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目录1

《电气自动化新技术丛书》序言1

第4届《电气自动化新技术丛书》编辑委员会的话1

第2版前言1

第1版前言1

第1章 绪论1

1.1 谐波问题及研究现状1

1.2 谐波抑制4

1.3 无功补偿6

1.4 本书内容概述9

第2章 谐波和无功功率12

2.1 谐波和谐波分析12

2.1.1 谐波的基本概念12

2.1.2 谐波分析15

2.1.3 公用电网谐波电压和谐波电流限值18

2.2 无功功率和功率因数21

2.2.1 正弦电路的无功功率和功率因数21

2.2.2 非正弦电路的无功功率和功率因数23

2.2.3 无功功率的时域分析25

2.2.4 三相电路的功率因数27

2.2.5 无功功率的物理意义27

2.2.6 无功功率理论的研究及其进展30

2.3 谐波和无功功率的产生31

2.4 无功功率的影响和谐波的危害39

2.4.1 无功功率的影响39

2.4.2 谐波的危害40

2.4.3 谐波引起的谐振和谐波电流放大41

2.4.4 谐波对电网的影响44

2.4.5 谐波对旋转电机和变压器的危害45

2.4.6 谐波对继电保护和电力测量的影响47

2.4.7 谐波对通信系统的干扰49

第3章 电力电子装置的功率因数和谐波分析52

3.1 阻感负载整流电路的功率因数和谐波分析52

3.1.1 忽略换相过程和直流侧电流脉动时的情况53

3.1.2 计及换相过程但忽略直流侧电流脉动时的情况65

3.1.3 计及直流侧电流脉动时的情况72

3.1.4 阻感负载整流电路的非特征谐波79

3.2 整流电路带滤波电容时的功率因数和谐波分析83

3.2.1 电容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析84

3.2.2 感容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析94

3.3 交流调压电路的功率因数和谐波分析101

3.3.1 移相控制单相交流调压电路的功率因数和谐波分析102

3.3.2 移相控制三相交流调压电路的功率因数和谐波分析110

3.3.3 通断控制交流调压电路的功率因数和谐波分析123

3.4 周波变流电路的功率因数和谐波分析127

3.4.1 用开关函数法对输入电流进行谐波分析128

3.4.2 输入电流中的谐波频率和谐波含量132

3.4.3 输入电流中的基波分量和输入端功率因数135

第4章 无功补偿电容器和LC滤波器140

4.1 无功补偿电容器140

4.1.1 并联电容器补偿无功功率的原理141

4.1.2 并联电容器补偿无功功率的方式141

4.1.3 并联电容器补偿容量的计算143

4.1.4 并联电容器的放电回路和自动投切145

4.1.5 并联电容器和谐波的相互影响146

4.2 LC滤波器150

4.2.1 LC滤波器的结构和基本原理151

4.2.2 LC滤波器的设计准则154

4.2.3 单调谐滤波器的设计157

5.3.1 基本原理159

4.2.4 高通滤波器的设计164

第5章 静止无功补偿装置167

5.1 无功功率动态补偿的原理168

5.2 晶闸管控制电抗器（TCR）175

5.2.1 基本原理175

5.2.2 主要接线形式和配置类型176

5.2.3 控制系统180

5.2.4 动态性能和动态过程分析187

5.3 晶闸管投切电容器（TSC）189

5.3.2 投入时刻的选取191

5.3.3 控制系统193

5.3.4 动态过程分析194

5.4 采用全控型器件的静止无功发生器（SVG）196

5.4.1 基本原理197

5.4.2 控制方法202

5.4.3 应用实例209

5.4.4 发展趋势216

6.1 三相电路瞬时无功功率理论220

第6章 瞬时无功功率理论和应用220

6.2 谐波和无功电流的实时检测226

6.2.1 三相电路谐波和无功电流实时检测227

6.2.2 单相电路谐波和无功电流实时检测242

6.3 瞬时无功功率理论的其他应用250

6.3.1 SVC控制所需的信号和传统检测方法250

6.3.2 基于瞬时无功功率理论的SVC信号检测方法252

第7章 有源电力滤波器257

7.1 有源电力滤波器的基本原理257

7.2 有源电力滤波器的系统构成和主电路形式259

7.2.1 单独使用的有源电力滤波器的系统构成260

7.2.2 有源电力滤波器的主电路形式263

7.3 有源电力滤波器的谐波电流检测方法266

7.3.1 基于傅里叶分析的检测方法267

7.3.2 采用人工神经网络的检测方法268

7.4 并联型有源电力滤波器271

7.4.1 指令电流运算电路272

7.4.2 电流跟踪控制电路275

7.4.3 主电路设计279

7.4.4 直流侧电压的控制284

7.4.5 并联型有源电力滤波器的控制方式289

7.4.6 并联型有源电力滤波器的稳定性分析295

7.5 串联型有源电力滤波器298

7.5.1 串联型有源电力滤波器的结构和基本原理298

7.5.2 检测负载谐波电压控制方式302

7 5.3 复合控制方式309

7.5.4 串联型和并联型有源电力滤波器的简要对比317

7.6 串并联型有源电力滤波器318

7.6.1 UPQC的结构和基本工作原理319

7.6.2 UPQC的补偿电压和电流指令生成方法320

7.6.3 UPQC的补偿结果321

第8章 混合型电力滤波器328

8.1 混合型电力滤波器的系统构成328

8.1.1 并联混合型电力滤波器的系统构成328

8.1.2 串联混合型电力滤波器的系统构成333

8.2 并联混合型电力滤波器335

8.2.1 直流并联混合型电力滤波器335

8.2.2 APF与PF串联后与电网并联的交流混合型342

电力滤波器342

8.2.3 一种新型交流并联混合型电力滤波器347

8.3 串联混合型电力滤波器368

8.3.1 串联混合型电力滤波器的系统构成及工作原理368

8.3.2 有源装置的容量估算370

8.3.3 串联混合型电力滤波器的控制方法374

8.3.4 串联混合型电力滤波器的补偿特性376

第9章 高功率因数变流器386

9.1 整流电路的多重化和自换相整流电路386

9.1.1 移相多重联结387

9.1.2 多重联结电路的顺序控制392

9.1.3 自换相整流电路394

9.1.4 电容滤波二极管整流电路的多重联结397

9.2 PWM整流电路399

9.2.1 PWM整流电路的拓扑和工作原理399

9.2.2 PWM整流电路的控制方法406

9.3 带斩波器的二极管整流电路409

9.3.1 单相有源功率因数校正电路410

9.3.2 三相有源功率因数校正电路413

9.4 矩阵式变频电路416

参考文献423