《无刷直流电机逆变器的软开关技术》系统地论述了无刷直流电机逆变器的软开关技术,《无刷直流电机逆变器的软开关技术》共4章,第1章简要介绍了无刷直流电机研究的热点问题和软开关逆变拓扑的发展;第2章分析了两种谐振直流环节软开关逆变器的推导过程及其工作原理:第3章分析了三种谐振极软开关逆变器的推导过程及其工作原理;第4章分析了无刷直流电机逆变器的能耗问题。 《无刷直流电机逆变器的软开关技术》可作为电力电子与电力传动、电机与电器和运动控制等相关研究方向的高等院校师生和技术研发人员的参考书。
大功率无刷直流电机的发展与电力电子器件、专用集成电路、稀土永磁材料、数字处理技术、新型控制技术及电机理论的发展紧密结合,体现着当今应用科学的许多新成果,显示出广泛的应用前景和强大的生命力。然而,无刷直流电机通常采用硬开关逆变器驱动,硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,而且硬性通断产生的过高电压电流变化造成系统严重的电磁干扰,影响电机的绝缘寿命和系统的可靠性。将高频软开关技术与电机驱动控制相结合,成为解决该问题的重要途径。因此,加强对基于软开关逆变技术的无刷直流电机驱动系统的研究,解决理论和应用中的关键技术,具有重要的理论意义和工程价值。
软开关一般是指功率器件在无电压和电流重叠情况下的开关过程,包括零电压开关、零电流开关和零电压且零电流开关,有时将接近零电流条件或零电压条件的开关过程也称为软开关。因为功率器件的缓冲电路在一定程度上也能改善电路的运行环境,所以一些学者也将其归类于软开关技术。本书中的软开关技术主要是指通过添加辅助有源开关电路改善电路性能的功率变换技术。本书作者对无刷直流电机逆变器的软开关技术进行了深入系统的研究,并将其研究成果整理成书,书中的许多概念、拓扑结构、分析方法和数学推导是首次提出的,难免存在不妥之处,恳请电力电子与电力传动界的各位同行批评指正,提出宝贵意见和建议。本书共4章,刘卫国撰写了第1章,并完成全书的审稿工作。贺虎成撰写了第2~4章,并负责统稿和定稿工作。
前言
第1章 概述
1.1 无刷直流电机
1.1.1 无刷直流电机的原理
1.1.2 无刷直流电机研究的热点问题
1.2 软开关逆变技术
1.2.1 硬开关逆变器的主要问题
1.2.2 软开关辅助电路的基本结构
1.2.3 三相软开关逆变器的发展
1.2.4 应用于无刷直流电机的软开关逆变器
第2章 谐振直流环节软开关逆变器
2.1 三辅助开关谐振直流环节软开关逆变器
2.1.1 工作原理解析
2.1.2 相平面分析
2.1.3 软开关条件
2.1.4 电路元件设计规则
2.1.5 谐振直流环节逆变器驱动无刷直流电机的控制逻辑
2.1.6 仿真与实验结果分析
2.2 两辅助开关谐振直流环节软开关逆变器
2.2.1 工作原理解析
2.2.2 仿真分析
2.3 本章小结
第3章 无刷直流电机专用谐振极软开关逆变器
3.1 TPWM_TON控制谐振极软开关逆变器
3.1.1 工作原理解析
3.1.2 谐振电路参数设计
3.1.3 控制算法
3.1.4 仿真和实验结果分析
3.2 HON_LPWM控制谐振极软开关逆变器
3.2.1 工作原理解析
3.2.2 参数设计和控制算法
3.2.3 仿真分析
3.3 HPWM.一LON控制谐振极软开关逆变器
3.3.1 工作原理解析
3.3.2 参数设计和控制算法
3.3.3 仿真分析
3.4 本章小结
第4章 无刷直流电机逆变器的能耗分析
4.1 功率器件的损耗计算模型
4.1.1 通态损耗
4.1.2 开关损耗
4.2 永磁无刷直流电机本体的数学模型
4.3 硬开关逆变器的能耗分析
4.3.1 无刷直流电机的PWM调制过程
4.3.2 无刷直流电机的运行特性
4.3.3 无刷直流电机的动态数学模型
4.3.4 逆变器的动态数学模型
4.3.5 无刷直流电机系统的动态数学模型
4.3.6 无刷直流电机硬开关逆变器的损耗计算模型
4.4 三辅助开关谐振直流环节逆变器的能耗计算
4.4.1 三相逆变桥的损耗
4.4.2 辅助开关管的损耗
4.4.3 辅助二极管的损耗
4.4.4 逆变器的总损耗
4.5 TPWM_TON控制谐振极软开关逆变器的能耗计算
4.5.1 逆变桥开关的损耗
4.5.2 辅助单元的损耗
……
参考文献