本书对传统和现代能源转换系统的动态和稳态分析进行了全面的讲述。 本书包括可再生能源系统的能源转换技术，电力电子与能源转换、电路和磁路的基本概念、机电系统原理，以及DC-DC变换器、逆变器的稳态和动态分析，整流器的稳态分析，对交流电机等电机驱动控制系统进行了讨论，并对电网交互式逆变器的特性进行了详细的分析。

本书适合电力电子与电力传动、自动化、电气工程、电机控制等相关专业的本科生、研究生作为参考书籍，同时也适合从事电力电子能源转换设计工作的工程人员参考。

译者序

原书前言

第1章介绍1

1.1固态开关器件1

1.1.1半导体物理基础1

1.1.2二极管3

1.1.3晶体管4

1.2光伏能源系统的基础知识8

1.3风电系统的基础知识12

1.4电机驱动的基础知识16

1.5纯电动和混合动力汽车的基础知识18

1.6习题20

第2章电路的基本概念22

2.1单相电路22

2.1.1线性电路的相量25

2.1.2线性电路的拉普拉斯变换28

2.1.3二阶系统的动态响应29

2.2固态开关电路31

2.2.1开关电路中的损耗计算32

2.2.2伏秒平衡和安秒平衡35

2.2.3电路中的谐波失真37

2.2.4非正弦电路中的功率因数39

2.3三相电路41

2.3.1不对称三相系统的对称分量42

2.3.2三相系统的空间矢量45

2.3.3三相系统的dq0变换46

2.4瞬时和平均功率49

2.4.1单相电路中的功率49

2.4.2单相电路中的无功功率50

2.4.3三相系统中的功率计算52

2.4.4空间矢量和dq0坐标系中的有功功率和无功功率52

2.5习题54

第3章磁路的基本概念58

3.1安培定律58

3.2磁性材料的磁导率59

3.3磁阻和磁路61

3.4法拉第定律64

3.5自感和互感67

3.6电流对电感的影响73

3.7磁场能量75

3.8交流励磁引起的磁心损耗79

3.8.1磁滞损耗79

3.8.2涡流损耗81

3.9非理想线圈的电路模型81

3.10变压器83

3.10.1单相隔离变压器83

3.10.2单相自耦变压器88

3.11习题89

电力电子技术在能源转换系统中的应用目录第4章机电系统原理95

4.1机电系统中产生的力和转矩95

4.1.1能量平衡和受力公式97

4.1.2能量平衡和转矩公式100

4.2三相交流旋转电机104

4.2.1旋转磁场105

4.2.2三相交流电机中的定子绕组和电感107

4.2.3三相感应（异步）电机的电路模型111

4.2.4通过试验确定感应电机模型116

4.2.5三相同步电机的电路模型118

4.2.6通过试验确定同步电机模型119

4.2.7永磁同步电机的转子电路121

4.2.8表面安装式永磁同步电机122

4.2.9内置式永磁同步电机125

4.3开关磁阻电机的基础知识125

4.3.1SRM中的转矩建立126

4.3.2电流调节的电压控制128

4.4习题128

第5章DC-DC变换器的稳态分析133

5.1基本栅极驱动电路133

5.2Buck变换器134

5.2.1CCM Buck变换器134

5.2.2DCM Buck变换器139

5.3Boost变换器142

5.3.1CCM Boost变换器142

5.3.2DCM Boost变换器145

5.4Buck-Boost变换器147

5.4.1CCM Buck-Boost变换器147

5.4.2DCM Buck-Boost变换器150

5.5单端初级电感变换器（SEPIC）153

5.6反激变换器156

5.6.1CCM隔离Buck-Boost变换器（反激变换器）157

5.6.2DCM隔离Buck-Boost变换器（反激变换器）159

5.7正激变换器161

5.8双向半桥和全桥DC-DC变换器165

5.9习题168

第6章DC-DC变换器的动力学174

6.1Buck变换器的动力学174

6.2Boost变换器的动力学180

6.3Buck-Boost变换器的动力学185

6.4SEPIC的动力学189

6.5习题195

第7章逆变器的稳态分析197

7.1单相两电平电压源逆变器197

7.2三相两电平电压型逆变器206

7.3六步换相开关模式208

7.4空间矢量脉宽调制（SVPWM）214

7.5正弦脉宽调制（SPWM）221

7.5.1SVPWM和SPWM中的直流母线利用率223

7.5.2SPWM和SVPWM中的共模电压227

7.6特定次谐波消除脉宽调制（SHE-PWM）227

7.7滞环脉宽调制（HPWM）230

7.8多电平逆变器232

7.8.1CHB多电平逆变器232

7.8.2CHB多电平逆变器的SPWM技术234

7.8.3不对称三相CHB多电平逆变器236

7.8.4二极管箝位多电平逆变器240

7.9习题243

第8章整流器的稳态分析与控制248

8.1单相二极管整流器248

8.2单相两级Boost PFC整流器255

8.3单相PWM整流器257

8.4三相二极管整流器262

8.5三相二极管整流器滤波器267

8.6三相PWM整流器270

8.7习题273

第9章并网逆变器的控制与动力学276

9.1并网逆变器的稳态运行276

9.2电网交互式逆变器和PQ控制器279

9.3电网交互式逆变器和电网电压支撑283

9.4并网逆变器和直流母线电压调节285

9.4.1太阳能系统中的大功率点跟踪285

9.4.2直流母线电压控制器286

9.5并网逆变器的稳定性287

9.6相位检测和逆变器同步292

9.6.1三相系统的基本锁相环(PLL)控制方案292

9.6.2三相系统的直接相角检测293

9.7电网交互式逆变器和负序及谐波补偿296

9.8太阳能转换系统中的单相逆变器297

9.9电网交互式逆变器的孤岛检测功能300

9.9.1电网阻抗和电压检测302

9.10电网构建和并联逆变器304

9.10.1并网逆变器的下垂控制304

9.10.2电网构建式逆变器集中控制技术307

9.11习题308

第10章交流电机动力学312

10.1笼型感应电机的动力学312

10.1.1dq0参考坐标系中笼型感应电机模型314

10.1.2dq坐标系中感应电机框图317

10.1.3dq坐标系中感应电机的转矩表达式320

10.2双馈感应发电机的动力学326

10.2.1dq0参考坐标系中的DFIG模型326

10.2.2DFIG模型框图328

10.2.3dq坐标系中DFIG的电气转矩表达式328

10.3永磁同步电机的动力学332

10.3.1abc参考坐标系中的永磁电机模型332

10.3.2dq0参考坐标系中的永磁电机模型333

10.3.3永磁电机动态模型框图334

10.3.4IPM电机动态模型框图335

10.4习题339

第11章电机驱动系统中逆变器的控制341

11.1感应电机的标量控制341

11.2交流电机的矢量控制345

11.3感应电机的矢量控制345

11.3.1感应电机转子磁通量定向的检测346

11.3.2感应电机的矢量控制实现348

11.4永磁同步电机的矢量控制352

11.5习题355

第12章逆变器及其高频瞬态357

12.1电磁干扰和标准357

12.2三相逆变器中的共模电压359

12.3静电和磁耦合362

12.3.1静电耦合362

12.3.2磁耦合363

12.4电机驱动系统中的反射波364

12.4.1行波速度365

12.4.2行波阻抗366

12.4.3反射波系数366

12.5习题369

附录371

附录A三角恒等式371

A.1基本三角公式371

A.2正弦和余弦定律372

A.3和差化积与积化和差的转换373

A.4三角函数的导数374

A.5泰勒级数和三角函数374

A.6傅里叶级数375

A.7欧拉公式376

附录B拉普拉斯变换376

B.1拉普拉斯变换的性质377

B.1.1时域积分377

B.1.2初值定理377

B.1.3终值定理378

B.1.4时间展缩特性和时移378

B.2部分分式展开378

B.2.1D(s)的不同实根378

B.2.2重根379

B.2.3复数根379