開繞組電機(jī)雙逆變器調(diào)速系統(tǒng)是近年來研究的熱點(diǎn)。本書基于作者的研究工作體會(huì)，以雙三電平逆變器為主要研究對象，全面介紹了雙逆變器調(diào)制技術(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及控制方法。書中首先介紹系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了不同結(jié)構(gòu)下的數(shù)學(xué)模型；然后重點(diǎn)介紹了雙逆變器調(diào)制策略中存在的零序電壓抑制、中點(diǎn)電位平衡、死區(qū)補(bǔ)償、窄脈沖消除等共性問題的控制方法；最后進(jìn)一步介紹了雙三電平逆變器在不同母線結(jié)構(gòu)下的多種SVPWM調(diào)制策略。
本書適合于電氣工程及其自動(dòng)化、電機(jī)與控制、電力電子專業(yè)領(lǐng)域的科研工作者閱讀，也可以作為高校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級本科生的教學(xué)參考書。
電能作為清潔、高效的能源，其消耗量是衡量一個(gè)國家電氣化程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。在全球推進(jìn)低碳環(huán)保發(fā)展的趨勢下，提高電能在能源消耗中所占的比重已成為世界各國的發(fā)展趨勢。雖然在2010年，我國的電能消耗所占比重就已經(jīng)超過22%，但由于工業(yè)設(shè)備和工藝技術(shù)相對落后，我國的電能利用率與國際先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)大的差距。目前，變頻技術(shù)作為節(jié)能降耗、環(huán)保減排的重要技術(shù)手段，在中、低壓領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但在10 kV以上的高壓等級上，存在一定的應(yīng)用瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國高壓大功率電動(dòng)機(jī)總?cè)萘砍^1.5億千瓦，耗電量約占全國總耗電量的25%，其中大部分電機(jī)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載場合，長期工作在低效率狀態(tài)。因此，發(fā)展可靠性高、體積小、成本低的中高壓電力電子變換裝置對實(shí)現(xiàn)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)節(jié)約型發(fā)展具有重要意義。另外，作為解決環(huán)境污染的重要途徑之一，高速公共交通工具（如電力汽車、全電船舶、地鐵、輕軌）的發(fā)展，其核心也是大容量電力電子變換技術(shù)。
在提高輸出容量的同時(shí)避免器件串聯(lián)，就需要采用更高電平數(shù)的逆變器。五電平二極管鉗位型拓?fù)浜惋w跨電容型拓?fù)溆捎谧陨斫Y(jié)構(gòu)的原因很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，H橋級聯(lián)式多電平拓?fù)湫杞Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的曲折變壓器， 而開繞組電機(jī)雙逆變器系統(tǒng)（OpenWinding Power Conversion Systems Fed by Dual Inverter）的提出為多電平變換提供了新的思路。開繞組電機(jī)雙逆變器拓?fù)涫且环N特殊的級聯(lián)供電方式，它可以看成一個(gè)五電平電力變換器，輸出電壓波形更趨近于正弦，諧波含量更少，電磁兼容性能更好，在大功率應(yīng)用領(lǐng)域具有很高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。
經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然關(guān)于開繞組電機(jī)雙逆變器系統(tǒng)的研究很多，并且在基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用方面已取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但在調(diào)制策略方面多集中于雙兩電平逆變器，而對雙三電平逆變器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的文獻(xiàn)較少。目前，尚沒有全面系統(tǒng)地介紹雙三電平逆變器工作原理及調(diào)制策略的書籍。因此作者希望在本書中，一方面較為詳細(xì)地介紹雙三電平逆變器協(xié)同控制的工作原理，為讀者進(jìn)一步深入研究該技術(shù)打下基礎(chǔ)； 另一方面介紹該系統(tǒng)對于多種調(diào)制目標(biāo)的不同調(diào)制策略，幫助讀者解決在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題。此外，對于雙逆變器的死區(qū)補(bǔ)償、窄脈沖消除等問題，本書也予以充分的重視。希望讀者能夠通過本書對雙逆變器系統(tǒng)更加了解，從而關(guān)注該技術(shù)，推動(dòng)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
本書共分為六章。第1章簡述開繞組電機(jī)雙逆變器的發(fā)展背景、分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第2章重點(diǎn)介紹了雙三電平逆變器系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及在不同母線結(jié)構(gòu)下的工作原理，推導(dǎo)開繞組異步電機(jī)雙三電平逆變器系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。第3章介紹了獨(dú)立母線結(jié)構(gòu)下的雙三電平逆變器容錯(cuò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，及相應(yīng)的容錯(cuò)調(diào)制策略。第4章介紹了共母線結(jié)構(gòu)下存在的零序環(huán)流問題，給出一種零共模電壓矢量調(diào)制策略。第5章介紹了另外一種零序電壓消除方法，并以此為基礎(chǔ)，介紹了兩種不同的SVPWM調(diào)制策略以實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)制目標(biāo)。第6章介紹了死區(qū)和窄脈沖問題在雙三電平逆變器調(diào)制中的影響，并給出相應(yīng)的補(bǔ)償和消除方法。
本書的選題和撰稿過程中，得到了西安電子科技大學(xué)出版社秦志峰編輯的大力支持，在這里深表感謝。同時(shí)還要感謝中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院伍小杰教授及其研究團(tuán)隊(duì)，在研究過程中給予的毫無保留的指導(dǎo)和支持。我的師弟蘇良成在本書的公式推導(dǎo)和仿真實(shí)驗(yàn)部分給予了極大的幫助，在此表示深深的感謝。此外，在本書寫作期間，也得到了王經(jīng)卓教授、龔成龍教授、周淵深教授的熱情鼓勵(lì)和大力支持，在此表示衷心的敬意。
本書得到了江蘇省高校自然科學(xué)基金項(xiàng)目（15KJD470003）、淮海工學(xué)院校青年基金項(xiàng)目（Z2014003）、連云港市“521”人才工程項(xiàng)目的資助，在此表示衷心感謝！
由于學(xué)識有限，在雙三電平逆變器的研究中本書還有很多內(nèi)容沒有提及，懇請讀者諒解。書中如有疏漏和不當(dāng)之處，敬請專家和各位讀者給予批評和指正。
第1章 緒論 1
1.1 雙逆變器技術(shù)發(fā)展背景 1
1.2 多電平變換器的發(fā)展歷程 3
1.3 開繞組電機(jī)雙逆變器技術(shù)現(xiàn)狀 12
第2章 開繞組電機(jī)雙三電平逆變器數(shù)學(xué)模型及分析 22
2.1 雙三電平逆變器拓?fù)浞治?22
2.2 雙三電平逆變器換流分析 25
2.3 開繞組異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型 28
2.4 開繞組異步電機(jī)的仿真建模 35
2.5 開繞組電機(jī)雙三電平逆變器調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 42
2.6 雙三電平逆變器系統(tǒng)零序電壓與共模電壓 53
2.7 中點(diǎn)電位平衡控制 55
2.8 雙三電平逆變器空間電壓矢量原理 56
第3章 獨(dú)立母線結(jié)構(gòu)的雙三電平逆變器容錯(cuò)調(diào)制策略 65
3.1 雙三電平逆變器容錯(cuò)控制系統(tǒng)主回路 67
3.2 空間電壓矢量解耦方法 68
3.3 三電平SVPWM簡化算法 70
3.4 中點(diǎn)電位控制方法 76
3.5 實(shí)驗(yàn)分析 77
第4章 零共模電壓矢量調(diào)制策略 84
4.1 零序電壓消除策略 84
4.2 中點(diǎn)平衡控制策略 92
4.3 最優(yōu)空間矢量位置優(yōu)化控制 95
4.4 實(shí)驗(yàn)分析 98
第5章 基于統(tǒng)一快速算法的平均共模電壓消除調(diào)制策略 104
5.1 統(tǒng)一快速算法 104
5.2 參考電壓矢量解耦調(diào)制策略 108
5.3 平均零序電壓消除方法 112
5.4 中點(diǎn)電位平衡 114
5.5 零共模電壓矢量鉗位調(diào)制策略 116
5.6 矢量鉗位調(diào)制策略下的中點(diǎn)電位控制 118
5.7 電壓越級跳變現(xiàn)象 120
5.8 調(diào)制范圍分析 122
5.9 實(shí)驗(yàn)分析 124
5.10 參考矢量解耦策略與零共模電壓矢量鉗位控制策略分析對比 131
第6章 雙三電平逆變器系統(tǒng)的死區(qū)補(bǔ)償及窄脈沖消除 144
6.1 雙三電平逆變器系統(tǒng)的死區(qū)效應(yīng)分析 144
6.2 零電流鉗位效應(yīng)及補(bǔ)償 149
6.3 死區(qū)補(bǔ)償方法 153
6.4 窄脈沖產(chǎn)生原理及消除對策 158
6.5 實(shí)驗(yàn)分析 162
參考文獻(xiàn)166
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