電力電子建模和能量轉換系統接口

《電力電子建模和能量轉換系統接口》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版

基本介紹

• 中文名：電力電子建模和能量轉換系統接口
• 作者：[美]M.戈多伊·西蒙斯,[巴西]費利克斯·A.法雷
• 類別：教材
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2021年
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787030667755

內容簡介

隨著科學技術的發展，電力電子技術與其他學科的交叉和融合越來越深入，從事電力電子方面的研究人員往往需要具有多個學科的理論基礎，《電力電子建模和能量轉換系統接口》正是適應這樣的需求而編寫的。《電力電子建模和能量轉換系統接口》內容涉及電力電子技術、電力系統、電能質量和可再生能源系統等多元化主題的數學分析和建模仿真技術，不但包括電路分析、電力電子系統建模、DC/DC變換器和逆變器的控制、電能質量、能量轉換等基礎知識和基本概念，還包括數據處理、測量儀器和感測器技術、仿真建模技術和DSP硬體實現等相關技術的介紹。《電力電子建模和能量轉換系統接口》的撰寫採用基於問題導向的學習方法，在每一章中都會先進行理論背景介紹，然後描述所要解決的問題以及要實現的目標，輔以案例或具體的實驗內容來詳細分析和說明，並給出了具體的解決方案和程式模型，便於讀者更好地理解和掌握各章的內容。

圖書目錄

目錄

譯者序

序

前言

1電氣工程仿真介紹1

1.1基於狀態空間建模的基本原理3

1.2電氣網路建模實例4

1.3傳遞函式7

1.4能源系統和電力電子的建模與仿真10

1.5思考題14

補充閱讀材料18

2使用網孔分析法和節點分析法分析電路20

2.1引言20

2.2矩陣方程的解20

2.3實驗：使用網孔分析法和節點分析法分析電路21

2.4思考題28參考文獻30補充閱讀材料30

3用方框圖對電路進行建模與分析32

3.1引言32

3.2實驗：暫態回響研究和基於拉氏變換的方框圖仿真分析33

3.3與相量穩態分析法的比較38

3.4戴維南等效電路40

3.5思考題41補充閱讀材料43

4電力電子：面向電路的仿真45

4.1引言45

4.2案例研究：半波整流器49

4.3實驗：基於PSIM和MATLAB的Simscape Power Systems工具箱進行電路的仿真研究53

4.4思考題59

補充閱讀材料60

5電力電子控制系統設計62

5.1引言62

5.1.1控制系統設計63

5.1.2比例-積分閉環控制65

5.2實驗：DC/DC Boost變換器的控制器設計66

5.2.1理想Boost變換器66

5.2.2Boost變換器的小信號模型和傳遞函式的推導67

5.2.3誤差補償放大器的傳遞函式69

5.3典型Ⅲ型誤差補償放大器設計71

5.3.1K因子法71

5.3.2典型Ⅲ型放大器的零極點配置72

5.4控制器設計72

5.5Boost變換器的PSIM仿真研究74

5.6Boost變換器的平均模型75

5.7Boost變換器完整電路78

5.8實驗：基於MATLAB的直流電動機離散控制系統設計80

5.9思考題85

參考文獻88

補充閱讀材料88

6能源系統與電力電子系統中的測量儀表和控制接口89

6.1引言89

6.2無源電子感測器90

6.2.1電阻式感測器90

6.2.2電容式感測器91

6.2.3電感式感測器93

6.3電力系統和測量儀表中傳遞計算數據的接口94

6.4用於數據採集和電力系統驅動的運算放大器95

6.4.1電平檢測器或比較器95

6.4.2用於儀表和控制的標準差動放大器96

6.4.3光電隔離放大器97

6.4.4帶浮地負載的單輸入V-I轉換器98

6.4.5施密特觸發器99

6.4.6壓控振盪器99

6.4.7移相放大器100

6.4.8精密二極體、精密整流器和絕對值放大器101

6.4.9帶低值電阻的高增益放大器103

6.4.10乙類反饋推挽放大器103

6.4.11三角波發生器104

6.4.12正弦脈寬調製105

6.5實驗：設計一個帶有誤差放大器的PWM控制器106

6.6思考題106參考文獻111

7電機建模112

7.1引言112

7.2連線電網的線性感應電機等效電路112

7.3連線電網的線性感應電機PSIM模組114

7.4連線電網的飽和感應電機PSIM模型115

7.5連線電網的雙饋感應電機117

7.6直流電動機驅動自勵感應發電機運行119

7.7永磁同步電機(PMSM)建模120

7.8飽和變壓器建模122

7.9實驗：由三種電源——正弦波、方波和SPWM波供電的單相非理想變壓器的暫態回響123

7.10思考題131

參考文獻132

補充閱讀材料132

8獨立和併網逆變器133

8.1引言133

8.2恆流控制135

8.3恆P-Q控制136

8.4恆P-V控制137

8.5IEEE1547標準和相關控制137

8.6靜止坐標系下的比例諧振控制140

8.7實現電網同步的鎖相環141

8.8實驗：併網/獨立逆變器的仿真142

8.9思考題150

參考文獻151

補充閱讀材料152

9可替代能源建模154

9.1可替代能源發電系統的電氣建模154

9.2光伏發電系統建模154

9.3感應發電機(IG)建模156

9.4SEIG風力發電系統建模157

9.5DFIG風力發電系統建模158

9.6PMSG風力發電系統建模158

9.7燃料電池堆建模160

9.8鉛酸蓄電池組建模164

9.9集成發電系統建模167

9.10思考題171

參考文獻172

10電能質量分析174

10.1引言174

10.2傅立葉級數176

10.3用於電氣信號諧波評估的離散傅立葉變換181

10.4畸變情況下的功率因數計算184

10.5實驗：MATLAB中基於DFT的電能評估函式設計186

10.6思考題192

參考文獻193

補充閱讀材料193

11從PSIM仿真到DSP硬體實現195

11.1引言195

11.2PSIM概述195

11.3從模擬控制到數字控制197

11.4PSIM中的自動代碼生成203

11.4.1TIF 28335 DSP外設模組204

11.4.2添加DSP外設模組207

11.4.3定義用於實時監控和調試的SCI模組209

11.5使用PSIM進行PIL仿真214

11.6結論215

參考文獻215

補充閱讀材料216

12套用於電力電子技術的數字處理技術217

12.1引言217

12.2基本數字處理技術217

12.2.1瞬時和離散信號計算217

12.2.2微積分值計算218

12.2.3移動平均濾波器MAF219

12.2.4實驗：有功電流計算223

12.3基波分量識別223

12.3.1IIR濾波器224

12.3.2FIR濾波器226

12.3.3實驗：THD計算227

12.4Fortescue相序分量識別229

12.4.1使用IIR濾波器識別相序分量231

12.4.2使用DCT濾波器識別相序分量232

12.4.3實驗：負序和零序因子的計算232

12.5自然參考坐標系鎖相環235

12.5.1單相鎖相環235

12.5.2三相鎖相環236

12.5.3實驗：單相PLL系統的實現237

12.5.4實驗：基於PLL的基波檢測器239

12.6MPPT技術241

12.6.1擾動觀測法242

12.6.2增量電導法242

12.6.3β參數法243

12.6.4實驗：增量電導法的實現245

12.7孤島檢測246

12.8實驗：基於標準IEEE 1547的被動孤島檢測247

12.9思考題249

參考文獻251