電力電子系統電磁瞬態過程(2017年清華大學出版社出版的圖書)

內容簡介

本書系統地論述了電力電子系統瞬態過程的理論分析和實際套用。全書內容分為10章。第1章從電力電子系統解析和綜合兩方面分別梳理和認識電力電子系統的結構和屬性；第2章敘述電力電子系統電磁瞬態過程及其建模；第3~5章分別論述了功率開關器件瞬態特性、瞬態換流拓撲及其雜散參數和基於器件特性的系統安全工作區；第6~8章分別論述了電磁瞬態過程的量測、主電路電磁脈衝及其序列和高性能閉環控制及其限制；第9章闡述了瞬態電磁能量平衡控制策略基本原理與控制方法；第10章主要介紹了電磁瞬態分析在典型電力電子系統中的套用。

本書可供從事電力電子領域工作，特別是從事大容量電力電子系統研究、裝置開發和工程套用的專業人士參考，也可作為高等院校相關專業教師和研究生的參考教材。

圖書目錄

第1章緒論

1.1電力電子系統解析

1.1.1功率半導體器件

1.1.2功率變換電路

1.1.3脈衝控制

1.2電力電子系統綜合

1.2.1硬體與軟體的統一性

1.2.2能量與信息的互動性

1.2.3線性與非線性的轉換性

1.2.4離散與連續的混雜性

1.2.5多時間尺度的協調性

1.3電力電子系統套用

1.3.1柔性交直流輸電

1.3.2新能源併網發電中電力電子裝置

1.3.3電力牽引

1.4電力電子系統存在的問題

1.4.1對功率開關器件短時間尺度的電磁瞬態過程認識不清

1.4.2瞬態電能變換拓撲結構理想化

1.4.3信號脈衝與能量脈衝差異

1.4.4電磁瞬態過程不明確

第2章電磁瞬態過程及其建模

2.1電力勸晚遙電子系統中的電磁瞬態過程

2.1.1主功率迴路電磁瞬態過程

2.1.2驅動迴路電磁瞬態過程

2.1.3控制迴路電磁瞬態過程

2.2電磁瞬態過程數學模型

2.2.1電磁瞬態過程建模方法

2.2.2主電路電磁瞬態模型

2.2.3元器件電磁瞬態模型

2.2.4驅動電路和控制電路的電磁瞬乎詢員態模驗諒型

2.3時間尺度的差異及其影響

2.3.1典型瞬態迴路時間尺度及比較

2.3.2不同時間常數迴路電磁變換關係

2.3.3時間常數差異帶來的影響

2.3.4電磁變換平衡下的迴路參數匹配

2.4電磁脈衝及脈衝序列

2.4.1電磁脈衝及脈衝序列數學描述

2.4.2脈衝及其序列傳輸和變異

2.4.3時間脈衝序列和脈衝邏輯組合

第3章功率開關器件瞬態特性

3.1功率開境才海關器件的物理機制和器件特性關係

3.1.1物理機制與典型器件特性的關係

3.1.2不同物理機制器件特性差異

3.2變換器中功率開關器件瞬態特性測試

3.2.1單個器件測試的拓撲與控制

3.2.2獨立測試平台單個器件瞬態特性

3.2.3變換器中的單個器件瞬態特性

3.3變換器中功率開關器件瞬態特性分析

3.3.1運行中開關特性分析

3.3.2相互影響現象分析

3.4功率開關器件的並聯運行

3.4.1關鍵參數對並聯器件瞬態特性影響

3.4.2IGBT並聯特性分析

3.4.3IGBT並聯實驗研究

3.5功率開關器件的串聯運行

3.5.1器件串歡章乘駝聯均壓的基本思路

3.5.2IGCT串聯

第4章瞬態換流拓撲及其雜散參數

4.1瞬態換流拓撲定義

4.1.1變換器拓撲定義

4.1.2變換器瞬態換流拓撲

4.2複雜主電路雜散歸諒頸囑參數提取方法

4.2.1提取方法對比

4.2.2PEEC準確性分析

4.2.3複雜結構的參數提取簡化處理

4.3基於模組封裝IGBT的變換器主電路雜散參數分析

4.3.1雜散參數對變換器中IGBT特性影響

4.3.2IGBT變換器直流母排建模

4.4基於平板壓裝IGCT的變換器主電路雜散參數分析

4.4.1IGCT三電平變換器主電路母排建模

4.4.2瞬態換流拓撲

4.5雜散參數影響量化分析及其最佳化

4.5.1模組封裝IGBT變換器中的雜散參數影響評估

4.5.2模組封裝IGBT變換器母排最佳化

4.5.3平板壓裝IGCT變換器中的雜散參數影響評估

4.5.4平板壓裝IGCT三電平變換器母排最佳化

第5章基於器件特性的系統安全工作區

5.1系統安全工作區的定義

5.1.1系統安全工作區的基本思想

5.1.2器件安全工作區與系統安全工作區的關係

5.2系統安全工作區的數學模型

5.2.1關鍵器件、拓撲和控制參數定義

5.2.2數學模型推導

5.2.3基於系統安全工作區設計樣例

5.3系統安全工作區的影響因素分析臘束項

5.3.1直流母排雜散參數影響

5.3.2控制參數影響

5.3.3外部參數影響

5.3.4溫度參數影響

5.3.5器件並聯特性影響

5.4基於系統安全工作區的評估與最佳化設計

5.4.1評估與最佳化設計流程

5.4.2系列化電力電子變換器設計中的套用

5.4.3基於系統安全工作區變換器評估與保護

第6章電磁瞬態過程的量測/觀測分析

6.1採樣系統的結構、組成和功能

6.2採樣系統中功率量和信號量的差異

6.3採樣延遲和誤差對控制性能的影響

6.3.1頻域分析

6.3.2時域分析

6.4抑制採樣延遲和誤差設計

6.4.1硬體設計

6.4.2軟體設計

6.4.3採樣系統最佳化設計的效果

第7章主電路電磁脈衝及其序列

7.1電力電子系統中各類脈衝及其序列的數學描述

7.1.1各類脈衝的區別及演化過程

7.1.2能量脈衝數學描述

7.1.3信號脈衝數學描述

7.1.4能量脈衝序列數學描述

7.1.5信號脈衝序列數學描述

7.2脈衝形態變化的影響及解決方法

7.2.1死區影響及最小脈寬設計方法

7.2.2最小脈寬影響及解決方法

7.2.3離散誤差及其補償方法

7.3脈衝時序變化的影響及解決方法

7.3.1脈衝延遲對控制性能的影響

7.3.2脈衝延遲的補償方法

第8章高性能閉環控制及其限制

8.1閉環控制系統結構與限制

8.1.1閉環控制系統的結構

8.1.2傳統控制方法的限制

8.2控制策略造成的無效脈衝的影響及解決方法

8.2.1控制耦合產生的無效脈衝

8.2.2控制器飽和產生的無效脈衝

8.2.3變換器特殊運行狀態中產生的無效脈衝

8.3短時間尺度主動控制方法

8.3.1主電路電磁脈衝的控制方法分類

8.3.2主電路電磁脈衝的主動控制方法

8.3.3主動控制方法的效果

8.3.4主動控制方法與主電路集成技術

8.3.5分散式主動控制方法的效果

第9章瞬態過程中的電磁能量平衡

9.1電磁能量平衡及建模

9.1.1瞬態電磁能量平衡關係

9.1.2基於瞬態能量平衡的控制建模

9.2基於瞬態能量平衡的控制

9.2.1傳統電壓控制策略性能分析

9.2.2基於瞬態能量平衡的控制策略

9.3背靠背變換器能量平衡控制

9.3.1雙PWM變頻器系統的能量平衡模型

9.3.2雙PWM變頻器母線電容能量波動過程分析

9.3.3基於分步補償的能量平衡控制策略

9.3.4基於能量平衡控制策略的母線電壓波動

最小化設計方法

9.4電磁能量平衡控制分析

9.4.1控制系統小信號模型

9.4.2系統穩定性分析

9.4.3系統動態性能分析

9.4.4系統穩態誤差分析

9.4.5仿真與實驗結果分析

第10章變換系統中電磁瞬態分析的套用

10.1高壓IGBT串聯變換器電磁瞬態分析

10.1.1適用於高壓IGBT串聯的瞬態機理模型

10.1.2串聯IGBT瞬態行為分析

10.1.3拖尾階段的瞬態特性

10.2基於SiC器件的高頻變換器

10.2.1開關瞬態過程分析與建模

10.2.2高頻變換器電磁瞬態過程分析

10.3結語

參考文獻

電力電子系統電磁瞬態過程(2017年清華大學出版社出版的圖書)

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