《電力電子中的控制電路實用設(shè)計指南》介紹了電力電子變頻器的控制,主要涵蓋了滑?刂萍夹g(shù)、滯回控制技術(shù)和基于DSP或FPGA的數(shù)字控制技術(shù)等,以直-直變頻器、高強度氣體放電燈鎮(zhèn)流器、三相單位功率因數(shù)整流器、電壓源型逆變器等為設(shè)計案例,系統(tǒng)闡述了控制原理、電路設(shè)計技術(shù)和硬件開發(fā)技術(shù)!峨娏﹄娮又械目刂齐娐穼嵱迷O(shè)計指南》介紹了當前國際范圍內(nèi)使用極為廣泛的控制方案,以及未來電力電子控制電路的發(fā)展趨勢。《電力電子中的控制電路實用設(shè)計指南》主要面對電力電子專業(yè)的師生,以及從事電力電子變頻器的研發(fā)人員、生產(chǎn)人員和應用技術(shù)人員,既可以作為授課拓展材料或?qū)I(yè)參考書,也可作為其他專業(yè)的技術(shù)人員、管理人員、市場預測人員的參考資料。
《電力電子中的控制電路實用設(shè)計指南》是目前國際上關(guān)于電力電子控制電路設(shè)計的極新的實用設(shè)計指南,既包括模擬電路,也包括數(shù)字電路,還包括了未來發(fā)展趨勢等,是電力電子行業(yè)控制電路設(shè)計的必備參考書!
原書前言
電力電子技術(shù)是快速且有效轉(zhuǎn)換電能的技術(shù)。在電力電子技術(shù)中,控制電路是保持功率變換穩(wěn)定運行和高性能的關(guān)鍵。控制電路對功率變換性能具有決定性影響,例如效率、穩(wěn)態(tài)誤差(靜態(tài)特性)、瞬態(tài)響應、系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性(動態(tài)特性)等。控制電路的基本單元包括檢測單元、控制算法單元和調(diào)制單元三大部分。檢測單元用來實時測量變換器當前的狀態(tài),以輸入信號的形式提供給控制算法單元以進行后續(xù)控制;控制算法單元一般會根據(jù)設(shè)定的控制目標和檢測出的當前狀態(tài)對變換器進行控制;調(diào)制單元通過控制功率器件的開關(guān)來具體實現(xiàn)控制算法單元的指令。除了這些單元之外,控制電路的硬件開發(fā)水平也會對變換器的動靜態(tài)性能產(chǎn)生影響。例如,變換器瞬態(tài)響應的速度和靈活性直接受制于控制電路硬件技術(shù)。
《電力電子中的控制電路實用設(shè)計指南》介紹了電力電子變換器的控制電路,分為三個部分模擬控制電路、數(shù)字控制電路和電力電子控制電路的新發(fā)展趨勢。
第1部分概述了當前以模擬電路作為主要控制手段的各類應用,介紹了相關(guān)的背景知識,便于從業(yè)人員以此設(shè)計出相關(guān)模擬控制電路,實現(xiàn)優(yōu)異的性能。本部分針對領(lǐng)域內(nèi)的熱門主題,對控制電路的設(shè)計和具體實現(xiàn)方法進行了詳細描述。本部分還介紹了直-直變換器、單相單位功率因數(shù)整流器、面向光伏應用的三相并網(wǎng)逆變器等設(shè)計實例。
第2部分介紹了以數(shù)字電路作為主要控制手段的解決方案,主要包括:微控制器(MCU)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和數(shù)字信號處理器(DSP)等,這些方案都是前沿技術(shù)的代表,有著廣泛的應用。本部分的重點是,面向可再生能源直-直變換器的數(shù)字控制解決方案、用于高強度放電燈的電子鎮(zhèn)流器、具有單位功率因數(shù)校正功能的三相整流器、三相電壓源型逆變器和多電平變換器。本部分主要針對從事數(shù)字控制電路設(shè)計的相關(guān)人員,詳述了控制算法和調(diào)制方案。
最后一部分介紹了控制電路的最新發(fā)展和電力電子控制電路的新趨勢,討論了前沿的研究工作,主要涵蓋了開關(guān)電容變換器、用于并網(wǎng)控制的雙核數(shù)字信號處理器(具有控制和通信功能)、能夠?qū)﹂_關(guān)電源進行高效控制的智能驅(qū)動單元,以及使用遺傳算法和蟻群優(yōu)化算法的智能優(yōu)化設(shè)計方法等。
《電力電子中的控制電路實用設(shè)計指南》的主編再次感謝所有參與者,感謝他們在本書編寫過程中的出色工作和充分合作,并感謝IET的編輯和印刷人員。
Miguel Castilla博士是西班牙加泰羅尼亞理工大學電子工程系教授,研究領(lǐng)域包括電力電子技術(shù)、可再生能源技術(shù)和非線性控制理論,在IEEE Industrial Electronics Magazine、IEEE transactions on Industrial Electronics、IEEE transactions on Power Electronics、IEEE Transactions on Smart Grid和IET Power Electronics等電力電子領(lǐng)域期刊發(fā)表論文50余篇。
目 錄
譯者序
原書前言
第1部分 模擬控制電路
第1章 基于PWM的直-直變頻器滑模控制方法
1.1 簡介
1.2 滑?刂评碚摵喪
1.3 基于PWM的滑模控制
1.4 基于PWM的電壓滯回控制
1.5基于PWM的電流滑模滯回控制
1.6 設(shè)計經(jīng)驗
1.7 小結(jié)
參考文獻0
第2章 合成紋波直流變頻器的滯回控制方法
2.1 基于滯回控制器的直-直變頻器
2.2 組成元件和非理想因素
2.3 合成載波發(fā)生電路
2.4 負載電流前饋
2.5 線性模型
2.6 小結(jié)
參考文獻9
第3章 單位周期控制單相電源逆變器
3.1簡介
3.2 單位周期控制的基本原理和應用
3.3 光伏領(lǐng)域應用
3.4通過龐加萊圖進行OCC穩(wěn)定性分析
3.5小結(jié)
參考文獻8
第2部分 數(shù)字控制電路
第4章 數(shù)字PWM控制的直-直開關(guān)變頻器
4.1 數(shù)字控制環(huán)
4.2 動態(tài)建模和系統(tǒng)級補償器設(shè)計
4.3 數(shù)字化問題和極限循環(huán)期
4.4 控制器的設(shè)計與實現(xiàn)
4.5 小結(jié)
參考文獻
第5章 基于單片機的高強度氣體放電燈鎮(zhèn)流器控制
5.1 HID燈的工作原理和模型
5.2 HID燈的電子鎮(zhèn)流器
5.3 電子鎮(zhèn)流器中的數(shù)字控制
5.4 應用實例
5.5 小結(jié)
參考文獻
第6章 基于FPGA的整流器直接滑模PWM控制
6.1 簡介
6.2 滑?刂疲夯纠碚撆c變頻器應用
6.3 單相PWM整流器的直接滑模控制
6.4 三相PWM整流器的直接滑?刂
6.5 小結(jié)
參考文獻
第7章 基于DSP控制的三相單位功率因數(shù)校正器
7.1 簡介
7.2 變頻器控制用DSP電路
7.3 三相單位功率因數(shù)整流器拓撲
7.4 鎖相環(huán)策略
7.5 UPF整流器的控制策略
7.6 小結(jié)
參考文獻
第8章 面向并網(wǎng)用三相電壓源逆變器的DSP控制
8.1 簡介
8.2 并網(wǎng)用三相電壓源逆變器的建模與控制
8.3 靜止坐標系下并網(wǎng)光伏逆變器的DSP控制
8.4 dq坐標系下通過LCL濾波器并網(wǎng)光伏逆變器的DSP控制
8.5 測試結(jié)果
8.6 小結(jié)
致謝
參考文獻
第9章 基于FPGA和DSP控制的直-直變頻器在可再生能源領(lǐng)域中的應用
9.1 簡介
9.2 基于FPGA和DSP的多功能數(shù)字控制器
9.3 面向直-直變頻器的新拓撲和控制策略開發(fā)
9.4 新拓撲在光伏發(fā)電中的應用
9.5 小結(jié)
參考文獻
第10章 多電平變頻器的拓撲結(jié)構(gòu)、調(diào)制方法和控制策略
10.1 簡介
10.2 多電平變頻器拓撲結(jié)構(gòu)
10.3 多電平變頻器的調(diào)制技術(shù)
10.4 數(shù)字控制器在多電平變頻器中的應用
10.5 小結(jié)
第3部分 電力電子控制電路的新趨勢
第11章 IGBT模塊智能驅(qū)動發(fā)展現(xiàn)狀分析變頻器核心的檢測、控制、管理
11.1 門極驅(qū)動簡介
11.2 新型門極驅(qū)動及其系統(tǒng)構(gòu)架
11.3 數(shù)據(jù)采集方法集成
11.4 智能控制
11.5 小結(jié)
致謝
參考文獻
第12章 集成開關(guān)電容變頻器的控制
12.1簡介
12.2 自舉電路(充電泵)設(shè)計
12.3 控制策略
12.4 小結(jié)
參考文獻341
第13章 基于DSP的三相單位功率因數(shù)校正器控制策略
13.1 簡介
13.2 變頻器模型
13.3 三相變頻器的常規(guī)滑?刂品椒
13.4 變頻器的解耦模型
13.5 基于觀測器的滑模控制策略
13.6 UPFR的滑?刂
13.7 固定開關(guān)頻率的滑?刂
13.9 小結(jié)
參考文獻
第14章 基于雙核DSP的交流微網(wǎng)控制和通信
14.1 簡介
14.2 交流微網(wǎng)的控制
14.3 電網(wǎng)支撐型變頻器的控制
14.4 交流微網(wǎng)的通信
14.5 基于雙核DSP的控制和通信
14.6 實驗室規(guī)模微網(wǎng)測試結(jié)果
14.7 小結(jié)
參考文獻
第15章 電力電子變頻器智能優(yōu)化設(shè)計
15.1 簡介
15.2 評估函數(shù)
15.3 GA的實現(xiàn)
15.4 ACO搜索過程
15.5 優(yōu)化設(shè)計實例
15.6 小結(jié)
參考文獻