现代电力电子学与交流传动

图书标准信息

• 作者 [美]Bimal K.Bose 著；王聪、赵金、于庆广、程红 译
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2013-07
• 版次 1
• ISBN 9787111429784
• 定价 69.90元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 559页
• 字数 708千字
• 正文语种 简体中文
• 原版书名 Modern Power Electronics and AC Drives
• 丛书 国际电气工程先进技术译丛

【内容简介】

　　《现代电力电子学与交流传动》详细介绍了电力半导体器件、交流电动机、相控变流器、交交变频器、电压源型逆变器、电流源型逆变器、异步电动机转差功率的回馈控制、异步电动机传动的控制与状态估计、同步电动机传动的控制与状态估计、专家系统原理与应用、模糊逻辑原理与应用和神经网络原理与应用等内容，涵盖了现代电力电子学与交流传动技术的整个体系。
　　《现代电力电子学与交流传动》深入浅出、通俗易懂，非常适合用作电气工程类专业本科生与研究生的教材，也可以作为电气工程师的参考书。

【作者简介】

　　博斯（BimalK.Bose），是电力电子学与交流传动技术方面的世界先驱者。在研发、设计与教育领域有着超过40年的职业生涯。是IEEE工业电子学分会电力电子学专委会主席，IEEE工业应用分会电力电子变换器专委会主席，IEEE工业电子学报副主编。获7次IEEE奖，持有21项美国国家专利。发表学术论文超过250篇，撰写并编辑了7本专著。2009年IEEE工业电子学分会专门为Bose教授发行了一本荣誉专刊以表彰他的贡献。

【目录】

译者序

序言

主要符号表

第1章电力半导体器件

1.1引言

1.2二极管

1.3晶闸管

1.3.1伏安特性

1.3.2开关特性

1.3.3功率损耗和热阻抗

1.3.4电流额定值

1.4双向晶闸管

1.5门极关断（GTO）晶闸管

1.5.1开关特性

1.5.2回馈式缓冲器

1.6双极型晶体管（BPT或BJT）

1.7电力MOSFET

1.7.1VI特性

1.7.2安全工作区（SOA）

1.8静电感应晶体管（SIT）

1.9绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

1.10MOS控制晶闸管（MCT）

1.11集成门极换向晶闸管（IGCT）

1.12大能量带隙材料在电力半导体器件中的应用

1.13功率集成电路（PIC）

1.14小结

参考文献

第2章交流电动机传动

2.1引言

2.2异步电动机

2.2.1旋转磁场

2.2.2转矩的产生

2.2.3等效电路

2.2.4转矩转速曲线

2.2.5电动机的NEMA分类

2.2.6变压恒频运行

2.2.7变频运行

2.2.8恒电压/频率运行

2.2.9传动运行区域

2.2.10变定子电流运行

2.2.11谐波的影响

2.2.11.1谐波发热

2.2.11.2电动机参数变化

2.2.11.3转矩脉动

2.2.12动态dq模型

2.2.12.1坐标轴变换

2.2.12.2同步旋转参考坐标系动态模型（Kron方程）

2.2.12.3静止坐标系动态模型（Stanley方程）

2.2.12.4动态模型的状态空间方程

2.3同步电动机

2.3.1绕线励磁电动机

2.3.1.1等效电路

2.3.1.2电磁转矩

2.3.1.3凸极式电动机特性

2.3.1.4动态de-qe电动机模型（Park模型）

2.3.2同步磁阻电动机

2.3.3永磁（PM）电动机

2.3.3.1永磁材料

2.3.3.2正弦波表面式永磁（SPM）电动机

2.3.3.3正弦波嵌入式永磁（IPM）电动机

2.3.3.4梯形波表面式永磁（SPM）电动机

2.4可变磁阻电动机（VRM）

2.5小结

参考文献

第3章二极管及相控变流器

3.1引言

3.2二极管整流器

3.2.1单相桥式电路——电阻、阻感负载

3.2.2电源电感的影响

3.2.3单相桥式电路——阻感、反电动势（CEMF）负载

3.2.4单相桥式电路——阻容负载

3.2.5畸变因数、位移功率因数和功率因数

3.2.6畸变因数（DF）

3.2.7位移功率因数（DPF）

3.2.8功率因数（PF）

3.2.9三相全桥电路——阻感负载

3.2.10三相全桥电路——阻容负载

3.3晶闸管变流器

3.3.1单相桥式电路——阻感、反电动势负载

3.3.2不连续导电模式

3.3.3三相变流器——阻感、反电动势负载

3.3.4三相半波变流器

3.3.5电源漏感（Lc）分析

3.3.6三相桥式变流器

3.3.7三相桥式变流器的不连续导电模式

3.3.8三相双组桥变流器

3.3.96脉波中心抽头变流器

3.3.1012脉波变流器

3.3.11桥式变流器的并行控制和顺序控制

3.4变流器控制

3.4.1线性触发延迟角控制

3.4.2余弦交点控制

3.4.3锁相振荡器原理

3.5电磁干扰（EMI）及电网供电质量问题

3.5.1EMI问题

3.5.2电网谐波问题

3.6小结

参考文献

第4章交交变频器

4.1引言

4.2相控交交变频器

4.2.1基本运行原理

4.2.2三相双组变流器用作交交变频器

4.2.3交交变频器电路结构

4.2.3.1三相半波交交变频器

4.2.3.2三相桥式交交变频器

4.2.4有环流模式和无环流模式的比较

4.2.4.1有环流模式

4.2.4.2无环流模式

4.2.5负载和电网谐波

4.2.5.1负载电压谐波

4.2.5.2电网电流谐波

4.2.6电网位移功率因数

4.2.7交交变频器的控制

4.2.8改善DPF的方法

4.2.8.1方波运行

4.2.8.2不对称触发延迟角控制

4.2.8.3环流控制

4.3矩阵式变流器

4.4高频交交变频器

4.4.1高频相控交交变频器

4.4.2高频、整数脉冲交交变频器

4.4.2.1正弦供电

4.4.2.2准方波供电

4.5小结

参考文献

第5章电压源型变流器

5.1引言

5.2单相逆变器

5.2.1半桥逆变器及变压器中心抽头式逆变器

5.2.2全桥或H桥逆变器

5.3三相桥式逆变器

5.3.1方波或6脉波运行方式

5.3.2电动与发电模式

5.3.3输入纹波

5.3.4器件的电压和电流额定值

5.3.5移相电压控制

5.3.6电压（幅值）和频率控制

5.4多重化逆变器（多阶梯波逆变器）

5.4.112阶梯波逆变器

5.4.2移相控制的18阶梯波逆变器

5.5脉冲宽度调制技术

5.5.1正弦PWM

5.5.2特定谐波消除PWM（SHEPWM）

5.5.3最小纹波电流PWM

5.5.4空间矢量PWM

5.5.5瞬时电流控制正弦PWM

5.5.6滞环电流控制PWM

5.5.7SigmaDelta调制

5.6三电平逆变器

5.7硬开关的影响

5.8谐振型逆变器

5.9软开关逆变器

5.10动力与再生制动

5.10.1动力制动

5.10.2再生制动

5.11PWM整流器

5.11.1带有升压斩波器的二极管整流器

5.11.1.1单相

5.11.1.2三相

5.11.2用于输入整流的PWM变流器

5.11.2.1单相

5.11.2.2三相

5.12静止无功补偿器和有源滤波器

5.13对基于MATLAB/SIMULINK仿真的介绍

5.14小结

参考文献

第6章电流源型变流器

6.1引言

6.26脉波晶闸管逆变器的基本原理

6.2.1模式1：负载换相整流器（0≤α≤π/2）

6.2.2模式2：负载换相逆变器（π/2≤α≤π）

6.2.3模式3：强迫换相逆变器（π≤α≤3π/2）

6.2.4模式4：强迫换相整流器（3π/4≤α≤2π）

6.3负载换相逆变器

6.3.1单相谐振逆变器

6.3.2三相逆变器

6.3.2.1滞后功率因数负载

6.3.2.2过励同步电动机负载

6.3.2.3同步电动机起动

6.4强迫换相逆变器

6.5谐波热效应和转矩脉动

6.6多重化逆变器

6.7带自换相装置的逆变器

6.7.16脉波逆变器

6.7.2PWM逆变器

6.7.2.1梯形波PWM

6.7.2.2特定谐波消除PWM（SHEPWM）

6.7.3双边PWM变流器系统

6.7.4PWM整流器的应用

6.7.4.1静止无功补偿器/有源滤波器

6.7.4.2超导磁场储能（SMES）

6.7.4.3直流电动机调速

6.8电流源型变流器和电压源型变流器的比较

6.9小结

参考文献

第7章异步电动机转差功率回馈型传动系统

7.1引言

7.2转子变阻器调速的双馈电动机

7.3静止Kramer传动

7.3.1矢量图

7.3.2交流等效电路

7.3.3转矩表达式

7.3.4谐波

7.3.5Kramer传动的调速

7.3.6功率因数的改善

7.4静止Scherbius传动

7.4.1运行模式

7.4.2用于VSCF发电系统的改进Scherbius传动

7.5小结

参考文献

第8章异步电动机传动系统的控制与估计

8.1引言

8.2基于小信号模型的异步电动机控制

8.3标量控制

8.3.1电压源型逆变器的控制

8.3.1.1开环电压/频率（V/F）控制

8.3.1.2变频传动的节能效果

8.3.1.3带转差率调节的速度控制

8.3.1.4带有转矩和磁链控制的速度控制

8.3.1.5电流控制的电压源型逆变器传动

8.3.1.6并联电动机的牵引传动

8.3.2电流源型逆变器的控制

8.3.2.1独立的电流和频率控制

8.3.2.2电流源型逆变器传动系统的速度和磁链控制

8.3.2.3电流源型逆变器传动系统的电压/频率（V/F）控制

8.3.3基于磁链规划的效率优化控制

8.4矢量控制或磁场定向控制

8.4.1与直流传动类比

8.4.2等效电路和相量图

8.4.3矢量控制原理

8.4.4直接或反馈矢量控制

8.4.5磁链矢量的估计

8.4.5.1基于电压模型的方法

8.4.5.2基于电流模型的方法

8.4.6间接或前馈矢量控制

8.4.7电网侧PWM整流器的矢量控制

8.4.8定子磁链定向的矢量控制

8.4.9电流源型逆变器传动系统的矢量控制

8.4.10周波变流器传动系统的矢量控制

8.5无传感器矢量控制

8.5.1转速估算方法

8.5.1.1转差频率计算法

8.5.1.2基于状态方程的直接综合法

8.5.1.3模型参考自适应系统（MRAS）

8.5.1.4转速自适应磁链观测器（Luenberger观测器）法

8.5.1.5扩展卡尔曼滤波器（EKF）法

8.5.1.6齿谐波法

8.5.1.7凸极转子注入辅助信号

8.5.2无速度信号的直接矢量控制

8.5.2.1可编程的级联低通滤波器（PCLPF）定子磁链估计

8.5.2.2基于电流模型方程的电动机起动控制

8.6直接转矩和磁链控制（DTC）

8.6.1基于定子和转子磁链的转矩表达式

8.6.2DTC的控制策略

8.7自适应控制

8.7.1自调节控制

8.7.2模型参考自适应控制（MRAC）

8.7.3滑模控制

8.7.3.1控制原理

8.7.3.2矢量控制系统的滑模控制

8.8传动系统的自整定

8.9小结

参考文献

第9章同步电动机传动系统的控制与估计

9.1引言

9.2正弦波SPM同步电动机传动

9.2.1开环电压/频率控制

9.2.2自控方式

9.2.3绝对位置编码器

9.2.3.1光学编码器

9.2.3.2带解码器的模拟式旋转变压器

9.2.4矢量控制

9.3同步磁阻电动机传动

9.3.1恒定de轴电流（ids）控制

9.3.2快速转矩响应控制

9.3.3最大转矩/电流控制

9.3.4最大功率因数控制

9.4正弦波IPM电动机传动

9.4.1最大转矩/电流的电流矢量控制

9.4.2弱磁控制

9.4.3定子磁链定向的矢量控制

9.4.3.1反馈信号处理

9.4.3.2方波（SW）模式下的弱磁控制

9.4.3.3PWM－SW模式的切换

9.5梯形波SPM同步电动机传动系统

9.5.1基于逆变器的传动系统

9.5.1.12π/3角导通方式

9.5.1.2PWM电压和电流控制方式

9.5.2转矩－速度曲线

9.5.3电动机的动态模型

9.5.4传动系统的控制

9.5.4.1反馈方式中的闭环速度控制

9.5.4.2FW方式中的闭环电流控制

9.5.5转矩脉动

9.5.6基速以上的运行

9.6绕组励磁式同步电动机传动系统

9.6.1有刷和无刷直流励磁

9.6.2负载换相逆变器（LCI）传动系统

9.6.2.1恒定γ角下LCI传动系统的控制

9.6.2.2触发延迟角αd或φ′角的控制

9.6.2.3采用电动机端电压信号的控制

9.6.2.4锁相环（PLL）γ角的控制

9.6.3周波变流器传动系统的标量控制

9.6.4周波变流器传动系统的矢量控制

9.6.5电压源型逆变器的矢量控制

目录ⅩⅦ9.7无传感器控制

9.7.1梯形波SPM电动机的无传感器控制

9.7.1.1电动机端电压检测法

9.7.1.2定子3次谐波电压检测法

9.7.2正弦波永磁电动机的无传感器控制

9.7.2.1电动机端电压和电流检测法

9.7.2.2电感变化（凸极）效应法

9.7.2.3扩展卡尔曼滤波（EKF）的状态估计法

9.8开关磁阻电动机（SRM）传动系统

9.9小结

参考文献

第10章专家系统原理及应用

10.1引言

10.2专家系统原理

10.2.1知识库

10.2.1.1框架结构

10.2.1.2元知识

10.2.1.3ES语言

10.2.2推理机

10.2.3用户界面

10.3专家系统的命令解释程序

10.3.1命令解释程序的特性

10.3.2外部接口

10.3.3程序开发步骤

10.4ES的设计方法

10.5应用实例

10.5.1传动装置中的PI调节器

10.5.2故障诊断

10.5.3交流传动产品的选择

10.5.4传动系统的配置选择、设计与仿真

10.5.4.1配置选择

10.5.4.2电动机额定参数设计

10.5.4.3变流器设计

10.5.4.4控制设计和仿真研究

10.6术语表

10.7小结

参考文献

第11章模糊逻辑原理及其应用

11.1引言

11.2模糊集合

11.2.1隶属函数（MF）

11.2.2模糊集合运算

11.3模糊系统

11.3.1推理方法

11.3.1.1Mamdani方法

11.3.1.2LusingLarson方法

11.3.1.3Sugeno方法

11.3.2解模糊方法

11.3.2.1重心法（COA）

11.3.2.2高度法

11.3.2.3最大值平均法（MOM）

11.3.2.4Sugeno解模糊法

11.4模糊控制

11.4.1为什么要模糊控制

11.4.2历史回顾

11.4.3控制原理

11.4.4模糊控制器的实现

11.5一般设计方法

11.6应用情况

11.6.1异步电动机速度控制

11.6.2异步电动机传动系统基于磁链在线规划的效率优化

11.6.3风力发电系统

11.6.3.1风力涡轮机特性

11.6.3.2系统描述

11.6.3.3模糊控制

11.6.4间接矢量控制的转差增益调节

11.6.5定子电阻Rs的估计

11.6.6畸变波形的估计

11.6.6.1Mamdani方法

11.6.6.2Sugeno方法

11.7模糊逻辑工具箱

11.7.1FIS编辑器

11.7.2隶属函数编辑器

11.7.3规则编辑器

11.7.4规则浏览器

11.7.5控制曲面浏览器

11.7.6基于模糊逻辑的同步电流控制演示程序

11.8术语表

11.9小结

参考文献

第12章神经网络原理及其应用

12.1引言

12.2神经元结构

12.2.1生物神经元的概念

12.2.2人工神经元

12.3人工神经网络

12.3.1应用示例：Y=AsinX

12.3.2前馈神经网络的训练

12.3.2.1学习方法

12.3.2.2基于ANN的字母识别

12.3.3反向传播训练

12.3.4三层网络的反向传播算法

12.3.4.1输出层神经元的权重计算

12.3.4.2隐含层神经元的权重计算

12.3.5在线训练

12.4其他网络

12.4.1径向基函数神经网络

12.4.2Kohonen自组织特征映射（SOFM）网络

12.4.3用于动态系统的递归神经网络

12.5神经网络在辨识和控制中的应用

12.5.1时滞神经网络

12.5.2动态系统建模

12.5.3动态模型的神经网络辨识

12.5.4逆动态模型

12.5.5神经网络控制

12.6一般设计方法

12.7神经网络的应用

12.7.1PWM控制器

12.7.1.1特定谐波消除PWM（SHEPWM）

12.7.1.2瞬时电流控制PWM

12.7.1.3空间矢量PWM

12.7.2矢量控制系统的反馈信号估计

12.7.3畸变波形的估计

12.7.4传动系统的模型辨识和自适应控制

12.7.5基于递归网络的速度估计

12.7.6基于RNN的自适应磁链估计

12.8模糊神经系统

12.9神经网络工具箱的演示程序

12.9.1神经网络工具箱的介绍

12.9.2演示程序

12.10术语表

12.11小结

参考文献