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第1章 绪言1

1.1 简介1

1.2 中压电力变换器1

1.3 多电平变换器2

1.3.1 对称拓扑4

1.3.2 非对称拓扑5

1.4 应用6

1.4.1 电能质量改善6

1.4.2 可再生能源接入7

1.4.3 变速器8

1.5 本书目标8

参考文献9

第2章 多电平拓扑14

2.1 简介14

2.2 使用公共直流母线的通用拓扑15

2.2.1 基本电路单元15

2.2.2 通用拓扑特点16

2.2.3 三电平通用拓扑18

2.3 由通用拓扑衍生出的变换器20

2.3.1 二极管钳位拓扑21

2.3.2 飞跨电容拓扑32

2.4 无公共直流环节的对称拓扑36

2.4.1 五电平串联单元多电平变换器36

2.5 对称拓扑总结38

2.6 非对称拓扑40

2.6.1 混合非对称拓扑40

2.6.2 不同拓扑的组合电路43

2.6.3 级联非对称多电平变换器45

2.7 小结47

参考文献48

第3章 二极管钳位多电平变换器50

3.1 简介50

3.2 变换器结构和功能说明50

3.2.1 电压钳位51

3.2.2 转换逻辑52

3.3 多电平变换器的调制68

3.3.1 多电平空间矢量调制71

3.4 电压平衡控制80

3.4.1 电容电压计算80

3.4.2 电压平衡优化82

3.4.3 流程83

3.5 二极管钳位多电平变换器中电压平衡的有效性边界84

3.6 性能效果89

3.7 小结93

参考文献94

第4章 飞跨电容多电平变换器95

4.1 简介95

4.2 飞跨电容电路拓扑95

4.2.1 在飞跨电容上的电荷平衡96

4.3 飞跨电容多电平变换器的调制方案98

4.3.1 相移载波脉冲宽度调制98

4.4 飞跨电容多电平变换器的动态电压平衡102

4.4.1 动态模型102

4.4.2 调整平衡网络104

4.5 小结111

参考文献112

第5章 级联非对称多电平变换器113

5.1 简介113

5.2 级联非对称多电平变换器电路的一般特性113

5.2.1 调制策略114

5.2.2 平均电压116

5.3 级联非对称多电平变换器三相逆变器117

5.3.1 直流母线中的平均电流117

5.3.2 共模电流122

5.3.3 差模谐波电流125

5.4 五电平电路拓扑的比较132

5.4.1 二极管钳位多电平变换器132

5.4.2 飞跨电容多电平变换器133

5.4.3 级联单元多电平变换器133

5.4.4 级联非对称多电平变换器133

5.5 小结134

参考文献134

第6章 案例研究一：由级联非对称多电平变换器构成的静止同步补偿器136

6.1 简介136

6.2 补偿原理136

6.3 级联非对称多电平变换器模型138

6.3.1 电流控制142

6.4 无功功率和谐波补偿145

6.4.1 系统模型146

6.4.2 无功补偿147

6.4.3 谐波电流补偿150

6.5 小结154

参考文献155

第7章 案例研究二：建立在二极管钳位多电平变换器上的中压电动机驱动156

7.1 简介156

7.2 背靠背式二极管钳位多电平变换器157

7.3 背靠背连接的二极管钳位多电平变换器统一预测控制器在感应电动机驱动中的应用160

7.3.1 背靠背二极管钳位多电平变换器的控制160

7.3.2 负载变换器：预测转矩控制162

7.3.3 网侧变换器：预测功率控制166

7.3.4 变换过渡约束169

7.4 性能评估170

7.4.1 机械负载变化171

7.4.2 电压凹陷172

7.4.3 能量回收174

7.4.4 直流母线平衡算法的效能175

7.5 小结178

参考文献179