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第1篇 PWM变频调速技术3

第1章 变频调速原理3

1.1 异步电动机变频调速运行原理3

1.2 变频器的构成与功能8

1.3 变频器的控制方式13

1.4 矢量控制变频调速16

1.5 直接转矩控制变频16

1.6 矩阵式变频18

1.7 风机水泵的节能原理21

第2章 PWM模式及其优化24

2.1 PWM的调制方式24

2.2 脉宽调制(PWM)25

2.2.1 正弦波PWM(SPWM)26

2.2.2 正弦波PWM的谐波特性27

2.2.3 准最优PWM32

2.2.4 开关损耗最小PWM33

2.2.5 开关损耗最小PWM的谐波特性34

2.2.6 SAPWM模式37

2.2.7 SPWM与SAPWM的频谱比较39

2.2.8 采用选择谐波消去法SHE的PWM40

2.2.9 谐波损耗最小PWM44

2.2.10 全电压准最优(HVSO)PWM46

2.2.11 跟踪型PWM变频47

3.2.1 HEF4752及其应用50

3.2 由专用集成芯片生成50

3.1 完全由模拟电路生成50

第3章 PWM脉冲的生成方法50

3.2.2 SLE4520及其应用56

3.2.3 MA818及其应用60

第4章 IGBT功率器件及其应用67

4.1 IGBT模块的结构特点67

4.2 主回路元件的选择73

4.3 栅极驱动74

4.4 IGBT的并联84

4.5.1 IPM的特点86

4.5 智能功率模块IPM86

4.5.2 接线端子符号与含义87

4.5.3 功能说明90

4.5.4 应用电路举例100

4.5.5 散热设计方法103

4.5.6 使用注意事项103

5.1 PWM模式与换相关系107

5.1.1 PWM控制模式107

第5章 主回路的换相过程107

5.1.2 换相过程108

5.1.3 推论112

5.2 发电状态下电动机能量的传送113

5.2.1 异步电动机的等效电路113

5.2.2 异步发电机的相量图114

5.2.3 变频调速下的异步电动机运行114

第6章 变频器的控制功能118

6.1 基本回路的构成118

6.2 变频器输出侧的接线124

6.3 输出端接接触器时的瞬时停电再起动126

第7章 电压型PWM变频器电流波形的失真132

7.1 交越失真132

7.2 对Td影响的补偿136

7.3 PWM模式不当引起的失真137

7.3.1 异步电动机的运行状态137

7.3.2 J变频器的控制电路138

7.3.3 电流波形失真的原因139

7.4 相位角预测与死区时间补偿141

7.4.1 PWM脉宽调制与死区时间(Td)的影响142

7.4.2 死区时间补偿142

7.4.3 波形分析144

第8章 变频器的输入电流与谐波干扰145

8.1 分布参数为纯电阻时的相电流数值分析145

8.2 分布参数含电感时的相电流数值分析147

8.3 高次谐波干扰及其抑制方法150

第9章 交流变频调速中的制动状态155

9.1 发电机状态下的能量转换问题155

9.2.1 异步电动机的能量再生157

9.2 异步电动机的能量再生与制动157

9.2.2 泵升电路的制动159

9.2.3 可逆式整流器的制动164

9.2.4 采用共用直流母线的多电动机传动166

9.2.5 直流能耗制动167

第2篇 电力变换中的EMI与防御175

第10章 软开关技术基础175

10.1 开关与损耗175

10.1.1 软开关发展的三阶段175

10.1.2 软开关损耗175

10.1.3 以往的软开关技术177

10.1.4 软开关技术177

10.1.5 ZCS型准谐振变流器178

10.1.6 ZVS型准谐振变流器179

10.2 开关电路技术180

10.2.1 软开关电力变换电路180

10.1.7 谐振型PWM变流器180

10.1.8 软开关的几个注意问题180

10.2.2 辅助谐振DC环节电路181

10.2.3 改进型辅助谐振DC环节电路181

10.2.4 辅助谐振换相臂环节电路184

10.2.5 改进型辅助谐振换相臂环节电路方式184

10.2.6 辅助谐振AC环节方式185

11.1 DC-DC变换187

11.1.1 几种软开关电路187

第11章 软开关电力变换的几种类型187

11.1.2 导通电压的减小189

11.1.3 高速响应PWM控制法189

11.2 AC-DC变换190

11.2.1 单相高功率因数变流器190

11.2.2 三相高功率因数变流器193

11.3 DC-AC变换195

11.3.1 软开关电路的形式195

11.3.2 高频逆变器的高性能化实例198

11.4.1 矩阵式变频器199

11.4.2 几种方式199

11.4 AC-AC变换199

11.4.3 软开关的应用200

第12章 电力变换装置的EMI与防御202

12.1 电源装置中的EMI措施202

12.1.1 直流电源装置202

12.1.2 不间断电源(UPS)205

12.2 产业电力变换装置的EMI措施209

12.2.1 调速装置209

12.2.2 产业用高频逆变器212

12.2.3 大电力变流器215

第13章 单相PFC电力变换219

13.1 单相硬开关PFC电路219

13.1.1 无源PFC电路219

13.1.2 有源PFC电路220

13.1.3 单脉冲方式变流器224

13.2 单相软开关PFC电路226

13.2.1 软开关单相升压型PFC电路与分析226

13.2.2 软开关单相升降压型PFC电路231

14.1.1 高效准谐振DC环节逆变器239

第14章 三相软开关电力变换239

14.1 几种软开关电路239

14.1.2 并联谐振DC环节逆变器240

14.1.3 辅助准谐振变流器242

14.1.4 准谐振ZVS环节逆变器244

14.2 一个典型的三相软开关双PWM变频器248

14.2.1 电路结构与动作分析248

14.2.2 PWM调制原理与输出波形解析249

14.2.3 输出特性分析253

14.3 软开关变频器主电路的数学解析254

14.4 三相软开关高功率因数PWM变频器263

14.4.1 双PWM变频器电路结构与动作分析263

14.4.2 软开关动作分析263

14.4.3 输入功率因数和输出电压的控制264

附录267

附录A 日本电子机械工业会标准(EIAJED-4562)267

附录B 中国和日本常用电气图用图形符号对照276

参考文献277