MATLAB与电力电子系统仿真(应用型本科规划教材)

为了进一步引导电气工程及其自动化本科专业主动适应经济社会发展需求，结合应用型本科高等教育的建设要求，明确和凝练电气工程及其自动化的专业特色，上海市教育委员会开展了应用型本科专业项目建设。项目以现代工程教育的"成果导向教育"为指导，聚焦加强应用型本科内涵建设，创新人才培养模式，提高人才培养质量，*终实现构建专业工程应用教育培养体系。本教材即根据上海市应用型本科专业建设项目所通过的教材规划编写而成。
电力电子技术是高等院校电气工程及其自动化、自动化专业的专业基础课程，是一门理论与实践并重的核心课程。本教材作为电力电子技术及电力电子电路仿真课程的配套仿真实践课程教材，主要特色如下∶
1.根据电力电子技术发展和电气类职业能力需求进行撰写。
2.教材内容既包括基础的电力电子系统仿真，如以晶闸管为器件的整流电路仿真等，也结合了现代电力电子技术的发展和应用方向。
3.教材结合当前电力电子技术发展趋势，选取PWM整流器、隔离型全桥直流变换器、空间矢量脉宽调制、多电平逆变器以及三种常用的电力拖动技术等应用技术进行仿真介绍，将基础理论与应用实践要求紧密结合在一起。
与国内同类教材相比，本教材完全聚焦电力电子系统仿真，着重介绍实际应用广泛的电力电子系统的模型搭建。教材从强化培养实践能力、掌握实用技术的角度出发，较好地体现了当前新的专业发展热点，对学生胜任电气工程领域的技术开发、生产制造等工作有直接的帮助。
本教材包括 5 章∶第 1章对 MATLAB/Simulink 仿真环境及电力系统仿真模块 SimPowerSystems进行了介绍;第2章介绍了以晶闸管为器件的单相、三相整流电路，以及以全控型 IGBT为器件的三相PWM整流器的仿真设计;第3章介绍了典型直流斩波电路的仿真设计，并给出了直流PWM调制方法;第4章以两电平逆变器为例介绍了方波、正弦波及空间矢量脉宽调制方法，并给出了二极管钳位型三电平逆变器、H/NPC型和MMC型多电平逆变器的仿真介绍;第5章介绍了交直流拖动系统常用控制方法。此外，为便于读者学习，附录给出了部分仿真的源代码。
本教材作者团队既包含长期从事电力电子技术理论和仿真课程教学的一线教师，也有经验丰富的 MATLAB高级应用工程师。教材定位于将应用型人才培养与实践能力培养相结合，将电气工程及其自动化专业定位与职业能力要求密切结合。教材由上海理工大学电气工程系袁庆庆、罗静、夏鲲及企业专家符晓博士共同编写，全书由袁庆庆统稿。
限于作者水平，书中难免存在不妥和错误之处，希望读者予以批评指正。
作者

本书系上海市应用型本科专业建设立项规划教材，是电力电子电路仿真课程的配套教材，也可作为电力电子技术、电力拖动自动控制系统等课程的辅助参考书。全书定位于MATLAB在电力电子系统中的仿真应用，内容涵盖整流电路、直流斩波电路、逆变电路以及部分实际应用广泛的典型电力电子电路，如PWM整流器、多电平逆变器、交直流电力拖动系统等的仿真设计。学生通过学习本书，可较快入门电力电子系统的仿真设计，并有助于相关理论知识的消化及实践能力的锻炼。本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业本科学生及相关专业的研究生的教材，也可作为从事电气技术工作工程技术人员的参考书。

袁庆庆，女，工学博士，上海理工大学机械工程学院电气工程系副主任、电气技术教研室主任。长期从事电力电子技术、电机控制与电力拖动等专业课程的教学工作，并一直致力于MATLAB电气工程仿真工作。注重“产学研用赛”融合，多次获得上海理工大学大学生创新创业优秀指导教师团队特等奖、一等奖等。专长学科为电气工程，研究方向包括电机高性能控制、数据处理以及新能源并网。近5年来发表学术论文20余篇，其中SCI检索5篇、EI检索10余篇。入选2018年度上海市青年科技英才扬帆计划（1项），主持上海交通大学重点实验室开放课题1项、参与国家自然基金项目多项。

第1章 绪论
1.1 MATLAB仿真软件简介………..……………………….…….…….…………………2 
1.2 Simulink环境简介 ………………………………………………………………2
1.3 SimPowerSystems模块库简介 …………………………………………………… 10
第 2 章 整流电路的仿真设计
2.1 单相可控整流电路…………………………………………………………………… 29 
2.2 三相可控整流电路………………………………………………………………… 45 
2.3 多重化整流电路…………………………………………………………………… 64 
2.4 PWM整流器………………………………………………………………………… 70
第 3 章 直流斩波电路的仿真设计
3.1 降压斩波电路………….………………………………………………………… 79 
3.2 升压斩波电路………………………………………………………………………… 84 
3.3 隔离型全桥直流斩波电路…………………………………………………………… 86 
3.4 采用PWM控制技术的直流变换电路……………………………………………… 90
第 4 章 逆变电路的仿真设计
4.1 单相逆变电路………………………………………………………………………… 94 
4.2 三相逆变电路 ……………………………………………………………………… 103 
4.3 多电平逆变电路 ……………………………………………………………………… 119
第 5 章 交直流拖动系统的仿真设计 
5.1 直流拖动系统 ……………………………………………………………………… 134 
5.2 交流异步电动机的变压变频调速 ………………………………………………… 141 
5.3 交流异步电动机的矢量控制 ……………………………………………………146 
5.4 交流异步电动机的直接转矩控制 …………………………………………………155 
5.5 交流异步电动机的模型预测控制 ……………………………………………… 162
附录 仿真源代码167
参考文献
参考文献____182