AC-AC變換技術(shù)

前言

　　AC-AC變換技術(shù)是應(yīng)用電力半導(dǎo)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(xué)最重要的研究方向之一。隨著電力電子學(xué)的迅猛發(fā)展，AC-AC變換技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等國(guó)防領(lǐng)域和動(dòng)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(jī)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(shè)節(jié)能型、節(jié)約型社會(huì)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)等風(fēng)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(fù)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(chǎng)合，如飛機(jī)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(jī)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(jī)調(diào)速和軟啟動(dòng)等民用和國(guó)防領(lǐng)域，AGAC變換技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)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?fù)渥?、控制策略、原理特性、參?shù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用和控制、基準(zhǔn)、濾波、機(jī)內(nèi)輔助電源等相關(guān)技術(shù)以及AC-AC變換器的工程應(yīng)用。渴望讀者從中有所受益，并獲得一些創(chuàng)新思路，從而積極推動(dòng)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(zhǔn)、濾波、機(jī)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(yīng)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(chǎng)合，如可再生能源發(fā)電、交流電機(jī)調(diào)速和軟啟動(dòng)、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(jī)變速恒頻電源、機(jī)載電子變壓器等民用和國(guó)防領(lǐng)域等，AD-AC變換技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景。    本書可作為高等學(xué)校電氣工程與自動(dòng)化學(xué)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(jiǎn)介

陳道煉，男，1964年8月生，IEEE高級(jí)會(huì)員，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。2005年獲江蘇省優(yōu)秀博士后榮譽(yù)稱號(hào)。2002～2005年任南京航空航天大學(xué)教授和博士生導(dǎo)師，2005年起任福州大學(xué)閩江學(xué)者特聘教授、二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師、電力電子與電力傳動(dòng)研究所所長(zhǎng)、應(yīng)用電子系主任。中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)電源學(xué)會(huì)理事、福建省電源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)；國(guó)家和省部級(jí)基金、國(guó)家863科技計(jì)劃項(xiàng)目通訊評(píng)審專家，國(guó)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(zhǎng)期致力于電力電子學(xué)、可再生能源發(fā)電和航空電源系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，培養(yǎng)博士和碩士研究生40余名。主持國(guó)家和省、部級(jí)基金16項(xiàng)，獲省、部級(jí)科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)和優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)，獲國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)，在國(guó)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(biāo)及其應(yīng)用領(lǐng)域  1.4  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)第4章  級(jí)聯(lián)式AC-DC-AC變換技術(shù)  4.1  引言  4.2  級(jí)聯(lián)式AG-DC-AC變換器  4.3  級(jí)聯(lián)式低頻環(huán)節(jié)AC-DC-AC變換器  4.4  級(jí)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(xiàn)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?fù)浣Y(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(xiàn)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?fù)浣Y(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(xiàn)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(xiàn)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?fù)渥? 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(xiàn)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?fù)渥? 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(shè)計(jì)準(zhǔn)則  9.7  設(shè)計(jì)與原理試驗(yàn)  9.8  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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?fù)渥? 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(shè)計(jì)準(zhǔn)則  10.6  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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?fù)渥? 11.3  電壓瞬時(shí)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(shè)計(jì)  11.6  穩(wěn)態(tài)仿真分析與討論  11.7  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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?fù)渥? 12.3  具有輸入電壓極性和工作模式選擇的電壓瞬時(shí)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(shè)計(jì)  12.7  仿真分析與討論  12.8  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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(xiàn)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(duì)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)用  17.3  峰-谷值電流型控制及其在AC-AC變換器中的應(yīng)用  17.4  平均值電流型控制及其在AC-AC變換器中的應(yīng)用  17.5  單周期控制及其在AC-AC變換器中的應(yīng)用  17.6  數(shù)字控制及其在AC-AC變換器中的應(yīng)用  17.7  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第18章  AC-AC變換器的基準(zhǔn)正弦電路  18.1  引言  18.2  數(shù)字化基準(zhǔn)正弦電路的構(gòu)成與原理  18.3  關(guān)鍵電路參數(shù)的設(shè)計(jì)  18.4  試驗(yàn)結(jié)果  18.5  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)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(xiàn)第20章  AC-AC變換器機(jī)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(jī)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(jī)內(nèi)輔助電源  20.4  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第21章  AC-AC變換器的應(yīng)用  21.1  引言  21.2  Buck型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)  21.3  Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)  21.4  Buck-Boost型高頻環(huán)節(jié)AC-AC變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)  21.5  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)

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(yīng)用電力半導(dǎo)體器件，實(shí)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(xué)（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(jī)、變壓器等各種電力設(shè)備和處理電能的電力網(wǎng)絡(luò)）、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(xué)科，如圖1—1所示。　　按照電能變換的種類劃分，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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