本書以電力電子技術等課程為基礎,結合歷屆學生在電力電子技術方面的實驗和實踐問題,重點說明電力電子電路中常用的幾種控制方法和微控制器的實現。
隨著新能源電子產業(yè)的迅速發(fā)展,電力電子技術課程的教學內容需要轉到以全控型器件教學為主,需要培養(yǎng)更多的技能型人才、復合型人才。但是,目前電力電子技術課程的教學內容仍以半控型器件為主,而且不少學生在學完電力電子技術、模擬電子技術、微控制器原理等課程后,不能盡快將幾門課程融合起來,這主要是因為這幾門課程都有實踐性強的特點,需要花時間和精力去動手驗證。不經過一定時間的摸索和反復練習,學生對理論的理解不會深入,遇到諸多問題理不清頭緒、茫然應對,導致學習半途而廢,感覺實際應用和開發(fā)設計很難入門。如何使學生快速地掌握現代電力電子技術的一些控制技術、實驗方法,為后續(xù)的新能源系統(tǒng)、發(fā)電與控制、電機驅動技術等課程學習打下良好的基礎,是本書試圖解決的一個主要問題。沒有相關電路和編程基礎知識的人員也可閱讀本書,了解電力電子控制的一些關鍵技術和實踐步驟。
本書以電力電子技術等課程為基礎,結合歷屆學生在電力電子技術方面的實驗和實踐問題,重點說明電力電子電路中常用的幾種控制方法和微控制器的實現。本書內容分上下兩篇,共8章,上篇包括第1章至第6章,第1章介紹脈寬調制技術,第2章介紹正弦波脈寬調制技術,第3章主要介紹信號濾波,第4章介紹反饋控制技術,第5章主要介紹坐標變換,第6章介紹空間電壓矢量脈寬調制技術。在各種技術的實現方法中包含了硬件電路的設計舉例,可以使讀者全面掌握多條實現路徑。下篇包括第7章、第8章,介紹了電力電子技術的PLECS仿真實驗和實驗箱(HKDD-3A型)實驗。上下兩篇的閱讀無先后順序,可以單獨使用。
每一章內容先易后難,先簡要介紹原理和實現方法,歸納總結算法步驟,然后編寫軟件程序,最后用實驗驗證結果,力求做到理論和實踐相結合。書中使用的電路圖、波形圖較多,計算公式大多直接給出結果,因此簡化了解釋語句,希望讀者能掌握必要的原理和實現方法,不斷總結,化繁為簡,靈活應用。
在實踐驗證時,使用了典型型號的微控制器和開發(fā)板。為調試方便,盡可能地使用同一種類型的微控制器。例如,大多數實踐內容使用STC8A8K64S4、STM32F407作為8位和32位微控制器代表,方便直接由MCS51或由STM32入門的讀者選擇其中一種微控制器實踐,也方便掌握了MCS51想繼續(xù)學習STM32的讀者。程序中使用的外設和硬件電路已用文字適當說明,方便硬件改造和程序移植。對于其他型號的微控制器,算法程序基本一致,常常只做頭文件、配置等修改就可以直接使用。書中程序為了方便直觀,大多給出圖形化的測試結果。為了驗證算法和程序的正確性,注意了程序簡潔和方便調試等方面的要求,沒有過多考慮程序的高效性、通用性、健壯性等方面要求,因此編寫的語句和函數還需要優(yōu)化。
本書由常熟理工學院教師李天福編寫和全書統(tǒng)稿,浙江力控科技有限公司提供了第8章的基礎材料,常熟理工學院教師盧晨副教授、盧怡副教授參與了第8章的修改和實驗驗證,全書由張惠國副教授審閱。另外編者還參考了一些技術網站博主和工程師的開源資料,編者的家人和同事也給予了鼓勵和幫助,在此一并表示感謝。
由于電力電子電路涉及技術較多,而且電力電子技術和信息電子技術仍在快速發(fā)展,限于作者研究水平,書中難免會有疏忽和不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。