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电气工程手册(原书第2版) |
【评分星级】
共有0位网友参与打分 |
【作 者】[美]博格丹·M.维拉穆夫斯基(Bogdan M. Wilamowski) 等 |
【出 版 社】机械工业出版社 |
【出版日期】2019年6月 |
【I S B N】978-7-111-61571-2 |
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【装 帧】平装 |
【图书状态】
上架
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【所属类别】
工具书 >> 手册
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内容简介
本书讲述了工业电子领域常用的电力电子技术,电气工程信息化技术,可靠性技术、环境技术和电磁兼容,电气测量和仪器仪表,电机,变压器、电抗器和电容器,开关保护设备,自动控制,电气传动,通信,火力发电、水力发电、核能发电、太阳能和风力发电、化学能和其他能源发电,电力系统,以及汽车用电系统等。
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图书目录
目 录 译者序 前 言 编辑委员会 主要作者简介 其他供稿者 第一部分 半导体器件 第 1章 功率开关电子器件:促进电力电子系统发展的技术 !!!!!!!!!!!!!!! 3 11 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3 12 关键功率半导体器件的简要历史和基础!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4 121 双极型器件:晶闸管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4 122 单极型器件:功率 MOSFET!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4 123 MOS控制双极型功率器件 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 5 124 关键功率器件开发及其主要特性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6 13 双极型器件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6 131 晶闸管和 LTT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6 132 门极关断晶闸管和集成门极换流晶闸管!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9 133 功率二极管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 11 14 双极型 MOS控制模式器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13 141 IGBT!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 13 15 单极型器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21 151 高压功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21 152 低压功率 MOSFET !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 23 16 宽禁带器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24 161 SiC肖特基二极管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 24 162 SiC功率开关 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 27 17 智能电力系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28 171 高压系统集成 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28 172 用于低电压集成的 SMART电源技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 29 18 总结 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30 参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 30 第二部分 电机 第 2章 交流电机绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35 21 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35 22 MMF和气隙中的磁场波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35 221 简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35 222 单个整距绕组生成的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 36 223 单相分布绕组的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 37 224 短距绕组的 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 38 225 绕组极性的定义 (极对概念) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 41 目 录 ●●●●● 226 单导体的气隙 MMF波形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 42 227 气隙磁通密度波形 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 45 23 旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49 231 三相绕组的磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49 232 笼型绕组中的旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 51 233 不同绕组之间的等效性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 52 234 气隙分布的矢量表示 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 53 235 气隙有效磁通 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54 236 谐波旋转磁场 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54 237 直线交流电机的绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 56 238 分数槽集中绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57 239 交流分布绕组的构造 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 58 参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61 第 3章 多相交流电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62 31 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62 32 原始相变域中的多相感应电机数学模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63 33 解耦 (克拉克)变换和解耦电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 66 34 旋转变换 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 68 35 完整的变换矩阵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 71 36 空间矢量建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 72 37 多个三相绕组的多相电机的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 75 38 同步电机的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78 381 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78 382 励磁绕组同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 80 383 永磁同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 81 384 同步磁阻电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 82 39 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 83 参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 84 第 4章 感应电动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85 41 总则和结构特点 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 85 42 转矩特性测定 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 89 421 起动转矩和起动电流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92 422 峰值转矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 92 43 感应电动机铭牌数据 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 93 44 感应电动机拓扑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94 441 绕线转子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94 442 笼型转子 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 94 45 感应电动机调速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95 451 调节极对数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95 452 调节转子电阻 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95 453 调节供电频率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 96 46 注意事项 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98 参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 98 第 5章 永磁电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 99 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 105 第 6章 永磁同步电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107 61 转子结构!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 107 62 硬磁材料 (永磁) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 110 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) 621 带 PM的磁性装置 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112 622 电流的影响!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 112 623 参数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114 63 PM电机的磁分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114 631 空载工作 (SPM电机) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115 632 d轴电流运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115 633 q轴电流运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116 634 IPM电机的电感 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 116 635 PM同步电机的磁路模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 117 636 饱和效应!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 118 64 电机转矩!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119 641 齿槽转矩的计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119 642 带负载时的计算 (SPM电机) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120 643 带负载时的计算 (IPM电机)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120 65 减小转矩脉动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120 651 减少 SPM电机齿槽转矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120 652 减少 IPM电机中的转矩脉动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 124 66 分数槽 PM同步电动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 126 661 通过槽星形分布的绕组设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 127 662 绕组因数的计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128 663 双层到单层绕组的转换!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128 664 MMF空间谐波引起的转子损耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 130 67 PM电机的矢量控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131 671 最大转矩电流比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131 672 弱磁控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132 673 最大转矩电压比控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 132 674 最大效率控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133 675 工作区域限制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133 676 损耗最小化控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 134 68 容错 PM电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136 681 短路故障!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 136 682 相间解耦!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138 683 多相电机驱动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138 69 无传感器转子位置检测!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139 691 脉动电压矢量技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139 692 旋转电压矢量技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140 693 PM电机无传感器性能预测 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140 694 转子位置误差角信号的等高线图!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 142 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 143 第 7章 开关磁阻电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148 71 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148 72 历史背景!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 148 73 工作基本原理!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 150 74 SRM驱动控制基础 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 152 741 转矩开环控制策略!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 153 742 SRM驱动的闭环转矩控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 156 75 总结!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 160 附录 7A !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 160 目 录 ●●●●● ? 7A1 8/6SRM电感曲线的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 160 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 165 第 8章 热效应 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 167 81 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 167 82 基本传热和流量分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 168 821 传导!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 168 822 对流!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 168 823 辐射!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 170 83 热分析和相关热模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 170 84 数值模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171 841 数值计算流体动力学!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171 842 有限元分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171 85 使用热网络的热分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171 851 导热热阻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 172 852 辐射热阻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 173 853 对流热阻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 173 86 电机热阻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 173 861 对流换热热阻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 173 862 辐射传热!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 173 863 绕组与叠片之间的等效热导率!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 174 864 端部绕组和端盖之间的强制对流传热系数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 174 87 使用热网络的瞬态热分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 174 88 注意事项!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 175 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 175 第 9章 旋转电机的噪声与振动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 176 91 引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 176 92 旋转电机噪声和振动的来源!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 176 921 机械、气动和电磁噪声!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 176 922 旋转电机频谱示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 177 93 交流旋转电机电磁噪声!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 180 931 现象描述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 180 932 变形模式!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 181 933 示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 182 94 机械和声学建模!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 183 941 静态变形的幅值!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 184 942 共振频率和振幅!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 184 943 电机的声辐射!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 185 95 交流电机的磁通密度谐波!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 187 951 磁动势谐波!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 187 952 气隙磁导谐波!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 188 953 磁通密度谐波!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 189 96 结论!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 191 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 191 第 10章 交流电机转矩谐波!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 193 101 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 193 102 空间矢量定义 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 193 1021 只有一个定子相通电的情况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 193 1022 三相供电情况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 194 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) 1023 备注 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195 103 使用空间矢量进行三相系统的表征 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195 1031 三相正弦平衡系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195 1032 三相正弦不平衡系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 196 1033 非正弦系统的情况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 196 104 旋转电机的初步考虑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 197 1041 转子空间参考坐标系的介绍 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 197 1042 电压方程:瞬时功率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 198 1043 电磁转矩定义 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 198 105 感应电机建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 200 106 平滑气隙感应电机的建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 201 1061 磁链空间矢量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 201 1062 电磁转矩的其他公式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 202 1063 正弦三相平衡供电:稳态运行模式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 202 1064 非正弦电源:转矩谐波 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 203 1065 数值应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 205 107 磁阻转矩 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 207 1071 电机建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 207 1072 磁阻转矩计算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 209 108 结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 210 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 210 第三部分 变 换 第 11章 三相 AC-DC变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 215 111 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 215 1111 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 215 1112 控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 217 112 三相 PWMAC-DC变换器控制技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 217 1121 PWMAC-DC变换器基本控制原理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 217 1122 PWMAC-DC变换器的数学描述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 218 1123 线电压、虚拟磁链和瞬时功率估计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 221 1124 电压定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 224 1125 基于虚拟磁链的直接功率控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 225 1126 直接功率控制 -空间矢量调制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 227 1127 有源阻尼 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 228 1128 PWMAC-DC变换器控制方案总结 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 233 113 总结和结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 234 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 237 第 12章 AC-DC三相/三开关/三电平 PWM 升压变换器:设计、建模与控制 !!!! 239 121 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 239 122 开关模式变换器建模技术概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 240 1221 平均建模技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 241 1222 开关函数建模技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 244 123 基本拓扑研究:单相、单开关、三电平变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 245 124 三相/三开关/三电平变换器的设计与平均建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 250 1241 三相/三开关/三电平变换器拓扑与运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 251 1242 三相/三开关/三电平变换器的状态 -空间平均建模 !!!!!!!!!!!!!!! 253 1243 理想稳定运行状态 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 256 目 录 ●●●●● ⅩⅦ 1244 设计准则 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 258 1245 状态空间小信号模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 259 1246 仿真结果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 263 125 三相/三开关/三电平 PWM升压变换器平均模型多环路控制技术 !!!!!!!!!!!! 264 1251 线性控制设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 265 1252 非线性控制设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 266 1253 仿真结果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 268 1254 比较评估 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 270 126 结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 273 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 273 第 13章 DC-DC变换器!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 276 131 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 276 132 开关模式变换概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 277 133 输出电流源变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 277 134 输出电压源变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 280 1341 直接变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 280 1342 间接变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 280 135 基础拓扑关系 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 281 136 双向功率流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 281 137 隔离 DC-DC变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 282 1371 单端正激变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 282 1372 单端混合桥式变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 283 1373 反激变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 283 1374 双端隔离变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 283 138 控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 284 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 285 第 14章 DC-AC变换器!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 286 141 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 286 142 电压源逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 287 1421 简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 287 1422 VSI拓扑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 287 1423 调制方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 291 143 多电平电压源变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 306 1431 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 306 1432 多电平变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 307 1433 多电平逆变器的调制技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 313 144 电流源逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 316 1441 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 316 1442 PWM-CSI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 316 1443 PWM-CSI调制方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 318 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 325 第 15章 AC-AC变换器!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 328 151 矩阵变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 328 1511 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 328 152 矩阵变换器的概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 329 1521 电源电路的实现 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 329 1522 电源电路的保护 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 333 1523 调制算法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 333 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) ⅩⅧ 1524 两阶矩阵变换器 (稀疏矩阵变换器) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 336 1525 应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 339 致谢 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 339 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 339 第 16章 AC-DC-AC变换器控制与应用的基本原理 !!!!!!!!!!!!!!!! 340 161 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 340 162 VSI供电感应电机的数学模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 345 1621 任意角速度旋转坐标系下的 IM数学模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 345 163 电压源整流器的运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 346 1631 电压源整流器的工作极限 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 347 1632 同步旋转 xy坐标下的 VSR模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 348 164 AC-DC-AC馈电式变换器感应电机的矢量控制方法:综述 !!!!!!!!!!!!!! 349 1641 磁场定向控制和虚拟磁链定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 349 1642 直接转矩控制和基于 VF的直接功率控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 351 1643 带空间矢量调制的直接转矩控制和带有空间矢量调制的直接功率控制 !!!!!!!! 353 165 电源侧变换器控制器设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 355 1651 电源电流和电源功率控制器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 355 1652 直流母线电压控制器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 360 166 直接功率和转矩控制与空间矢量调制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 362 1661 带有功功率前馈的 AC-DC-AC变换器供电感应电机驱动模型 !!!!!!!!!!! 362 1662 功率响应时间常数的分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 363 1663 直流母线电容器的能量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 364 167 直流母线电容器设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 366 1671 直流母线电容器额定值 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 366 168 摘要和结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 369 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 370 第 17章 电源!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 373 171 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 373 172 单相整流器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 374 1721 无内部输入电流控制回路的 PFC环节 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 374 1722 内部控制电流环的 PFC环节 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 377 173 直流负载功率变换 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 378 1731 隔离 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 380 1732 开关电容变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 381 1733 软开关变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 382 174 趋势 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 385 1741 新器件和新磁芯 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 385 1742 并联工作 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 385 1743 节能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 386 1744 数字建模与控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 387 175 结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 388 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 388 第 18章 不间断电源 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 391 181 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 391 182 UPS系统分类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 391 183 储能系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 394 184 分布式 UPS系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 395 185 基于分布式 UPS系统的微电网 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 400 目 录 ●●●●● ⅩⅨ 186 下垂法概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 403 187 通信 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 403 188 虚拟输出阻抗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 404 189 微电网控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 405 1810 结论!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 407 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 407 第 19章 多电平逆变器发展趋势 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 409 191 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 409 192 多电平逆变器基础 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 409 193 多电平逆变器的拓扑结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 411 1931 中性点钳位逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 411 1932 级联 H桥逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 412 1933 飞跨电容逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 413 194 多电平逆变器运行问题 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 414 195 感应电机驱动多电平拓扑的发展趋势 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 414 196 逆变器供电开放式绕组驱动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 415 197 常规 2电平逆变器级联多电平逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 416 198 十二边形空间矢量结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 419 199 多电平逆变器 PWM策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 423 1910 多电平逆变器的未来趋势!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 427 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 428 第 20章 谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 430 201 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 430 202 二阶谐振电路 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 430 203 负载 -谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 433 2031 输入时间函数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 434 2032 串联谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 434 2033 不连续模式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 436 2034 并联谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 437 2035 E类变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 438 2036 串并联负载谐振 DC-DC变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 438 204 谐振开关变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 439 2041 ZCS谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 440 2042 ZVS谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 441 2043 ZCS和 ZVS变换器的总结与比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 441 2044 两象限 ZVS谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 442 205 ZVS谐振 DC环节变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 444 206 双通道谐振 DC-DC变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 445 2061 基本结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 445 2062 稳态运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 447 2063 四个受控开关的结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 448 2064 控制特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 449 致谢 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 450 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 450 第四部分 电机驱动 第 21章 变换器供电感应电机驱动控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 453 211 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 453 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) ⅩⅩ 212 变换器供电感应电机分析中使用的符号 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 453 213 感应电机理论基础 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 455 2131 空间矢量方程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 455 2132 框图 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 456 2133 稳态特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 458 214 IM控制方法分类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 460 215 标量控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 461 2151 开环恒定电压/频率控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 461 216 磁场定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 463 2161 简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 463 2162 电流控制的 R-FOC方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 463 2163 电压控制定子磁场定向控制方案:自然磁场定向 !!!!!!!!!!!!!!!!! 469 217 直接转矩控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 471 2171 基本原则 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 471 2172 通用 DTC方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 473 2173 基于查表的 DTC:圆形定子磁链矢量路径 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 474 2174 直接自控:六边形定子磁链矢量路径 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 479 218 空间矢量调制的 DTC方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 481 2181 基于滞环 DTC方案的关键评估 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 481 2182 具有闭环转矩控制的 DTC-SVM方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 482 2183 具有闭环转矩和磁链控制的 DTC-SVM方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! 482 219 总结和结论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 483 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 485 第 22章 双馈感应电机驱动!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 487 221 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 487 222 电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 488 223 DFM的特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 489 224 电机稳态运行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 491 225 控制规则和解耦控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 492 2251 基于 MM电机模型的解耦控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 493 2252 基于矢量模型的解耦控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 494 2253 基于转子电流方程的解耦控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 494 226 总体控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 494 2261 基于 MM模型的控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 496 2262 基于矢量模型的控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 497 227 变量估计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 497 2271 计算定子与转子之间的角度 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 497 2272 用于估计转子速度和位置的锁相环的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 498 228 控制系统数字化实现的说明 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 498 2281 采样引起的延迟时间的补偿 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 498 2282 电流和电压的测量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 498 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 499 第 23章 独立双馈感应发电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 500 231 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 500 232 独立 DFIG拓扑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 501 2321 独立 DFIG模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 501 2322 滤波电容器的选择 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 502 2323 独立 DFIG的初始励磁 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 503 目 录 ●●●●● ⅩⅪ 2324 定子配置 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 504 233 控制方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 505 2331 定子电压矢量的无传感器控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 507 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 511 第 24章 FOC:磁场定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 512 241 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 512 242 多相永磁同步电机的磁场定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 516 243 多相同步磁阻电机的磁场定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 523 244 多相感应电机的磁场定向控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 525 245 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 535 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 536 第 25章 电驱动自适应控制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 538 251 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 538 252 自适应控制结构:基础 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 538 253 驱动系统中的增益调度 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 540 254 驱动系统的自校正调速器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 542 255 模型参考自适应结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 546 256 自适应调节器的特例———电驱动神经控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 552 257 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 555 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 555 第 26章 带弹性联轴器的驱动系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 558 261 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 558 262 驱动器的数学模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 558 263 扭振阻尼方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 559 264 被动方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 560 265 经典控制结构的修正 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 561 266 谐振比控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 564 267 状态控制器的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 565 268 模型预测控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 567 269 自适应控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 568 2610 结束语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 572 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 572 第 27章 基于多标量模型的交流电机控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 574 271 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 574 272 非线性变换与反馈线性化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 574 273 笼型感应电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 576 2731 笼型感应电机矢量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 576 2732 笼型感应电机的多标量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 576 2733 感应电机多标量模型的反馈线性化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 579 274 双馈感应电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 579 2741 双馈感应电机的矢量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 579 2742 DFM的多标量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 580 2743 DFM的反馈线性化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 581 275 内嵌式永磁同步电机模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 581 2751 内嵌式永磁同步电机矢量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 581 2752 IPMSM的多标量模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 582 2753 IPMSM的反馈线性化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 582 2754 IPMSM的高效控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 583 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) ⅩⅫ 276 反馈线性化的交流电机控制系统结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 583 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 585 第五部分 电能应用 第 28章 可持续照明技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 589 281 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 589 282 调光技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 590 2821 白炽灯调光 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 591 2822 频率控制电子镇流器的低压放电灯调光 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 591 2823 直流母线电压控制电子镇流器的低压放电灯调光 !!!!!!!!!!!!!!!!! 595 2824 带电子镇流器的高强度放电灯调光 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 596 2825 带电子镇流器的大型照明系统调光 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 598 283 可持续调光系统———可回收磁镇流器的放电灯调光 !!!!!!!!!!!!!!!!!! 599 2831 方法Ⅰ:控制灯的电源电压或电流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 599 2832 方法Ⅱ:镇流器灯阻抗路径的控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 601 2833 方法Ⅲ:灯端阻抗的控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 601 2834 可持续照明技术的实例 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 601 284 未来可持续照明技术———T5荧光灯超低损耗无源镇流器 !!!!!!!!!!!!!!!! 603 285 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 605 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 605 第 29章 光 -电 -热的一般理论及对发光二极管系统的影响 !!!!!!!!!!!!! 607 291 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 607 292 白色高亮度 LED和荧光灯的热与光比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 608 2921 散热比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 608 2922 热损失机理比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 609 293 LED系统的一般光电热理论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 609 2931 总体分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 610 2932 简化方程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 611 2933 LED的结壳热阻 Rjc的影响!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 611 2934 在 LED系统设计中使用的一般理论 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 611 294 一般理论的含义 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 613 2941 增加冷却效果可提高光输出 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 613 2942 多芯片与单芯片的 LED器件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 613 2943 多个低功率 LED与单个大功率 LED的使用!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 614 295 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 615 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 615 第 30章 太阳能转换 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 618 301 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 618 302 太阳能电池:现状与未来 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 618 303 系统平衡 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 622 304 最大功率点跟踪功能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 623 305 单级和多级光伏逆变器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 628 306 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 631 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 631 第 31章 混合动力电动汽车与纯电动汽车的电池管理系统 !!!!!!!!!!!!!! 634 311 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 634 312 HEV分类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 634 3121 微混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 634 目 录 ●●●●● ⅩⅩⅤ 3122 轻度混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 634 3123 全混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 3124 强混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 3125 插电式混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 3126 纯电动汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 3127 增程式电动汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 3128 燃料电池汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 635 313 混合动力传动结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 636 3131 串联混合动力汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 636 3132 并联混合动力汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 637 314 EV与 HEV的电池与电子系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 637 3141 汽车电池管理系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 638 3142 过电流保护 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 639 3143 过电压与欠电压保护 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 639 3144 过热与欠温保护 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 640 3145 HEV动力电池检测系统实例 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 640 3146 动力电池的均衡方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 642 3147 分流主动均衡法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 643 3148 穿梭主动均衡法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 646 3149 能量变换器主动均衡法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 647 31410 对比分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 649 31411 智能电池单元 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 649 31412 电池模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 649 31413 荷电状态测定 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 650 31414 健康状态确认 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 652 31415 历史记录功能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 652 31416 充电调节 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 652 31417 通信 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 654 第 32章 汽车系统电力负载!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 655 321 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 655 322 电动转向系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 656 3221 传统动力转向系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 656 3222 线控转向系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 656 323 电子稳定控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 657 3231 无级变速传动系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 657 3232 点火系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 658 3233 防抱死制动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 659 324 电子燃油喷射 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 660 3241 汽车泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 660 3242 电动门窗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 660 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 661 第 33章 插电式混合动力汽车 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 662 331 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 662 332 PHEV技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 663 3321 PHEV能量储存 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 663 3322 PHEV控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 664 3323 功率电子和驱动电机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 664 333 PHEV充电基础设备 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 665 ●●●●● 电气工程手册 (原书第 2版) ⅩⅩⅣ 3331 从电网充电 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 665 3332 从可再生能源充电 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 665 3333 功率流控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 666 334 PHEV效率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 666 3341 PHEV油井 -油箱效率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 666 3342 PHEV油箱 -车轮效率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 666 335 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 667 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 668 第六部分 电力系统 第 34章 三相电力系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 671 341 平衡多相电力系统示例 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 671 342 平衡三相电路分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 672 3421 星形三角形联结 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 675 343 功率因素考虑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 678 344 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 682 第 35章 非接触式能量传输!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 683 351 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 683 352 基本运行准则 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 684 3521 补偿拓扑 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 685 3522 电力谐振变换器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 686 353 CET系统概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 689 354 配有多个二次绕组的 CET系统概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 689 355 配有级联变压器的 CET系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 690 356 配有滑动式变压器的 CET系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 691 357 配有多个一次绕组的 CET系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 692 3571 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 692 3572 平面电感绕组 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 692 3573 电磁设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 693 3574 电力电子的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 694 3575 运行特点 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 695 358 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 695 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 696 第 36章 智能能源分配 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 699 361 智能能源分配的发展 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 699 362 智能电网的关键概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 701 363 智能电网展望 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 704 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 705 第 37章 柔性交流输电系统!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 706 371 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 706 372 FACTS的基本技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 706 3721 电力半导体 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 707 3722 基于晶闸管的 FACTS设备 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 707 3723 基于变换器的 FACTS设备 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 707 373 FACTS的种类和建模 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 708 3731 静止无功补偿器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 709 3732 静止补偿器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 712 3733 可控串联补偿器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 715 目 录 ●●●●● ⅩⅩⅤ 3734 晶闸管控制的调压器和移相器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 718 3735 统一潮流控制器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 720 374 FACTS在电力系统中的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 723 3741 电压稳定性和无功补偿 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 723 3742 潮流控制和可用传输容量 (阻塞控制) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 723 3743 暂态小扰动稳定性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 724 3744 可靠性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 724 375 FACTS的额定值 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 724 376 FACTS的成本 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 724 3761 成本结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 725 3762 价格指南 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 725 377 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 726 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 726 第 38章 电能质量改进的滤波技术 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 731 381 引言 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 731 382 谐波产生和特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 732 383 干扰特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 732 3831 功率因数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 733 3832 总谐波畸变率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 733 3833 畸变因数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 733 3834 峰值因数 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 734 384 谐波源的种类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 734 385 提高电能质量的滤波器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 738 3851 无源滤波器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 739 3852 有源电力滤波器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 743 386 有源滤波器的控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 755 387 单相并联有源电力滤波器的拓扑结构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 756 3871 参考信号的提取 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 757 3872 单极 PWM的控制原理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 757 3873 PWM门控信号的产生原理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 763 3874 有源电力滤波器的控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 763 3875 单相有源电力滤波器的小信号模型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 763 3876 仿真结果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 768 3877 实验验证 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 773 388 三相并联有源电力滤波器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 776 3881 参考电流提取 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 776 3882 控制技术原理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 779 3883 仿真结果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 781 389 结束语 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 785 参考文献 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 785
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