AC-AC變換技術(shù)

前言

　　AC-AC變換技術(shù)是應用電力半導體器件，將一種交流電能變換成另一種交流電能的一類重要的靜止變流技術(shù)，是電力電子學最重要的研究方向之一。隨著電力電子學的迅猛發(fā)展，AC-AC變換技術(shù)廣泛應用于航空、航天、航海等國防領(lǐng)域和動力電氣、電力系統(tǒng)、能源交通、石油紡織、郵電通信、工業(yè)控制、機械電子、可再生能源發(fā)電、家用電器等民用領(lǐng)域。在大力提倡建設節(jié)能型、節(jié)約型社會的今天，AC-AC變換技術(shù)將發(fā)揮更加重要的作用?！　‰S著石油、煤和天然氣等主要能源日益緊張，新能源的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視。風力發(fā)電是可再生能源發(fā)電的重要組成部分，其關(guān)鍵技術(shù)——AC-DC-AC變換和AC-AC變換技術(shù)能將風力發(fā)電機等風能轉(zhuǎn)化的變壓變頻交流電能變換成恒壓恒頻交流電能供交流負載使用或與電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電。因此，AC-AC變換技術(shù)在新能源的開發(fā)和利用領(lǐng)域有著至關(guān)重要的地位。　　在以變頻或恒頻交流電為主交流電源的二次電能變換場合，如飛機變速恒頻電源（變頻變壓交流電／115V 400Hz AC）、正弦交流穩(wěn)壓電源（220V±20％50HzAC／220V 50Hz AC）、交流凈化電源、交流調(diào)壓電源（220V 50Hz AC／電壓可調(diào)的50Hz AC）、電力電子變壓器（220V 50Hz AC／110V 50Hz AC）、機載電子變壓器（115V 400Hz AC／36V 400Hz AC）、同頻波形變換器（220V 50Hz方波交流電／110V 50Hz正弦波交流電）、可再生能源發(fā)電（變頻變壓交流電／220V 50Hz AC）、交流電機調(diào)速和軟啟動等民用和國防領(lǐng)域，AGAC變換技術(shù)具有重要的應用價值和廣闊的應用前景?！　”緯D按照有無中間直流環(huán)節(jié)、輸出與輸入頻率、電氣隔離、電源性質(zhì)、電路結(jié)構(gòu)、相數(shù)、電平數(shù)、相關(guān)技術(shù)等類型，論述了AC-AC變換技術(shù)的概念、電路結(jié)構(gòu)與拓撲族、控制策略、原理特性、參數(shù)設計、應用和控制、基準、濾波、機內(nèi)輔助電源等相關(guān)技術(shù)以及AC-AC變換器的工程應用?？释x者從中有所受益，并獲得一些創(chuàng)新思路，從而積極推動AC-AC變換技術(shù)的發(fā)展。

內(nèi)容概要

本書按有無中間直流環(huán)節(jié)、輸出與輸入頻率、電氣隔離、電源性質(zhì)、電路結(jié)構(gòu)、相數(shù)、電平數(shù)、相關(guān)技術(shù)等類型，系統(tǒng)、深入并有創(chuàng)新地論述了晶閘管相控變頻器和調(diào)壓器、交-直-交型變換器、直接和間接矩陣、脈寬調(diào)制斬波、脈寬調(diào)制低頻環(huán)節(jié)、脈寬調(diào)制高頻環(huán)節(jié)、三相、多電平和Z源等AC-AC變換技術(shù)和控制、基準、濾波、機內(nèi)輔助電源等相關(guān)技術(shù)。以三類高頻環(huán)節(jié)AGAC變換器為例，論述了AC-AC變換技術(shù)的應用。在以變頻或恒頻交流電為主交流電源的二次電能變換場合，如可再生能源發(fā)電、交流電機調(diào)速和軟啟動、交流調(diào)壓和穩(wěn)壓、變頻電源、電力電子變壓、同頻波形變換、飛機變速恒頻電源、機載電子變壓器等民用和國防領(lǐng)域等，AD-AC變換技術(shù)有廣闊的應用前景。    本書可作為高等學校電氣工程與自動化學科的本科生、研究生和教師的參考用書，也可供從事AC-AC變換器研究、開發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用。

作者簡介

陳道煉，男，1964年8月生，IEEE高級會員，享受國務院政府特殊津貼專家。2005年獲江蘇省優(yōu)秀博士后榮譽稱號。2002～2005年任南京航空航天大學教授和博士生導師，2005年起任福州大學閩江學者特聘教授、二級教授、博士生導師、電力電子與電力傳動研究所所長、應用電子系主任。中國電工技術(shù)學會電力電子學會常務理事、中國電源學會理事、福建省電源學會理事長；國家和省部級基金、國家863科技計劃項目通訊評審專家，國內(nèi)外多種核心期刊特約審稿人和《電力電子技術(shù)》等期刊編委。     
    長期致力于電力電子學、可再生能源發(fā)電和航空電源系統(tǒng)的應用基礎研究，培養(yǎng)博士和碩士研究生40余名。主持國家和省、部級基金16項，獲省、部級科技進步一、二等獎和優(yōu)秀教學成果二等獎各1項，獲國家發(fā)明專利5項，在國內(nèi)外核心期干0發(fā)表論文80余篇，出版專著3部。

書籍目錄

前言第1章  AC-AC變換技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展  1.1  引言  1.2  AC-AC變換技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展  1.3  AC-AC變換器的技術(shù)指標及其應用領(lǐng)域  1.4  本章小結(jié)  參考文獻第2章  晶閘管相控AC-AC變頻技術(shù)  2.1  引言  2.2  晶閘管相控單相一單相AC-AC變頻器  2.3  晶閘管相控三相一單相AC--AC變頻器  2.4  晶閘管相控三相一三相AC-AC變頻器  2.5  晶閘管相控AC.AC變頻器的工作狀態(tài)及其控制  2.6  本章小結(jié)  參考文獻第3章  晶閘管相控AC-AC調(diào)壓技術(shù)  3.1  引言  3.2  晶閘管相控AC-AC調(diào)壓器的兩種控制方式  3.3  晶閘管相控單相AC-AC調(diào)壓器  3.4  晶閘管相控三相AG-AC調(diào)壓器  3.5  本章小結(jié)  參考文獻第4章  級聯(lián)式AC-DC-AC變換技術(shù)  4.1  引言  4.2  級聯(lián)式AG-DC-AC變換器  4.3  級聯(lián)式低頻環(huán)節(jié)AC-DC-AC變換器  4.4  級聯(lián)式高頻環(huán)節(jié)AC-DC-AC變換器  4.5  本章小結(jié)  參考文獻第5章  直接矩陣AC-AC變換技術(shù)  5.1  引言  5.2  直接矩陣AG-AC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)與雙向開關(guān)構(gòu)成  5.3  直接矩陣AC-AC變換器控制策略  5.4  直接矩陣AC-AC變換器的換流原理與多步換流策略  5.5  本章小結(jié)  參考文獻第6章  間接矩陣AC-AC變換技術(shù)  6.1  引言  6.2  間接矩陣AC-AC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)  6.3  間接矩陣AC-AC變換器的控制策略  6.4  本章小結(jié)  參考文獻第7章  脈寬調(diào)制AC-AC斬波技術(shù)  7.1  引言  7.2  脈寬調(diào)制AC-AC斬波器  7.3  脈寬調(diào)制AC-AC斬波器諧波抑制優(yōu)化技術(shù)  7.4  本章小結(jié)  參考文獻第8章  脈寬調(diào)制低頻環(huán)節(jié)AC-AC變換技術(shù)  8.1  引言  8.2  脈寬調(diào)制低頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的電路結(jié)構(gòu)與拓撲族  8.3  脈寬調(diào)制低頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的控制與原理特性  8.4  脈寬調(diào)制AC-AC斬波器的諧波抑制  8.5  本章小結(jié)  參考文獻第9章  雙極性移相控制Buck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換技術(shù)  9.1  引言  9.2  Buck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的電路結(jié)構(gòu)與拓撲族  9.3  雙極性移相控制原理  9.4  穩(wěn)態(tài)原理特性與高頻變壓器磁化狀態(tài)  9.5  穩(wěn)態(tài)仿真分析與討論  9.6  關(guān)鍵電路參數(shù)設計準則  9.7  設計與原理試驗  9.8  本章小結(jié)  參考文獻第10章  單極性移相控制Buck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換技術(shù)  10.1  引言  10.2  電路結(jié)構(gòu)與拓撲族  10.3  單極性移相控制原理  10.4  穩(wěn)態(tài)原理特性與高頻變壓器磁化狀態(tài)  10.5  關(guān)鍵電路參數(shù)的設計準則  10.6  本章小結(jié)  參考文獻第11章  Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換技術(shù)  11.1  引言  11.2  Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的電路結(jié)構(gòu)與拓撲族  11.3  電壓瞬時值移相控制原理  11.4  穩(wěn)態(tài)原理特性與高頻變壓器的磁化狀態(tài)  11.5  若干關(guān)鍵問題討論與關(guān)鍵電路參數(shù)的設計  11.6  穩(wěn)態(tài)仿真分析與討論  11.7  本章小結(jié)  參考文獻第12章  Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換技術(shù)  12.1  引言  12.2  Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的電路結(jié)構(gòu)與拓撲族  12.3  具有輸入電壓極性和工作模式選擇的電壓瞬時值反饋控制原理  12.4  穩(wěn)態(tài)原理特性與高頻變壓器的磁化狀態(tài)  12.5  Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的并聯(lián)技術(shù)  12.6  關(guān)鍵電路參數(shù)的設計  12.7  仿真分析與討論  12.8  本章小結(jié)  參考文獻第13章  高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的性能比較  13.1  引言  13.2  雙、單極性移相控制B1Jck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的性能比較  13.3  Buck、Boost和Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的性能比較  13.4  本章小結(jié)  參考文獻第14章  三相脈寬調(diào)制AC-AC變換技術(shù)  14.1  引言  14.2  三相不對稱輸入電源AC-AC變換器  14.3  組合式三相AC-AC變換器  14.4  三相AC-DC-AC變換器的輸出特性  14.5  本章小結(jié)  參考文獻第15章  多電平AC-AC變換技術(shù)  15.1  引言  15.2  三電平脈寬調(diào)制AC-AC斬波器  15.3  三電平矩陣AC-AC變換器  15.4  多電平矩陣AGAC變換器  15.5  多電平AC-DC-AC變換器  15.6  本章小結(jié)  參考文獻第16章  Z源AC-AC變換技術(shù)  16.1  引言  16.2  單相Z源AC-AC斬波器  16.3  三相Z源AC-AC斬波器  16.4  本章小結(jié)  參考文獻第17章  AC-AC變換器控制技術(shù)  17.1  引言  17.2  電壓型控制及其在AC-AC變換器中的應用  17.3  峰-谷值電流型控制及其在AC-AC變換器中的應用  17.4  平均值電流型控制及其在AC-AC變換器中的應用  17.5  單周期控制及其在AC-AC變換器中的應用  17.6  數(shù)字控制及其在AC-AC變換器中的應用  17.7  本章小結(jié)  參考文獻第18章  AC-AC變換器的基準正弦電路  18.1  引言  18.2  數(shù)字化基準正弦電路的構(gòu)成與原理  18.3  關(guān)鍵電路參數(shù)的設計  18.4  試驗結(jié)果  18.5  本章小結(jié)  參考文獻第19章  輸入與輸出交流濾波技術(shù)  19.1  引言  19.2  輸入交流濾波器  19.3  輸出交流LC濾波器  19.4  諧振阻尼型輸出交流LC濾波器  19.5  諧振型輸出交流LC濾波器  19.6  本章小結(jié)  參考文獻第20章  AC-AC變換器機內(nèi)輔助電源  20.1  引言  20.2  基于電流控制RCD箝位反激變換器的高頻開關(guān)機內(nèi)輔助電源  20.3  基于電流控制有源箝位反激變換器的高頻開關(guān)機內(nèi)輔助電源  20.4  本章小結(jié)  參考文獻第21章  AC-AC變換器的應用  21.1  引言  21.2  Buck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設計與實現(xiàn)  21.3  Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設計與實現(xiàn)  21.4  Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設計與實現(xiàn)  21.5  本章小結(jié)  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　AC—AC變換技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展　　1.1 引言　　1.1.1 電能變換的類型　　應用電力半導體器件，實現(xiàn)電能的變換與控制技術(shù)，稱為電力電子技術(shù)或電力電子學（power electronics）。它包括電壓、電流、頻率、相數(shù)和波形等方面的變換。電力電子技術(shù)是電力技術(shù)（發(fā)電機、變壓器等各種電力設備和處理電能的電力網(wǎng)絡）、電子技術(shù)（各種電子器件和處理信息的電子電路）和控制技術(shù)（模擬控制和數(shù)字控制理論）三者結(jié)合的新興交叉學科，如圖1—1所示?！　“凑针娔茏儞Q的種類劃分，電力電子變換器可分為4大類型：①DC-DC變換器，將一種直流電能變換成另一種或多種直流電能的變換器；②AC-DC變換器，將交流電能變換成直流電能的變換器；③DC-AC變換器，將直流電能變換為交流電能的變換器；④AGAC變換器，將一種交流電能變換成另一種交流電能的變換器，包括交流調(diào)壓器和變頻器，如圖1—2所示?！　　?/pre>








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