逆变电源的原理及DSP实现(第2版)

本书以逆变器的控制应用为主线，按照电路拓扑结构分析、数学建模、控制器设计、DSP数字实现的顺序，详细介绍了主流UPS逆变器的控制策略、波形控制及测试方法。从工频机与高频机、单相输出与三相输出、逆变器并机控制策略的融合等多个角度对比分析了数字化实现方式。此外，针对UPS逆变系统复杂的通信架构，详细分析了以DSP为核心的多种MCU的通信方式在UPS系统中的应用，并给出了详尽的程序分析。书中程序都已调试通过，而且其基本思想均已应用于目前主流电力电子产品中，具有很高的参考和实用价值。
本书注重电力电子的理论分析与工程应用的结合，可作为高等院校自动化、电气工程专业高年级本科生、研究生及工程技术人员的参考用书。

第1章概论1
1.1逆变电源的基本原理1
1.1.1UPS概述1
1.1.2基本结构1
1.1.3工作原理2
1.2常见分类3
1.2.1常见性能分析与比较3
1.2.2在线式工频机与高频机的比较分析6
1.3三相系统基本拓扑结构11
1.3.1三进单出电路拓扑11
1.3.2三进三出电路拓扑11
1.4逆变电源的发展趋势21
第2章单相逆变器数字控制技术26
2.1单相半桥逆变器数学模型26
2.2单相半桥逆变器控制系统设计28
2.2.1基于滤波电感电流的输出电压交叉反馈解耦控制29
2.2.2线性控制器设计32
2.2.3非线性控制器设计37
2.2.4实验结果分析39
2.3单桥臂发送波原理及DSP应用40
2.3.1单极性发送波DSP应用40
2.3.2双极性发送波DSP应用43
第3章三相逆变器数字控制技术45
3.1逆变输出变压器等效模型45
3.2逆变器的数学模型及控制器设计47
3.2.1逆变器的数学建模47
3.2.2逆变器直流分量控制54
3.2.3双闭环程序代码及实验波形56
3.3三相逆变器的发波数字化实现58
3.3.1SPWM算法及DSP编码58
3.3.2SVPWM的传统算法及DSP编码62
3.3.3SVPWM的快速算法及DSP编码71
3.3.4SVPWM的简易算法及DSP编码78
3.3.53DSVPWM算法及DSP编码79
第4章逆变器输出电压谐波的抑制方法93
4.1基于重复控制的逆变器控制系统设计93
4.1.1重复控制器的基本原理94
4.1.2稳定性分析95
4.1.3一种改进的重复控制计算方法100
4.1.4重复控制算法的程序代码示例106
4.2基于谐波控制的逆变器控制探讨108
第5章逆变器的并联控制技术112
5.1逆变器并联运行控制方式112
5.1.1集中控制方式114
5.1.2主从控制方式114
5.1.3分布逻辑控制方式115
5.1.4无互连线控制方式116
5.2逆变器并联系统连接方式117
5.2.1“1+1”并机冗余系统方案117
5.2.2双母线系统方案119
5.3逆变器并联控制示例121
5.3.1并机系统并联环流特性121
5.3.2PQ下垂法补偿器方案123
5.3.3平均电流及直流分量控制方案126
5.3.4结合瞬时环流调节的控制方案131
5.3.5分布式并联系统控制137
第6章逆变器的锁相及同步跟踪机制144
6.1数字锁相环的基本原理144
6.1.1数字锁相环的组成145
6.1.2数字锁相环的线性化处理146
6.2基于过零点检测的单相锁相算法148
6.2.1锁相方案及实现148
6.2.2锁相环的数字化实现151
6.2.3捕获方式的局限性154
6.2.4过零点软件虚拟捕获算法及补偿技术155
6.3基于旋转坐标系的三相锁相算法160
6.3.1旋转矢量生成原理160
6.3.2锁相算法软件实现160
6.4基于自适应陷波滤波器的算法分析164
6.5UPS并联系统的跟踪机制173
6.5.1并联系统的“二级锁相”机制174
6.5.2并机同步信号的产生176
第7章性能指标测试及常见问题解析182
7.1示波器和探头使用常识182
7.2额定输出功率189
7.2.1额定输出视在功率和额定输出有功功率189
7.2.2输出降额及降额系数190
7.2.3输出功率的DSP计算方法192
7.2.4额定输出功率测试方法及常见问题198
7.3浅谈功率因数及负载性质199
7.3.1功率因数199
7.3.2负载性质200
7.4三相电压不平衡度的计算方法202
7.5逆变器输出性能指标211
7.5.1常见测试指标211
7.5.2测试内容及指标214
参考文献223