量控制

8.3.4中点电压波动机理的分析

8.3.5电容中点电压平衡控制

第9章 电压型PWM整流器

9.1整流器的PWM调制

9.2主电路的工作模式

9.3PWM整流器的调相原理

9.4主电路结构及其工作原理

9.5相幅调节方式

9.6基本特性的数学分析

9.7整流器的传输功率及稳定性

9.8整流器的实现

第10章 有源电力滤波器

10.1有源电力滤波器的基本原理

10.2有源电力滤波器电路

10.2.1补偿电流指令值的检测方法

10.2.2补偿电流的产生方法

10.2.3有源电力滤波器的损耗补偿

第11章 三相软开关电力变换

11.1几种软开关电路

11.1.1高效准谐振DC环节逆变器

11.1.2并联谐振DC环节逆变器

11.1.3辅助准谐振变流器

11.1.4准谐振ZVS环节逆变器

11.2一个典型的三相软开关.PWM变频器

11.2.1电路结构与动作分析

11.2.2PWM调制原理与输出波形解析

11.2.3输出特性分析

11.3软开关变频器主电路的数学解析

11.4三相软开关高功率因数：PWM变频器

11.4.1双PWM变频器电路结构与动作分析

11.4.2软开关动作分析

11.4.3双PWM变频器的控制方法及实验结果

11.5一种高效率ZVT三相PWM逆变器

11.5.1一种高效率ZVT三相PWM逆变器

11.5.2控制方式

11.5.3动作模式分析

11.5.4实验结果与分析

第12章 太阳能光伏发电

12.1光伏电池的基本原理

12.1.1半导体材料的原子结构与晶格结构

12.1.2载流子

12.1.3半导体的PN结

12.2光伏电池的特性和参数

12.2.1光伏电池的特性

12.2.2光伏电池的主要参数

12.2.3典型的光伏电池输出特性

12.3蓄电池的充电过程

12.3.1铅酸蓄电池

12.3.2镉镍蓄电池

12.3.3安全性

12.3.4储能蓄电池的几个重要参数

12.3.5蓄电池充电的控制策略

12.4光伏发电逆变器

12.4.1导抗变换器的理论基础

12.4.2单相并网逆变器

12.4.3三相并网逆变器

12.5光伏发电系统形式

12.5.1独立型光伏发电

12.5.2并网型光伏发电

12.5.3可调度型光伏发电

12.6孤岛效应问题

12.6.1孤岛效应的发生

12.6.2传统孤岛效应检测法

第13章 风力发电

13.1风力发电技术概述

13.1.1风力机的类型

13.1.2风力机的基本特性

13.1.3风力机的功率调节

13.1.4风力发电的发展趋势

13.2绕线转子异步电动机双馈(串级)调速原理

13.2.1次同步转速下作电动运行

13.2.2反转时作倒拉制动运行

13.2.3超同步转速下作回馈制动运行

13.2.4超同步转速下作电动运行

13.2.5次同步转速下回馈制动运行

13.2.6转子励磁超同步转速下发电运行

13.2.7转子励磁次同步转速下发电运行

13.3恒速恒频与变速恒频风力发电技术

13.3.1恒速恒频风力发电

13.3.2变速恒频发电机系统

13.4级联式无刷双馈电机的原形

13.5无刷双馈电机的结构与工作原理

13.5.1无刷双馈电机的定子结构

13.5.2功率绕组和控制绕组磁场对转子的作用

13.5.3无刷双馈电机的转子结构

13.5.4无刷双馈电机的转子类型

13.5.5无刷双馈电机调速原理

13.5.6转差率、极对数、电源频率间的关系

13.5.7功率绕组与控制绕组的功率关系

13.5.8无刷双馈电机的运行方式

13.5.9无刷双馈变速恒频风力发电系统的控制

附录

附录A 一些相关公式的推导

附录B 开关函数及逆变器输出电压

参考文献