本书聚焦可再生能源系统中的核心电力电子设备与电机驱动技术，涵盖
电力电子变换器控制、多相电机设计及故障诊断等关键议题。全书共5章：第1章深入探讨微电网中交流电力电子变换器的电流与电压控制策略，对比分析了L、LC、LCL滤波器的动态特性，提出基于极点配置的增强型谐振控制器，解决了传统方法在弱电网下的稳定性难题；第2章系统梳理多相绕组拓扑结构，为高可靠性电机设计提供理论支撑；第3章创新性地提出六相感应电机的虚拟矢量控制方法，显著提升系统容错能力；第4章针对多相感应电机故障工况，建立电流降额优化模型；第5章综述感应电机故障检测与诊断技术，涵盖信号处理与智能算法的最新进展。
书中通过10余组仿真与实验案例（如40%深度C型电压暂降测试），验证了控制策略在动态响应、谐波抑制等方面的优越性。特别是在LCL滤波器谐振频率低于采样频率1/6的临界条件下，所提方法仍能保持稳定，突破了传统控制器的局限性。书中提供MATLAB设计脚本，增强了工程实用性。本书兼具理论深度与实践价值，适合电力电子、电机控制领域的研究人员及工程师参考。
随着全球能源结构向可再生能源转型，电力电子变换器与感应电机驱动技术已成为现代电力系统、工业自动化及新能源汽车等领域的核心技术。本书由该领域权威学者编撰，系统梳理了交流电力电子变换器的控制策略、多相电机绕组设计、故障容错控制等前沿课题，填补了复杂电网环境下高性能驱动系统研究的空白。
在翻译过程中，我们深刻体会到本书理论与实践结合的特色。书中不仅从数学模型层面剖析了微电网中LCL滤波器动态特性与控制器设计的耦合关系，还通过大量仿真与实验数据验证了理论方法的有效性。
本书的翻译出版，将为国内研究人员提供国际前沿的技术视角，助力我国在智能电网、高精度电机驱动等领域的自主创新。我们期待这本书能成为电力电子与电机控制领域学者、工程师的重要参考，推动产学研深度融合。
随着人们对气候变化的日益关注以及减少大气中有害排放的需求，电力电子变换器和电机驱动器在可再生能源系统和电动推进系统中的应用得到了显著发展。通常，电动机和电力变换器是交通运输相关应用中的推进装置，而发电机和电力变换器则是许多基于风能的发电系统中不可或缺的部分。
本书共分为5章，涵盖以下几个主题：
三相和多相电机驱动系统的线性和非线性控制；
电力电子变换器的线性和非线性控制；
多相电机的绕组类型；
多相电机的容错控制。
书中的各章内容由全球领先的研究人员撰写，这将进一步推动该领域的发展，并激发更多的研究工作。随着未来几年这一领域的重要性日益增加，本书有望成为一部具有影响力的
著作。
感谢妻子英格丽德·弗洛伦丁、儿子乔迪和贾维在这项艰巨的任务中给予的支持。
作者
作者
豪尔赫·罗达斯（Jorge Rodas）博士，1984年出生于巴拉圭亚松森。2009年获巴拉圭亚松森国立大学（UNA）电子工程学士学位；2012年和2013年分别获西班牙维戈大学和塞维利亚大学硕士学位；2016年获亚松森国立大学与西班牙塞维利亚大学联合培养博士学位；2021年获巴拉圭国家国防委员会授予的硕士学位。
2011年加入亚松森国立大学工程学院电力与控制系统实验室（LSPyC），现任教授。2017年和2022年分别担任加拿大蒙特利尔高等技术学院（cole de Technologie Supérieure）及西班牙加泰罗尼亚理工大学（巴塞罗那）客座教授。
现任爱思唯尔旗下《亚历山大工程学报》副主编，并担任《IEEE新兴与精选电力电子期刊》《MDPI世界电动汽车期刊》《能源研究前沿》特约编辑，曾担任《MDPI能源》特约编辑。2020年获巴拉圭国家科学奖。
专注于先进控制技术在实际问题中的应用的研究。当前研究包括：
将有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）与非线性控制应用于电力电子变换器；
可再生能源转换系统与电机驱动系统；
机器人系统（尤其是无人机）的智能控制技术。
译者序
原书前言
致谢
作者简介
第1章微电网中交流电力电子变换器的电流和
电压控制1
1.1引言1
1.1.1研究背景和目标1
1.1.2研究现状2
1.1.3本节内容11
1.1.4符号表13
1.2基于LCL滤波器并网逆变器的增强型谐振电流
控制器17
1.2.1系统及谐振控制器的传递函数建模18
1.2.2环路滤波器和前馈滤波器的设计21
1.2.3对电网阻抗变化的灵敏度25
1.2.4仿真和实验结果28
1.2.5基于表1.1中期望位置的极点配置方程34
1.2.6计算负载36
1.2.7设计代码示例37
1.2.8小结38
1.3基于直接离散时间极点配置的带LCL滤波器
并网逆变器的正-负序电流控制器38
1.3.1系统与扰动的建模39
1.3.2使用极点配置设计补偿器和观测器42
1.3.3参数灵敏度45
1.3.4实验结果47
1.3.5观测器公式60
1.3.6设计代码示例61
1.3.7小结61
1.4基于LCL滤波器的并网逆变器的广义多频率
电流控制器62
1.4.1系统与扰动的建模64
1.4.2控制器的结构和设计66
1.4.3所提出控制器的性能分析67
1.4.4电网阻抗变化的鲁棒性72
1.4.5实验与仿真结果73
1.4.6稳态卡尔曼滤波器增益85
1.4.7多频率控制器的计算负载87
1.4.8灵敏度函数和互补灵敏度函数的
推导过程87
1.4.9小结88
1.5具有交流电压无传感器同步和软起动功能的
并网逆变器89
1.5.1所提出的控制器结构90
1.5.2交流电压无传感器同步92
1.5.3估计相位对系统建模误差的敏感性96
1.5.4提案的性能分析99
1.5.5无冲击起动99
1.5.6实验结果101
1.5.7小结105
1.6孤岛运行模式和弱电网并网逆变器的AC电压
谐波控制106
1.6.1系统模型与扰动模型107
1.6.2控制器设计111
1.6.3鲁棒性与输出阻抗的关系117
1.6.4仿真结果122
1.6.5实验结果129
1.6.6小结134
1.7一种用于并网逆变器的具有快速瞬态响应和
低开关频率的有限控制集线性电流控制器135
1.7.1被控对象建模137
1.7.2电流控制器的设计138
1.7.3避免电网谐振143
1.7.4实验结果146
1.7.5被控对象模型矩阵的计算155
1.7.6FCS控制器的计算复杂度156
1.7.7小结157
1.8一种对测量噪声和被控对象模型变化具有更强
鲁棒性的模型预测电流控制器158
1.8.1被控对象和成本函数建模159
1.8.2电流控制器的设计161
1.8.3电流畸变162
1.8.4实验结果163
1.8.5卡尔曼增益的计算168
1.8.6小结168
结论168
参考文献169
第2章最新多相绕组技术184
2.1引言184
2.2传统多相绕组布局185
2.2.1采用素数相位顺序的单层传统绕组设计185
2.2.2采用复合相序的双层传统绕组设计188
2.3提高容错能力的绕组布局193
2.3.1组合星形/五边形单层定子绕组联结193
2.3.2九相六端集中式单层绕组布局198
2.3.3使用四重三相定子的伪六相感应电机201
2.4使用标准三相定子构建多相绕组206
2.4.1一般的N相绕组208
2.4.2基于标准三相定子的多相绕组分析209
2.5小结215
参考文献215
第3章六相感应电机的虚拟矢量控制220
3.1引言220
3.2六相电力驱动概述221
3.3作为控制动作的虚拟电压矢量224
3.3.1多矢量方法224
3.3.2谐波抑制226
3.3.3开关频率227
3.4模型预测控制结构228
3.4.1预测电机模型229
3.4.2代价函数229
3.5对比实验结果230
3.5.1测试平台230
3.5.2结果231
3.6小结233
参考文献233
第4章容错多相感应电机驱动器中的
电流降额236
4.1引言236
4.2容错六相感应电机驱动器237
4.2.1对称六相电机的矢量空间分解237
4.2.2开路相故障下的故障后运行238
4.3容错驱动中的电流降额240
4.4用于转矩和功率提升的电流降额方法242
4.4.1电流降额方法243
4.4.2故障后转矩特性244
4.5小结249
参考文献249
第5章感应电机故障检测与诊断方法的
系统综述251
5.1引言251
5.2感应电机的故障类型252
5.2.1轴承故障252
5.2.2定子故障253
5.2.3转子断条故障253
5.2.4偏心故障253
5.3系统综述方法253
5.4文献综合分析254
5.5小结256
参考文献256
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