直流变压器拓扑、控制及应用 陈武等 机械工业出版社 pdf 在线 2025 epub 免费 书籍 下载

本书针对面向中压直流配电场景的高效、高功率密度直流变压器技术，从拓扑结构、设计方法、控制策略与实际应用研究几个层面进行了系统阐述。本书共11章，除第1章绪论外，其余章节主要分为三个分：第2~6章重点讨论了输入串联、输出并联型直流变压器的改进拓扑结构、工作原理、参数设计方法与控制策略，探索了直流变压器在运行效率、功率密度与故障处理方面的提升方法；第7~9章探讨了面向宽电压运行场景的基于高频链路结构的直流变压器改进方案，详细介绍了其工作原理、设计方法与控制策略；第10、11章则针对典型中压配电场合，重点讨论了直流变压器的硬件参数、控制策略以及大功率高频变压器的化设计方法。

电力电子新技术系列图书序言

序

前言

第1章绪论1

1.1直流变压器背景概述1

1.2直流变压器研究现状3

1.2.1基于半导体器件串联/高压宽禁带半导体器件的直流变压器4

1.2.2基于模块化多电平换流器的直流变压器6

1.2.3基于ISOP或ISOS结构的直流变压器10

1.3主要研究内容及章节安排13

第2章面向高功率密度ISOP型直流变压器的T2-DAB变换器16

2.1T2-DAB变换器工作原理分析16

2.1.1桥式电路拓扑梳理与推演16

2.1.2T2-DAB变换器拓扑与工作原理19

2.2T2-DAB变换器参数设计与验证24

2.2.1参数设计24

2.2.2稳态控制策略26

2.2.3启动策略28

2.2.4验证30

2.2.5实验验证32

2.3基于不同类型DAB变换器的ISOP型直流变压器方案对比34

2.3.1开关器件36

2.3.2磁性元件38

2.3.3电容39

2.4本章小结39

第3章面向T2-DAB变换器的低电流应力ZVS化控制策略40

3.1T2-DAB变换器电压不匹配与轻载情况下的ZVS分析40

3.2非对称占空比移相混合控制策略43

3.2.1串/并联式三相桥的非对称占空比调制策略43

3.2.2混合控制策略下T2-DAB变换器工作模态分析44

3.3小电流应力与宽范围ZVS控制参数化48

3.3.1ZVS开通约束48

3.3.2化结果与控制策略实现52

3.4实验验证54

3.5本章小结62

第4章面向高效率ISOP型直流变压器的T2-LLC谐振变换器63

4.1T2-LLC变换器拓扑与工作原理63

4.1.1T2-LLC变换器拓扑及控制方法63

4.1.2T2-LLC变换器典型工作情况原理分析65

4.2T2-LLC变换器参数化72

4.2.1T2-LLC变换器工况分类72

4.2.2T2-LLC变换器损耗分析与参数化75

4.3与实验验证80

4.3.1验证80

4.3.2实验验证81

4.4本章小结85

第5章DAB/SRC组合式ISOP型直流变压器87

5.1DAB变换器和SRC性对比分析87

5.1.1DAB变换器与HC-DCM-SRC电压增益性对比87

5.1.2DAB/SRC损耗性对比89

5.2DAB/SRC组合式ISOP型直流变压器91

5.2.1电路结构与工作原理分析91

5.2.2参数设计93

5.3和实验验证95

5.3.1验证95

5.3.2实验验证98

5.4本章小结101

第6章电容间接串联式ISOP型直流变压器102

6.1电路结构和工作原理102

6.1.1电路结构与APWM控制策略102

6.1.2APWM控制策略与移相控制策略对比分析105

6.1.3工作模态及软开关性分析107

6.1.4基于模块间交错移相控制策略的输入电感电流纹波分析109

6.2模块间均压均流控制策略分析111

6.2.1平衡性分析111

6.2.2平衡控制策略112

6.3故障处理策略113

6.3.1直流母线短路故障处理策略113

6.3.2子模块冗余策略113

6.4实验结果116

6.5本章小结119

第7章模块化多电平型紧凑化直流变压器120

7.1MMDCT拓扑结构及工作原理120

7.1.1拓扑结构120

7.1.2调制策略121

7.1.3功率性123

7.1.4软开关性128

7.2基于子模块恒投入的电压控制策略132

7.2.1宽范围控制132

7.2.2均压控制134

7.2.3总体控制134

7.2.4验证135

7.3基于子模块恒投入/恒切出的电压控制策略140

7.3.1工作原理140

7.3.2功率性141

7.3.3软开关性分析146

7.3.4平滑切换点设计与控制策略150

7.3.5验证152

7.4实验验证155

7.4.1基于子模块恒投入的电压控制策略实验验证155

7.4.2基于子模块恒投入/恒切出的电压控制策略实验验证159

7.5本章小结161

第8章模块化多电平-串联开关组合式直流变压器162

8.1拓扑结构及工作原理162

8.1.1拓扑结构162

8.1.2调制策略162

8.1.3工作原理163

8.2运行性169

8.2.1子模块支路工作性169

8.2.2软开关性171

8.2.3子模块电容均压性173

8.3控制策略174

8.3.1功率/电压控制模式174

8.3.2子模块电容均压控制174

8.4参数设计及验证179

8.4.1M2S2DCT参数设计179

8.4.2验证183

8.5实验验证187

8.5.1样机平台187

8.5.2实验结果187

8.6本章小结191

第9章模块化多电平-串联开关组合式直流变压器的宽电压高效控制192

9.1基于子模块类方波改进调制的软开关及支路电流化控制192

9.1.1动态占空比控制策略193

9.1.2动态内移相控制策略194

9.1.3及实验验证195

9.2基于低压侧全桥内移相的电流化控制198

9.2.1低压侧全桥内移相控制下M2S2DCT工作原理分析198

9.2.2低压侧全桥内移相控制下的传输电感电流应力分析202

9.2.3基于低压侧全桥内移相的改进型功率控制策略205

9.2.4及实验验证209

9.3基于中压侧全桥换流移相的阀串支路电流化控制211

9.3.1中压侧全桥换流对阀串子模块电流的影响211

9.3.2中压侧全桥换流点动态控制212

9.3.3及实验验证215

9.4本章小结219

第10章基于T2-DAB的10kV/500kW直流变压器应用设计实例220

10.1T2-DAB变换模块参数设计220

10.2大功率三相高频变压器设计222

10.2.1三相高频变压器损耗建模224

10.2.2三相高频变压器温升约束234

10.2.3三相高频变压器漏感约束237

10.2.4三相高频变压器结构参数化与样机240

10.3120kVA/10kHz大功率三相高频变压器测试244

10.4本章小结246

第11章±10kV/2MW开关电容型ISOP直流变压器247

11.1开关电容型ISOP直流变压器电路拓扑248

11.2子模块变换器工作原理与性249

11.2.1SRDAB工作原理249

11.2.2SRDAB基本性250

11.3控制策略254

11.3.1低压侧端口电压稳压控制254

11.3.2功率潮流控制255

11.4设计实例256

11.4.1性能指标256

11.4.2子模块数量N256

11.4.3开关电容半桥模块257

11.4.4SRDAB变换器258

11.5实验验证259

11.6本章小结263

参考文献264

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