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第1章 绪论1

1.1资源、环境与变流技术1

1.1.1电能产生与输送1

1.1.2电能优化利用3

1.1.3保护环境4

1.2变流技术与电力电子学4

1.3电力电子器件5

1.3.1增强平面穿通型IGBT7

1.3.2沟道穿通型IGBT8

1.3.3反向阻断IGBT8

1.4变流技术与电气传动9

1.4.1控制直流电机电枢电压的传动系统11

1.4.2改变定子频率的电气传动系统11

1.4.3改变异步电机滑差的电气传动系统11

第2章 机电能量变换过程的数学描述13

2.1机电能量变换的基本概念13

2.1.1一般化物理模型与基本频率关系13

2.1.2一般化数学模型14

2.1.3坐标变换与线性化17

2.1.4状态空间的电机数学模型18

2.1.5复平面上的电机数学模型20

2.2三相交流异步感应电机的数学模型23

2.2.1二相等效电机的微分方程式23

2.2.2异步感应电机的空间矢量方程式23

2.2.3等效电路23

2.3永磁同步电机的数学模型24

2.3.1永久磁铁及其特性24

2.3.2永磁同步电机的物理模型28

2.3.3永磁同步电机的等效电路31

第3章 机电能量变换过程控制与变流器33

3.1概述33

3.1.1开关函数及其实现33

3.1.2变流器电路拓扑36

3.1.3变流器数学模型39

3.2交-直变流器48

3.2.1网侧变流器概述48

3.2.2电压型四象限脉冲整流器51

3.2.3电流型四象限脉冲整流器65

3.3交-直-交变流器69

3.3.1采用电压型交-直-交变流器的传动系统主电路69

3.3.2直-交变流器（逆变器）75

3.4软开关变流器79

3.4.1概述79

3.4.2电压源逆变器的软开关技术81

3.5直-直变流器94

3.5.1PWM直-直变流器的电路拓扑94

3.5.2开关模式直-直变流器的一周期控制技术112

3.6矩阵变流器113

3.6.1自然换流的交-交变流器114

3.6.2强迫换流的交-交变流器——矩阵变流器114

3.6.3稀疏变流器129

3.7多电平变流器134

3.7.1概述134

3.7.2基本的多电平逆变器的拓扑135

3.7.3多电平变流器的新拓扑139

3.7.4多电平逆变器的控制策略142

3.8升降压逆变器147

3.8.1升-降压逆变器148

3.8.2阻抗源（Z—）逆变器的电路拓扑与工作原理151

3.8.3阻抗源（Z—）逆变器的控制153

3.8.4阻抗源逆变器的脉宽调制157

3.8.5三电平阻抗源（Z—）逆变器161

3.8.6阻抗源B4逆变器162

第4章 变流器开环控制策略与脉宽调制167

4.1方波逆变器167

4.2脉宽调制（PWM）概述170

4.2.1脉宽调制的基本原理170

4.2.2电压源逆变器的电压控制PWM171

4.3基于载波的开环脉宽调制175

4.3.1分谐波控制与正弦脉宽调制（SPWM）175

4.3.2基于规则采样的脉宽调制177

4.3.3空间矢量脉宽调制SVPWM177

4.3.4修正的分谐波控制与广义断续脉宽调制180

4.3.5过调制183

4.3.6载波型PWM与空间矢量PWM之间的关系185

4.4随机化载波的开环脉宽调制策略193

4.5优化的脉宽调制技术196

4.6电流控制技术196

第5章 变流器闭环控制策略199

5.1概况199

5.1.1控制电压的直流变速电传动199

5.1.2控制定子频率的交流变速电传动系统199

5.1.3控制异步电机滑差的交流变速传动系统201

5.2磁场定向控制205

5.2.1转子磁场定向控制206

5.2.2定子磁场定向控制230

5.3直接转矩控制234

5.3.1直接转矩控制的基础理论234

5.3.2基于滞环（bang-bang）调节器的控制策略240

5.3.3离散空间矢量调制的直接转矩控制策略（DSVM—DTC）250

5.3.4异步电机DTC控制策略的改进257

5.4转子磁场定向控制与直接转矩控制方案的对比262

第6章 现代控制技术267

6.1概述267

6.1.1交流电机调速控制中应用现代控制理论的依据267

6.1.2现代电机控制技术的数学基础271

6.1.3自适应控制274

6.2辨识与自适应控制281

6.2.1电机参数对控制性能的影响282

6.2.2异步感应电机的自适应控制284

6.2.3异步感应电机的自校正控制288

6.3模糊控制296

6.3.1模糊控制297

6.3.2人工神经网络控制308

6.3.3神经网络-模糊控制319

6.4滑模变结构控制328

6.4.1基本概念328

6.4.2滑模变结构控制在电机调速中的应用335

6.5非线性解耦控制339

6.5.1非线性几何控制技术339

6.5.2磁场定向（矢量）控制的局限性343

6.5.3基于微分几何的精确线性化345

6.5.4可线性化系统的自适应控制349

第7章 无速度传感器的电传动系统353

7.1异步感应电机的无速度传感器控制系统353

7.1.1速度估算方法353

7.1.2无速度传感器控制系统一些特殊问题361

7.1.3无速度传感器直接转矩控制系统的设计367

7.2永磁同步电机无传感器控制系统几个关键问题研究368

7.2.1速度和位置检测方法368

7.2.2转子初始位置检测策略371

7.2.3无速度传感器永磁同步电机传动系统的一些问题373

第8章 电磁瞬态效应与电磁兼容375

8.1低频电磁干扰377

8.1.1低频电磁干扰对电网的污染377

8.1.2减轻电网污染的措施378

8.2高频电磁干扰380

8.2.1PWM电压脉冲波380

8.2.2瞬时过电压与电机绝缘382

8.2.3轴电压和轴承电流385

8.2.4传导电磁干扰388

8.3电磁兼容398

8.3.1基本概念398

8.3.2电磁兼容措施399

参考文献405