電力電子濾波技術(shù)及其應(yīng)用

前言

　　隨著工業(yè)化和信息化進(jìn)程的快速發(fā)展和電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償越來(lái)越受到關(guān)注。在大量電力電子裝置中，采用了晶閘管（SCR）、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管IGBT等大功率開(kāi)關(guān)器件，使電力電子裝置實(shí)現(xiàn)了高頻化和小型化，電氣性能大大提高，但隨之而來(lái)的是產(chǎn)生高次諧波，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的污染。電力電子裝置已成為電網(wǎng)的最主要的諧波源。特別是可控整流器和半可控整流器在絕大多數(shù)電力電子裝置中被用于交流電能到直流電能的轉(zhuǎn)換，所以減少整流器及其電磁元件對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，已成為最炙手的研發(fā)課題?！　榱吮ＷC電網(wǎng)不受或少受諧波的污染，以便對(duì)接人電網(wǎng)中的電氣設(shè)備提供高質(zhì)量的電能，國(guó)內(nèi)外紛紛制定標(biāo)準(zhǔn)把電網(wǎng)的諧波電流和諧波電壓限制在允許范圍內(nèi)。對(duì)于治理電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，除研發(fā)網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)整流器以外，利用濾波裝置吸收諧波源發(fā)出的諧波，是一種抑制諧波的有效的技術(shù)途徑。　　在電子電路中，濾波器早已得到廣泛的應(yīng)用。但對(duì)于電力系統(tǒng)中諧波的危害，在20世紀(jì)70年代以后，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，才引起世界各國(guó)的重視。但是，我國(guó)對(duì)諧波的研究比國(guó)外要晚二三十年。對(duì)于如何提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量和有源電力濾波器的研發(fā)，還是一個(gè)新課題。我國(guó)的有關(guān)專家已認(rèn)識(shí)到諧波的危害，并在諧波抑制方面作了大量的工作，但有關(guān)這方面的著作卻很少。期望本書(shū)的出版能起到拋磚引玉的作用。　　無(wú)功功率補(bǔ)償和諧波抑制是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的課題，但兩者之間又有聯(lián)系。無(wú)功功率補(bǔ)償包括對(duì)基波的無(wú)功功率補(bǔ)償和對(duì)諧波的無(wú)功功率補(bǔ)償兩個(gè)方面。對(duì)諧波的無(wú)功功率補(bǔ)償實(shí)質(zhì)上就是諧波補(bǔ)償。所以，本書(shū)將諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償綜合在一起講述。　　本書(shū)共分10章。第1章為諧波和無(wú)功功率。該章主要講述諧波和無(wú)功功率的基本概念，介紹了諧波的危害和無(wú)功功率的影響，并提出了諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑸橄旅娴脑敿?xì)介紹做鋪墊。第2章為無(wú)源濾波器。主要講述RC濾波器和LC濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理以及設(shè)計(jì)方法。第3章介紹了有源濾波器的分類，我們將其分為有源電子濾波器和有源電力濾波器，盡管這種分類方法不是非常嚴(yán)格，但是敘述起來(lái)比較方便。第4章～第7章介紹了各類有源電力濾波器的工作原理和控制方式，其中包括并聯(lián)型有源電力濾波器、串聯(lián)型有源電力濾波器、串并聯(lián)型有源電力濾波器、混合型有源電力濾波器。第8章介紹電力電子濾波器的應(yīng)用實(shí)例。第9章介紹無(wú)功功率補(bǔ)償。本章重點(diǎn)介紹了無(wú)功功率補(bǔ)償電容器和幾種靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的工作原理，其中包括晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器和靜止無(wú)功功率發(fā)生器，并對(duì)它們的性能作了對(duì)比。第10章介紹輸入電流的整形技術(shù)。該章給出的電路為具有有源濾波功能的整流器電路。市電電網(wǎng)輸入的非正弦電流會(huì)使整流電路的功率因數(shù)大大降低，反過(guò)來(lái)，整流器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程也會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染。解決該問(wèn)題的辦法是濾波。本章介紹的整流電路具有輸入電流的無(wú)源整形或有源整形功能，主電路和控制電路都比較簡(jiǎn)單?！　”緯?shū)由曲學(xué)基、曲敬鎧、于明揚(yáng)等編著，在編寫(xiě)過(guò)程中得到眾多同事和朋友的幫助，在此一并表示感謝。由于編者能力有限，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)給予指正。

內(nèi)容概要

　　《電力電子濾波技術(shù)及其應(yīng)用》從諧波和無(wú)功功率的基本概念講起，指出了諧波的危害和無(wú)功功率的影響，并著重介紹了各種電力電子濾波器的工作原理和控制方式，對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑砗蛶追N補(bǔ)償裝置也作了簡(jiǎn)單的介紹，最后給出了幾個(gè)實(shí)例說(shuō)明電力電子濾波器的應(yīng)用。《電力電子濾波技術(shù)及其應(yīng)用》力求簡(jiǎn)潔易懂、注重實(shí)用。隨著工業(yè)化和信息化進(jìn)程的快速發(fā)展和電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償越來(lái)越受到關(guān)注?！　　峨娏﹄娮訛V波技術(shù)及其應(yīng)用》的對(duì)象為電力電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及從事電力電子設(shè)備制造和電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，也可作為大專院校有關(guān)專業(yè)師生的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　諧波和無(wú)功功率1.1　諧波的基本概念1.1.1　諧波分析1.1.2　諧波的危害1.1.3　諧波的抑制1.2　無(wú)功功率的基本概念1.2.1　功率因數(shù)1.2.2　無(wú)功功率的影響1.2.3　無(wú)功功率的補(bǔ)償?shù)?章　無(wú)源濾波器2.1　RC濾波器2.1.1　RC濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.1.2　RC濾波器的設(shè)計(jì)2.2　LC濾波器2.2.1　LC濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.2.2　LC濾波器的設(shè)計(jì)第3章　有源濾波器3.1　有源電子濾波器3.1.1　有源電子低通濾波器3.1.2　有源電子高通濾波器3.1.3　有源電子帶通濾波器3.1.4　有源電子帶阻濾波器3.1.5　狀態(tài)可調(diào)的有源電子濾波器3.2　有源電力濾波器3.2.1　有源電力濾波器的工作原理3.2.2　有源電力濾波器的主電路3.2.3　有源電力濾波器的控制方式第4章　并聯(lián)型有源電力濾波器4.1　并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理4.2　并聯(lián)型有源電力濾波器的控制方式第5章　串聯(lián)型有源電力濾波器5.1　串聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理5.2　串聯(lián)型有源電力濾波器的控制方式第6章　串并聯(lián)型有源電力濾波器6.1　串聯(lián)型有源電力濾波器與并聯(lián)型有源電力濾波器的比較6.2　串并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原埋6.3　串并聯(lián)型有源電力濾波器的控制方式第7章　混合型有源電力濾波器7.1　混合型有源電力濾波器的工作原理7.1.1　并聯(lián)混合型有源電力濾波器的工作原理7.1.2　串聯(lián)混合型有源電力濾波器的工作原理7.2　混合型有源電力濾波器的控制方式7.2.1　并聯(lián)混合型有源電力濾波器的控制方式7.2.2　串聯(lián)混合型有源電力濾波器的控制方式第8章　電力電子濾波器的應(yīng)用實(shí)例8.1　電子濾波器在鎖相放大器中的應(yīng)用8.2　并聯(lián)型有源電力濾波器的應(yīng)用實(shí)例8.3　串聯(lián)型有源電力濾波器的應(yīng)用實(shí)例8.4　串并聯(lián)型有源電力濾波器的應(yīng)用實(shí)例8.5　混合型有源電力濾波器的應(yīng)用實(shí)例第9章　無(wú)功功率補(bǔ)償9.1　無(wú)功功率補(bǔ)償電容器9.1.1　無(wú)功功率補(bǔ)償電容器的工作原理和補(bǔ)償方式9.1.2　無(wú)功功率補(bǔ)償電容器的補(bǔ)償容量和自動(dòng)投切9.1.3　無(wú)功功率補(bǔ)償電容器和諧波的相互影響9.2　靜止無(wú)功功率補(bǔ)償9.2.1　靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的分類9.2.2　晶閘管控制電抗器(TCR)9.2.3　晶閘管投切電容器(TSC)9.2.4　靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)9.2.5　各種無(wú)功功率補(bǔ)償器性能的比較第10章　輸入電流的整形技術(shù)10.1　輸入電流的無(wú)源整形技術(shù)10.1.1　單相LC濾波器10.1.2　三相LC濾波器10.2　單相輸入電流的有源整形技術(shù)lO.2.1　升壓式(Boost)APFC整流電路10.2.2　降壓式(Buck)APFC整流電路10.2.3　單端反激型(Flyback)APFC整流電路10.2.4　Boost隔離型APFC整流電路10.2.5　有無(wú)源鉗位的Boost反激隔離型APFC整流電路10.2.6　具有有源鉗位和軟開(kāi)關(guān)的Boost反激隔離型APFC整流電路10.2.7　ZVS全橋式APFC整流電路10.2.8　并聯(lián)式單級(jí)APFC整流電路10.3　三相輸入電流的有源整形技術(shù)10.3.1　三相APFc整流電路的基本電路10.3.2　不解耦三相APFC整流電路10.3.3　部分解耦三相APFC整流電路10.3.4　全解耦三相APFC整流電路10.4　APFC的控制方法10.4.1　電流峰值控制法10.4.2　電流遲滯環(huán)控制法10.4.3　平均電流控制法10.5　APFC集成控制電路參考資料

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