- Артикул:00-00007001
- Автор: Зиновьев Г.С.
- ISBN: 978-5-9916-1972-1
- Тираж: 1000 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Юрайт (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 667
- Формат: 60 90/16
- Год: 2015
- Вес: 907 г
- Серия: Учебник для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Излагаются принципы преобразования электрической энергии в базовых схемах выпрямления, инвертирования, преобразования частоты и напряжения. Даны основы прямых методов анализа энергетических процессов в схемах. Приведены основные характеристики всех базовых схем преобразователей. Рассмотрены способы управления вентильными преобразователями.
Материал пособия структурирован по трем уровням глубины изложения. Два верхних уровня предназначены для профессиональной магистерской и инженерной ветвей обучения студентов специальности Силовая электроника и Промышленная электроника.
Нижний уровень изложения предназначен для общетехнической подготовки по силовой электронике студентов электротехнических, электроэнергетических, радиотехнических специальностей. Все главы учебника снабжены контрольными вопросами (тестами в электронном варианте учебника) и упражнениями. Учебник может быть использован также специалистами с различным уровнем подготовки в области силовой электроники для повышения квалификации.
Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения.
Содержание
Предисловие
Введение
Глава 1. Научно-технические и методологические основы исследования устройств силовой электроники
1.1. Системный подход к анализу устройств силовой электроники
1.2. Энергетические показатели качества преобразования энергии в вентильных преобразователях
1.2.1. Энергетические показатели качества электромагнитных процессов
1.2.2. Энергетические показатели качества использования преобразовательного устройства и его элементов
1.3. Элементная база вентильных преобразователей
1.3.1. Силовые полупроводниковые приборы
1.3.2. Трансформаторы и реакторы
1.3.3. Конденсаторы
1.4. Виды вентильных преобразователей электрической энергии
1.5. Методы расчета энергетических показателей преобразователей
1.5.1. Математические модели вентильных преобразователей
1.5.2. Методы расчета энергетических показателей преобразователей
1.6. Компьютерные программы математического моделирования и анализа устройств силовой электроники
1.6.1. Обзор существующих программных продуктов
1.6.2. Описание программы ParGraph
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 2. Теория преобразования переменного тока в постоянный при идеальных параметрах преобразователя
2.1. Выпрямитель как система. Основные определения и обозначения
2.2. Механизм преобразования переменного тока в выпрямленный в базовой ячейке ДТ/ОТ
2.3. Двухфазный выпрямитель однофазного тока (m1 = 1, m2 = 2, q = 1)
2.4. Выпрямитель однофазного тока по мостовой схеме (m1 = m2 = 1, q = 2)
2.5. Выпрямитель трехфазного тока со схемой соединения обмоток трансформатора треугольник-звезда с нулевым выводом (m1 =m2 = 3, q =1)
2.6. Выпрямитель трехфазного тока со схемой соединения обмоток трансформатора звезда - зигзаг с нулем (m1 = m2 = 3, q = 1)
2.7. Шестифазный выпрямитель трехфазного тока с соединением вторичных обмоток трансформатора звезда - обратная звезда с уравнительным реактором (m1 = 3, m2 = 2 х 3, q = 1)
2.8. Выпрямитель трехфазного тока по мостовой схеме (m1 = m2 = 3, q = 2)
2.9. Управляемые выпрямители. Регулировочная характеристика
Контрольные вопроси
Упражнения
Глава 3. Теории преобразования переменного тока в постоянный с учетом реальных параметров элементов преобразователя
3.1. Процесс коммутации в управляемом выпрямителе с реальным трансформатором. Внешняя характеристика
3.2. Работа выпрямителя тока противоЭДС при конечном значении сглаживающей индуктивности
3.2.1. Режим прерывистого тока
3.2.2. Режим предельно-непрерывного тока
3.2.3. Режим непрерывного тока
3.3. Работа выпрямителя с конденсаторным сглаживающим фильтром
3.4. Обращение потока активной мощности в преобразователе. Режим зависимого инвертирования
3.4.1. Зависимый инвертор однофазного тока (m1 =1, m2 =2, q = 1)
3.4.2. Зависимый инвертор трехфазного тока (m1 = 3, m2= 3, q = 1)
3.5. Общая зависимость первичного тока выпрямителя от анодного и выпрямленного токов (закон Чернышева)
3.6. Спектры первичных токов трансформаторов выпрямителей и зависимых инверторов
3.7. Спектры выпрямленного и инвертируемого напряжений вентильного преобразователя
3.8. Оптимизация числа вторичных фаз трансформатора выпрямителя. Эквивалентные многофазные схемы выпрямления
3.9. Влияние коммутации на действующие значения токов трансформатора и его типовую мощность
3.10. КПД и коэффициент мощности вентильного преобразователя в режиме выпрямления и зависимого инвертирования
3.10.1. Коэффициент полезного действия
3.10.2. Коэффициент мощности
3.11. Выпрямители на полностью управляемых вентилях
3.11.1. Выпрямитель с опережающим фазовым регулированием
3.11.2. Выпрямитель с широтно-импульсным регулированием выпрямленного напряжения
3.11.3. Выпрямитель с принудительным формированием кривой тока, потребляемого из питающей сети
3.12. Реверсивный вентильный преобразователь (реверсивный выпрямитель)
3.13. Обратное влияние вентильного преобразователя на питающую сеть
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 4. Модельный пример проектирования выпрямителя
4.1. Выбор схемы выпрямителя (этап структурного синтеза)
4.2. Расчет параметров элементов схемы управляемого выпрямителя (этан параметрического синтеза)
4.2.1. Оценка элементов идеального выпрямителя
4.2.2. Расчет выпрямителя с учетом реальных параметров элементов схемы
4.3 Проверка результатов расчета математическим моделированием в среде Parus-ParGraph
Глава 5. Развитие теоретических методов анализа устройств силовой электроники
5.1. Обобщение прямых методов расчета для моделей вентильных преобразователей типа вход - выход
5 1.1. Общие основы метода алгебраизации дифференциальных уравнений (АДУ 1,)
5.1 .2. Вторая версия метода алгебраизации дифференциальных уравнений (АДУ2)
5.1.3. Вывод общих выражений для модуля комплексного сопротивления
5.1.4. Методы получения интегральных коэффициентов гармоник
5.2. Развитие прямых методов расчета вентильных преобразователей в пространстве состояний по первой гармонике
5.2.1. Постоянные коэффициенты системной матрицы А
5.2.2. Переменные коэффициенты системной матрицы А
5.3. Развитие прямых методов расчета энергетических показателей вентильных преобразователей в пространстве состояний
5.4. Прямые методы расчета энергетических показателей в трехфазных цепях с вентильными преобразователями
5.5. Точные решения для норм прямыми методами
5.5.1. Параллельная RL (RС)-цепь
5.5.2. Последовательная RL (RC)-цепь
5.5.3. Параллельная RLC-цепъ
5.5.4. Последовательная RLC-цeпь
5.5.5. Цепи N-го порядка
5.6. Дискретные модели вентильных преобразователей
5.6.1. Составление разностных уравнений и их решение для выпрямителя
5.6.2. Модель широтно-импульсного преобразователя постоянного тока как импульсной системы
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 6. Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники
6.1. Содержание проблемы электромагнитной совместимости
6.2. Качество электрической энергии в сетях общего пользования
6.2.1. Система показателей качества электрической энергии и их нормы
6.2.2. Общая оценка кондуктивного обратного влияния вентильных преобразователей на питающую сеть
6.2.3. Определение вкладов нелинейных потребителей в искажение напряжения питающей сети в точке общего присоединения
6.3. Помехоустойчивость электротехнических и электронных технических систем с устройствами силовой электроники
6.4. Помехоэмиссия устройств силовой электроники
6.5. Особенности стандартов на качество электрической энергии в автономных системах электроснабжения
6.6. Проблемы теории мощности при несинусоидальных напряжениях и токах
6.6.1. Подход к определению реактивных мощностей
6.6.2. Подходы к определению полной мощности и ее составляющих
6.6.3. Способы разложения мгновенной мощности электрической цепи
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 7. Преобразователи постоянного напряжения в постоянное
7.1. Широтно-импульсные преобразователи постоянного напряжения
7.1.1. Схемы широтно-импульсных преобразователей
7.1.2. Характеристики ШИП при реальных параметрах элементов
7.1.3. Достоинства и недостатки широтно-импульсных преобразователей
7.2. Преобразователи с управляемым обменом энергии между реактивными элементами схемы
7.2.1. Повышающий преобразователь
7.2.2. Повышающе-понижающие преобразователи
7.2.3. Преобразователи с трансформаторной развязкой входа и выхода
7.3. Преобразователи с использованием резонансных явлений LC-контуров
7.3.1. Квазирезонансный понижающий преобразователь с переключением при нулевом токе (КРП-ПНТ)
7.3.2. Квазирезонансный понижающий преобразователь с переключением при нулевом напряжении (КРП-ПНН)
7.4. Преобразователи с дозированной передачей энергии в нагрузку
7.5. Метод осреднения переменных состояний
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 8. Преобразователи постоянного напряжения в переменно-автономные инверторы
8.1. Инверторы тока
8.1.1. Параллельный инвертор тока
8.1.2. Развитие схемотехники инверторов тока
8.2. Резонансные инверторы
8.2.1. Параллельный и последовательно-параллельный резонансные инверторы с закрытым входом
8.2.2. Резонансные инверторы с открытым входом
8.2.3. Резонансные инверторы с умножением частоты
8.3. Инверторы напряжения
8.3.1. Однофазные инверторы напряжения
8.3.2. Базовые схемы трехфазных инверторов напряжения
8.3.3. Трехуровневый трехфазный инвертор
8.3.4. Пятиуровневые и m-уровневые инверторы напряжения
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 9. Регуляторы переменного напряжения
9.1. Классификация регуляторов переменного напряжения
9.2. Регуляторы с фазовым способом регулирования
9.2.1. Базовые схемы регуляторов
9.2.2. Основные характеристики регуляторов
9.3. Регуляторы с вольтодобавкой
9.4. Регуляторы с широтно-импульсным способом регулирования
9.4.1. Базовые схемы и способы регулирования
9.4.2. Основные характеристики регуляторов
9.5. Повышающе-понижающие регуляторы (регуляторы с коэффициентом преобразования по напряжению больше единицы)
9.5.1. Схемы регуляторов
9.5.2. Основные характеристики регуляторов
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 10. Преобразователи переменного тока в переменный - преобразователи частоты
10.1. Непосредственные преобразователи частоты на вентилях с неполным управлением
10.1.1. Принцип действия преобразователя
10.1.2. Основные характеристики преобразователя
10.2. Непосредственные преобразователи частоты на вентилях с полным управлением и циклическим методом формирования кривой выходного напряжения
10.2.1. Принцип действия преобразователя
10.2.2. Основные характеристики преобразователя
10.3. Непосредственные преобразователи частоты с коэффициентом преобразования по напряжению больше единицы (повышающие циклоконвертеры)
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 11. Вентильные компенсаторы неактивных составляющих полной мощности
11.1. Компенсаторы реактивной мощности
11.1.1. Конденсаторы, коммутируемые тиристорами (ККТ)
11.1.2. Реакторы, управляемые тиристорами (РУТ)
11.1.3. Конденсаторно-реакторные компенсаторы реактивной мощности
11.1.4. Компенсаторы с вентильным источником реактивного напряжения
11.2. Компенсаторы мощности искажений - активные фильтры
Контрольные вопросы
Упражнение
Глава 12. Методы и системы управления вентильными преобразователями
12.1. Требования к системам управления
12.2. Многоканальная синхронная разомкнутая система управления «вертикального» типа
12.2.1. Структура системы
12.2.2. Передаточные характеристики системы
12.3. Одноканальная синхронная система управления вертикального типа
12.4. Одноканальная асинхронная система управления непрерывного слежения
12.5. Особенность управления «узким» импульсом трехфазной мостовой схемой вентильного преобразователя
12.6. Особенности управления преобразователями с широтно-импульсным регулированием
12.6.1. Системы с вертикальным способом управления
12.6.2. Системы со следящим способом управления
12.7. Особенности управления преобразователями на вентилях с полным управлением при синусоидальной широтно-импульсной модуляции
12.7.1. Системы вертикального управления с формированием фазных напряжений трехфазного инвертора
12.7.2. Системы управления с регулированием компонентов обобщенного вектора напряжения (тока)
12.7.3. Системы управления инверторами со слежением затоками
12.8. Системы управления с элементами искусственного интеллекта
12.8.1. Понятие о нечетких множествах
12.8.2. Структура системы нечеткого управления ДТ-ОТ преобразователем в системе электропривода постоянного тока
12.8.3. Системы управления с использованием нейронных сетей
Контрольные вопросы
Упражнения
Глава 13. Семейства модифицированных базовых схем устройств силовой электроники
13.1. Выпрямители с улучшенным коэффициентом мощности за счет изменения силовой схемы
13.1.1. Схема с нулевым вентилем
13.1.2. Полууправляемые мостовые схемы
13.1.3. Выпрямители со встречно-параллельным включением вентилей в первичной обмотке трансформатора
13.1.4. Выпрямители со ступенчатым регулированием вторичного напряжения
13.1.5. Выпрямители с улучшенным коэффициентом мощности за счет изменения алгоритма управления
13.2. Выпрямители-умножители и выпрямители-делители напряжения
13.2.1. Выпрямители-умножители однофазного напряжения
13.2.2. Выпрямители-умножители трехфазного напряжения
13.2.3. Выпрямители-делители напряжения
13.3. Составные выпрямители с промежуточным звеном высокой частоты
13.3.1. Подход к формализации поиска структур составных выпрямителей
13.3.2. Выпрямители с высокочастотными инверторами
13.3.3. Выпрямители с высокочастотными регуляторами переменного напряжения
13.3.4. Выпрямители с преобразователями постоянного напряжения с управляемым обменом энергией между реактивными элементами схемы
13.4. Выпрямители с коррекцией входного коэффициента мощности
13.4.1. Выпрямители однофазного тока
13.4.2. Выпрямители трехфазного тока
13.4.3. Улучшение электромагнитной совместимости с сетью классических схем выпрямителей за счет активных фильтров тока
13.5. Разновидности преобразователей постоянного напряжения в постоянное
13.6. Развитие схемных решений автономных инверторов
13.6.1. Трехфазные инверторы с дополнительным плечом
13.6.2. Составные многоуровневые инверторы
13.6.3. Инверторы напряжения с однополярным выходным током
13.7. Разновидности преобразователей частоты с непосредственной связью (матричных преобразователей)
Контрольные вопросы
Упражнения
Литература
Приложения
Предметный указатель
Англо-русский словарь по силовой электронике
Содержание
Рекомендуем
