电力电子PSIM仿真与应用

能源变换在航空航天、工业生产、交通运输、电力系统、电子装置及家用电器等领域随处可见。随着能源消耗的日益增大，社会经济的可持续发展，对能源变换提出了更高的要求。电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，其主要内容是利用大功率电子器件对能量进行变换和控制，涉及电力学、电子学和控制理论三个学科，涵盖知识面广，学习难度大。电力电子仿真可在未搭建实际电路前进行电路原理验证与性能分析，有利于工程技术人员和科研人员快速设计电力电子变换电路及控制策略。
本书以“电力电子技术”课程内容为基础，以PSIM专业仿真软件为载体，以电力电子四大变换电路及其控制为切入点，深入浅出地讲解和讨论PSIM仿真环境、PSIM元件模型、PSIM基本操作与分析方法、整流变换电路仿真、直直变换电路仿真、逆变变换电路仿真、交交变换电路仿真等基础知识及控制方法，为电力电子变换电路建模与仿真提供一定的方法及理论。在探讨电力电子四大变换电路建模与仿真的基础上，本书借助PSIM仿真软件的SmartCtrl和SimCoder工具，对直流开关电源环路设计、SimCoder自动代码生成、DSP数控直流电源设计、DSP控制环路C程序代码自动生成等应用进行了详细、深入的讲解与探讨，为高年级本科生或研究生进一步学习和研究电力电子变换技术提供了帮助，使具有一定电力电子技术基础的学生能较好地理解和掌握电力电子四大变换电路的工作原理、控制方法及实践应用。
本书语言通俗易懂，内容丰富翔实，突出了以实例为中心的特点。在阐明基本原理的前提下，从变换电路仿真模型搭建、控制环路工作原理阐述、控制环路设计、仿真与分析等方面，将深奥、难懂、抽象的电力电子变换电路及其工作原理展现给读者，使读者能较好地理解和掌握电力电子变换电路的实际应用及控制方法，逐步从理论认知过渡到实践应用。
全书共分10章，其中第1章由固纬电子(苏州)有限公司张懋博士撰写，第2章由西南交通大学电气工程学院韩莹博士撰写，第3.1~3.4节和第4章由西南民族大学张珍珍博士撰写，第3.5~3.7节由国网江苏省电力有限公司检修分公司卞超撰写，第3.8~3.11节由国网江苏省电力有限公司检修分公司陶加贵博士撰写，第5、6、8、9、10章由西南民族大学游志宇博士撰写，第7章由国网江苏省电力有限公司检修分公司戴锋撰写。全书由游志宇统稿、定稿，戴锋、张珍珍审稿。
在本书撰写和出版过程中，得到西南民族大学黄勤珍教授、邵仕泉副教授的大力支持，并对本书提出了宝贵的意见和建议。另外，固纬电子(苏州)有限公司郭国栋执行副总经理也给予了大力支持，研究生李明月对本书进行了校稿，西南民族大学杜诚老师为本书出版进行了联系和协调工作，在此对他们的辛苦付出表示衷心的感谢。
本书的出版得到了西南民族大学教育教学研究与改革项目（2019YB26）、产学合作协同育人项目（201902111012）、西南民族大学一流本科课程建设项目（2020YLKC06）的资助，在此致谢。
由于撰写时间仓促，作者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

作者

2020年8月于成都

本书利用专业电力电子软件PSIM对电力电子变换电路进行仿真和设计。本书涉及PSIM基本仿真元件模型讲解、仿真软件基本操作及分析方法讲解、电力电子四大变换电路（交流整流仿真、直流变换、直流逆变、交-交变换）仿真模型搭建与分析讲解、PISM闭环开关电源环路设计讲解、数字控制器C程序代码自动生及基于DSP数字控制直流电源设计等的讲解。在讲解四大变换电路仿真模型构建及仿真时，除了对开环变换电路原理拓扑进行仿真验证，同时还涉及大量闭环反馈控制电路模型仿真，讲解了补偿环路的时域、频域设计及分析方法，数字直流电源的设计应用。