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第1章　绪论1

1.1　大功率变流器发展概述1

1.2　大功率变流器拓扑学进展1

1.2.1　普通变流器1

1.2.2　多重化结构1

1.2.3　组合变流器2

1.2.4　多电平变流器3

1.2.5　大功率变流器的应用综述12

1.3　电流型多电平变流器的研究背景12

1.3.1 电流型多电平变流器是一个新的研究课题12

1.3.2　电流型多电平变流器的应用前景13

1.3.3　电流型多电平变流器的研究现状15

1.4　大功率变流器的调制策略18

1.4.1　阶梯波脉宽调制18

1.4.2　基于载波组的PWM技术18

1.4.3　多电平电压空间矢量调制20

1.4.4　载波相移SPWM技术21

1.4.5　相移SVM技术21

1.4.6　滞环电流控制22

1.4.7　单周期控制22

1.4.8　其他控制方式23

第2章 CPS-SPWM技术的理论研究24

2.1　自然采样SPWM理论24

2.1.1 自然采样的二逻辑SPWM理论24

2.1.2　自然采样的三逻辑SPWM理论27

2.2　二逻辑相移SPWM技术的数学分析30

2.2.1　二逻辑相移SPWM技术的数学模型31

2.2.2　二逻辑相移SPWM技术的分析33

2.3　三逻辑相移SPWM技术的数学分析34

2.3.1　三逻辑相移SPWM技术的数学模型35

2.3.2　三逻辑相移SPWM技术讨论38

2.3.3　相移SPWM技术的传输带宽40

2.4　载波相移SPWM技术的基本原理及简要数学分析43

2.4.1　载波相移SPWM技术的基本原理43

2.4.2　载波相移SPWM技术的简单数学分析44

2.4.3　载波相移SPWM技术的扩展应用46

2.5　载波相移SPWM技术理论47

2.5.1　调制原理47

2.5.2 CPS-SPWM波形的组成48

2.5.3 CPS-SPWM的等效载波频率50

2.5.4 CPS-SPWM组合变流器的线性度和传输带宽51

2.6 CPS-SPWM技术与自然采样SPWM技术的比较56

2.7 CPS-SPWM技术的评价57

2.8 CPS-SPWM技术的拓展应用58

第3章 CPS-SVM技术59

3.1 SVM技术的基本原理59

3.1.1 电压空间矢量的概念60

3.1.2　三相逆变器的基本电压矢量60

3.1.3　磁链跟踪PWM的基本思想61

3.1.4 SVM技术的电压采样解释63

3.2 SVM技术的调制方式63

3.2.1 SVM的基本调制算法63

3.2.2 SVM的两种开关调制模式65

3.2.3 SVM波的显化67

3.3 CPS-SVM技术的基本原理及分析72

3.3.1 载波相移与错时采样72

3.3.2 CPS-SVM技术的调制方法72

3.3.3 CPS-SVM技术的特性分析75

3.3.4 CPS-SVM组合变流器的仿真结果与分析76

3.3.5 CPS-SVM技术与其他调制技术的比较研究78

3.3.6 CPS-SVM组合变流器的基本电压矢量和磁链图81

3.4 CPS-SVM组合变流器输出线电压与幅度调制比的关系82

3.4.1 变流器单元数N=2时的情况82

3.4.2 变流器单元数N＞2时的情况83

3.5 CPS-SVM基本原理的实验验证85

3.6 本章小结86

第4章 载波相移技术的数字化实现方法88

4.1 引言88

4.2 基于TMS320LF2407的多路PWM波形产生器89

4.2.1 三相三电平变流器的CPS-SPWM技术的实现方法89

4.2.2 单相级联H桥五电平变流器CPS-SPWM技术的实现90

4.3 基于FPGA的多路PWM波形产生器98

4.3.1 相移载波产生器98

4.3.2 PWM比较输出模块100

4.3.3 数据锁存器100

4.3.4 死区产生器101

4.3.5 载波周期值和死区值锁存模块101

4.3.6 选择模块101

4.3.7 控制使能模块102

4.3.8 实验验证103

4.4 本章小结107

第5章 CPS技术在电压型、电流型多电平变流器中的应用109

5.1 CPS-SPWM技术在电压型级联H桥多电平变流器中的应用109

5.1.1　单相多电平变流器109

5.1.2　三相多电平变流器120

5.2　CPS-SPWM技术在电流型级联H桥多电平变流器中的应用127

5.2.1　载波相移SPWM方法128

5.2.2　SVPWM方法130

5.2.3　多电平消谐波PWM方法133

5.2.4　一种新的分相控制式三相多电平CSI137

5.2.5　基于CPS-SPWM技术的级联H桥变流器142

5.3　CPS-SVM技术在级联多电平变流器中的实现148

5.3.1　级联多电平变流器149

5.3.2　基于定次谐波消除的阶梯波脉宽调制150

5.3.3　多电平电压空间矢量调制153

5.3.4　级联多电平变流器与组合变流器之间的等价关系162

5.3.5　级联CPS-SVM多电平变流器的实现166

5.3.6　桥内CPS-SVM的实验验证171

第6章　载波相移调制技术在风力发电机组用变流器中的应用173

6.1 CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统交错三相单管Boost电路中的应用173

6.1.1　系统拓扑结构及相应的调制方法173

6.1.2　系统工作模式174

6.1.3　仿真验证176

6.1.4　实验验证178

6.2　CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统并联背靠背双PWM变流器中的应用180

6.2.1　系统结构及其控制策略181

6.2.2　载波相移调制技术在背靠背变流器上的实现方法182

6.2.3　实验验证183

6.3　CPS-SPWM技术在直驱型风力发电系统级联变流器中的应用187

6.3.1　系统结构187

6.3.2　原理188

6.3.3　仿真和实验189

6.4　本章小结192

参考文献194