本書針對面向中壓直流配電場景的高效、高功率密度直流變壓器技術(shù)，從拓撲結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法、控制策略與實際應(yīng)用研究幾個層面進行了系統(tǒng)闡述。本書共11章，除第1章緒論外，其余章節(jié)主要分為三個部分：第2~6章重點討論了輸入串聯(lián)、輸出并聯(lián)型直流變壓器的改進拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理、參數(shù)設(shè)計方法與控制策略，探索了直流變壓器在運行效率、功率密度與故障處理能力方面的提升方法；第7~9章探討了面向?qū)掚妷哼\行場景的基于高頻鏈路結(jié)構(gòu)的直流變壓器改進方案，詳細介紹了其工作原理、設(shè)計方法與控制策略；第10、11章則針對典型中壓配電場合，重點討論了直流變壓器的硬件參數(shù)、控制策略以及大功率高頻變壓器的優(yōu)化設(shè)計方法。
電力電子新技術(shù)系列圖書序言
序
前言
第1章緒論1
1.1直流變壓器背景概述1
1.2直流變壓器研究現(xiàn)狀3
1.2.1基于半導體器件串聯(lián)/高壓寬禁帶半導體器件的直流變壓器4
1.2.2基于模塊化多電平換流器的直流變壓器6
1.2.3基于ISOP或ISOS結(jié)構(gòu)的直流變壓器10
1.3主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排13
第2章面向高功率密度ISOP型直流變壓器的T2-DAB變換器16
2.1T2-DAB變換器工作原理分析16
2.1.1橋式電路拓撲梳理與推演16
2.1.2T2-DAB變換器拓撲與工作原理19
2.2T2-DAB變換器參數(shù)設(shè)計與驗證24
2.2.1參數(shù)設(shè)計24
2.2.2穩(wěn)態(tài)控制策略26
2.2.3啟動策略28
2.2.4仿真驗證30
2.2.5實驗驗證32
2.3基于不同類型DAB變換器的ISOP型直流變壓器方案對比34
2.3.1開關(guān)器件36
2.3.2磁性元件38
2.3.3電容39
2.4本章小結(jié)39
第3章面向T2-DAB變換器的低電流應(yīng)力ZVS優(yōu)化控制策略40
3.1T2-DAB變換器電壓不匹配與輕載情況下的ZVS分析40
3.2非對稱占空比移相混合控制策略43
3.2.1串/并聯(lián)式三相橋的非對稱占空比調(diào)制策略43
3.2.2混合控制策略下T2-DAB變換器工作模態(tài)分析44
3.3小電流應(yīng)力與寬范圍ZVS控制參數(shù)優(yōu)化48
3.3.1ZVS開通約束48
3.3.2優(yōu)化結(jié)果與控制策略實現(xiàn)52
3.4實驗驗證54
3.5本章小結(jié)62
第4章面向高效率ISOP型直流變壓器的T2-LLC諧振變換器63
4.1T2-LLC變換器拓撲與工作原理63
4.1.1T2-LLC變換器拓撲及控制方法63
4.1.2T2-LLC變換器典型工作情況原理分析65
4.2T2-LLC變換器參數(shù)優(yōu)化72
4.2.1T2-LLC變換器工況分類72
4.2.2T2-LLC變換器損耗分析與參數(shù)優(yōu)化75
4.3仿真與實驗驗證80
4.3.1仿真驗證80
4.3.2實驗驗證81
4.4本章小結(jié)85
第5章DAB/SRC組合式ISOP型直流變壓器87
5.1DAB變換器和SRC特性對比分析87
5.1.1DAB變換器與HC-DCM-SRC電壓增益特性對比87
5.1.2DAB/SRC損耗特性對比89
5.2DAB/SRC組合式ISOP型直流變壓器91
5.2.1電路結(jié)構(gòu)與工作原理分析91
5.2.2參數(shù)設(shè)計93
5.3仿真和實驗驗證95
5.3.1仿真驗證95
5.3.2實驗驗證98
5.4本章小結(jié)101
第6章電容間接串聯(lián)式ISOP型直流變壓器102
6.1電路結(jié)構(gòu)和工作原理102
6.1.1電路結(jié)構(gòu)與APWM控制策略102
6.1.2APWM控制策略與移相控制策略對比分析105
6.1.3工作模態(tài)及軟開關(guān)特性分析107
6.1.4基于模塊間交錯移相控制策略的輸入電感電流紋波分析109
6.2模塊間均壓均流控制策略分析111
6.2.1平衡特性分析111
6.2.2平衡控制策略112
6.3故障處理策略113
6.3.1直流母線短路故障處理策略113
6.3.2子模塊冗余策略113
6.4實驗結(jié)果116
6.5本章小結(jié)119
第7章模塊化多電平型緊湊化直流變壓器120
7.1MMDCT拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理120
7.1.1拓撲結(jié)構(gòu)120
7.1.2調(diào)制策略121
7.1.3功率特性123
7.1.4軟開關(guān)特性128
7.2基于子模塊恒投入的電壓控制策略132
7.2.1寬范圍控制132
7.2.2均壓控制134
7.2.3總體控制134
7.2.4仿真驗證135
7.3基于子模塊恒投入/恒切出的電壓控制策略140
7.3.1工作原理140
7.3.2功率特性141
7.3.3軟開關(guān)特性分析146
7.3.4平滑切換點設(shè)計與控制策略150
7.3.5仿真驗證152
7.4實驗驗證155
7.4.1基于子模塊恒投入的電壓控制策略實驗驗證155
7.4.2基于子模塊恒投入/恒切出的電壓控制策略實驗驗證159
7.5本章小結(jié)161
第8章模塊化多電平-串聯(lián)開關(guān)組合式直流變壓器162
8.1拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理162
8.1.1拓撲結(jié)構(gòu)162
8.1.2調(diào)制策略162
8.1.3工作原理163
8.2運行特性169
8.2.1子模塊支路工作特性169
8.2.2軟開關(guān)特性171
8.2.3子模塊電容均壓特性173
8.3控制策略174
8.3.1功率/電壓控制模式174
8.3.2子模塊電容均壓控制174
8.4參數(shù)設(shè)計及仿真驗證179
8.4.1M2S2DCT參數(shù)設(shè)計179
8.4.2仿真驗證183
8.5實驗驗證187
8.5.1樣機平臺187
8.5.2實驗結(jié)果187
8.6本章小結(jié)191
第9章模塊化多電平-串聯(lián)開關(guān)組合式直流變壓器的寬電壓高效控制192
9.1基于子模塊類方波改進調(diào)制的軟開關(guān)及支路電流優(yōu)化控制192
9.1.1動態(tài)占空比控制策略193
9.1.2動態(tài)內(nèi)移相控制策略194
9.1.3仿真及實驗驗證195
9.2基于低壓側(cè)全橋內(nèi)移相的電流優(yōu)化控制198
9.2.1低壓側(cè)全橋內(nèi)移相控制下M2S2DCT工作原理分析198
9.2.2低壓側(cè)全橋內(nèi)移相控制下的傳輸電感電流應(yīng)力分析202
9.2.3基于低壓側(cè)全橋內(nèi)移相的改進型功率控制策略205
9.2.4仿真及實驗驗證209
9.3基于中壓側(cè)全橋換流移相的閥串支路電流優(yōu)化控制211
9.3.1中壓側(cè)全橋換流對閥串子模塊電流的影響211
9.3.2中壓側(cè)全橋換流點動態(tài)控制212
9.3.3仿真及實驗驗證215
9.4本章小結(jié)219
第10章基于T2-DAB的10kV/500kW直流變壓器應(yīng)用設(shè)計實例220
10.1T2-DAB變換模塊參數(shù)設(shè)計220
10.2大功率三相高頻變壓器設(shè)計222
10.2.1三相高頻變壓器損耗建模224
10.2.2三相高頻變壓器溫升約束234
10.2.3三相高頻變壓器漏感約束237
10.2.4三相高頻變壓器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化與樣機240
10.3120kVA/10kHz大功率三相高頻變壓器測試244
10.4本章小結(jié)246
第11章±10kV/2MW開關(guān)電容型ISOP直流變壓器247
11.1開關(guān)電容型ISOP直流變壓器電路拓撲248
11.2子模塊變換器工作原理與特性249
11.2.1SRDAB工作原理249
11.2.2SRDAB基本特性250
11.3控制策略254
11.3.1低壓側(cè)端口電壓穩(wěn)壓控制254
11.3.2功率潮流控制255
11.4設(shè)計實例256
11.4.1性能指標256
11.4.2子模塊數(shù)量N256
11.4.3開關(guān)電容半橋模塊257
11.4.4SRDAB變換器258
11.5實驗驗證259
11.6本章小結(jié)263
參考文獻264
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