電力電子技術圖書簡介

本書是“十三五”江蘇省高等學校重點教材，也是全國部分理工類地方本科院校聯(lián)盟規(guī)劃的應用型教材之一。全書貫徹“理論與應用相統(tǒng)一、教學與實際相結(jié)合、工程應用特點明顯”的思想，介紹了電力電子器件、基本變換電路、主要控制技術及典型應用案例。全書共分九章。第1章緒論，講述電力電子技術的基本概念、開關變流原理、電力電子技術的主要應用等。第2章電力電子器件，對各種器件的結(jié)構進行簡要介紹，著重介紹其外特性、工作原理和主要參數(shù)，并結(jié)合一些品牌器件的參數(shù)樣本，給出器件參數(shù)查閱和選擇的方法。第3章講述應用電力電子器件時涉及的驅(qū)動、保護及串/并聯(lián)問題。第4～7章講述四大類變換電路（AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC）的基本理論，并在每一章后給出典型應用案例，介紹其在工程中的具體應用。第8章講述PSIM仿真軟件的使用方法。第9章為電力變換電路綜合應用案例，講述雙PWM變頻器主電路、控制電路設計的基本方法和思路；分析了典型不間斷電源UPS的應用電路。 本書可作為工程應用型高等院校電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)本科生教材，也可作為從事電力電子技術工作的工程技術人員的參考用書。

ISBN：978-7-111-66315-7

裝訂：

編輯：王雅新

開本：16開

出版日期： 2020-11-12

字數(shù)：396 千字

定價：45.0

cip：

前言

第1章 緒論1

內(nèi)容提要1

本章內(nèi)容導入1

1.1 電力電子技術的概念與發(fā)展1

1.1.1 電力電子技術的概念1

1.1.2 電力電子技術的研究內(nèi)容2

1.1.3 電力電子技術的發(fā)展4

1.2 電力電子技術的應用6

1.2.1 電源設計中的電力電子技術6

1.2.2 一般工業(yè)中的電力電子技術6

1.2.3 電力系統(tǒng)中的電力電子技術7

1.2.4 交通運輸中的電力電子技術8

1.2.5 家用電器中的電力電子技術8

1.2.6 新能源發(fā)電中的電力電子技術9

1.3 電力電子技術課程的基本要求及仿真軟件10

1.3.1 電力電子技術課程的基本要求10

1.3.2 電力電子技術常用的仿真軟件10

第2章 電力電子器件13

內(nèi)容提要13

本章內(nèi)容導入13

2.1 概述13

2.1.1 理想開關特性14

2.1.2 實際開關與損耗15

2.1.3 電力電子器件工作在高頻開關狀態(tài)下的優(yōu)勢16

2.2 功率二極管16

2.2.1 功率二極管的結(jié)構及工作原理17

2.2.2 功率二極管的靜態(tài)特性18

2.2.3 功率二極管的動態(tài)特性18

2.2.4 功率二極管的參數(shù)20

2.2.5 功率二極管的主要類型22

2.3 晶閘管22

2.3.1 晶閘管的結(jié)構及工作原理23

2.3.2 晶閘管的靜態(tài)伏安特性25

2.3.3 晶閘管的動態(tài)特性25

2.3.4 晶閘管的參數(shù)27

2.3.5 晶閘管的派生器件30

2.4 門極關斷晶閘管31

2.5 電力晶體管32

2.5.1 GTR的結(jié)構和工作原理32

2.5.2 GTR的靜態(tài)特性33

2.5.3 GTR的動態(tài)特性33

2.5.4 GTR的主要參數(shù)34

2.6 功率場效應晶體管34

2.6.1 功率MOSFET的結(jié)構和工作原理34

2.6.2 功率MOSFET的靜態(tài)特性36

2.6.3 功率MOSFET的動態(tài)特性37

2.6.4 功率MOSFET的主要參數(shù)39

2.7 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)41

2.7.1 IGBT的結(jié)構和工作原理41

2.7.2 IGBT的靜態(tài)特性42

2.7.3 IGBT的動態(tài)特性43

2.7.4 IGBT的主要參數(shù)43

2.8 功率集成模塊44

2.8.1 二極管模塊44

2.8.2 晶閘管模塊44

2.8.3 MOSFET和IGBT模塊44

2.8.4 智能功率模塊(IPM)45

2.8.5 電力電子器件的研制水平46

2.9 晶閘管的典型測試方法46

2.9.1 萬用表測試法47

2.9.2 發(fā)光測試法49

2.10 IGBT的雙脈沖測試法49

2.10.1 雙脈沖實驗的電路及設備49

2.10.2 雙脈沖實驗的基本過程50

本章小結(jié)54

思考題與習題55

第3章 電力電子器件應用基礎56

內(nèi)容提要56

本章內(nèi)容導入56

3.1 電力電子器件的基本驅(qū)動電路56

3.1.1 晶閘管的門極驅(qū)動電路57

3.1.2 電流型全控器件的驅(qū)動58

3.1.3 電壓型全控器件的驅(qū)動60

3.2 電力電子器件的保護61

3.2.1 過電壓保護61

3.2.2 過電流保護63

3.3 電力電子器件的緩沖電路63

3.4 電力電子器件的串聯(lián)與并聯(lián)65

3.4.1 電力電子器件的串聯(lián)65

3.4.2 電力電子器件的并聯(lián)66

3.5 電力電子器件驅(qū)動與保護典型應用電路67

3.5.1 三相晶閘管智能控制模塊67

3.5.2 集成化驅(qū)動芯片及電路介紹68

3.6 2SC0106T集成芯片及其驅(qū)動電路設計73

3.6.1 2SC0106T芯片介紹73

3.6.2 基于2SC0106T的驅(qū)動電路設計76

本章小結(jié)79

思考題與習題79

第4章 交流-直流變換電路81

內(nèi)容提要81

本章內(nèi)容導入81

4.1 單相可控整流電路81

4.1.1 單相半波可控整流電路82

4.1.2 單相橋式全控整流電路86

4.1.3 單相橋式半控整流電路90

4.1.4 單相全波可控整流電路92

4.2 三相可控整流電路93

4.2.1 三相半波共陰極可控整流電路94

4.2.2 三相半波共陽極可控整流電路98

4.2.3 三相橋式全控整流電路99

4.3 大功率可控整流電路106

4.3.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路106

4.3.2 兩組三相橋式整流電路并聯(lián)的12脈波相控整流電路108

4.3.3 兩組三相橋式整流電路串聯(lián)的12脈波相控整流電路109

4.4 考慮變壓器漏感的整流電路110

4.4.1 換相過程與換相重疊角110

4.4.2 換相期間基本的數(shù)量關系111

4.4.3 變壓器漏感對整流電路的影響112

4.5 有源逆變電路112

4.5.1 有源逆變的概念112

4.5.2 三相橋式整流電路的有源逆變工作狀態(tài)115

4.5.3 逆變失敗與最小逆變角的限制116

4.6 整流電路的諧波和功率因數(shù)117

4.6.1 整流電路對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響117

4.6.2 整流電路的諧波分析基礎118

4.6.3 交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析119

4.6.4 直流側(cè)輸出電壓和電流的諧波分析120

4.7 電壓型PWM整流器122

4.7.1 電壓型單相PWM整流器122

4.7.2 電壓型三相PWM整流器126

4.8 可控整流電路的典型應用案例128

4.8.1 可控整流電路在高壓直流輸電系統(tǒng)中的應用128

4.8.2 可控整流電路在冶金熔煉電源中的應用129

4.8.3 城市軌道交通供電系統(tǒng)整流機組的電路131

4.8.4 晶閘管可逆直流調(diào)速系統(tǒng)132

本章小結(jié)133

思考題與習題133

第5章 直流-交流變換電路136

內(nèi)容提要136

本章內(nèi)容導入136

5.1 逆變電路概述137

5.1.1 逆變電路的基本工作原理137

5.1.2 逆變電路的基本類型137

5.1.3 逆變電路的控制方式138

5.2 電壓型方波逆變電路138

5.2.1 單相電壓型逆變電路138

5.2.2 三相橋式電壓型方波逆變電路140

5.3 電流型方波逆變電路143

5.3.1 單相橋式電流型逆變電路143

5.3.2 三相橋式電流型逆變電路144

5.4 逆變電路的多重化及多電平化145

5.4.1 多重逆變電路145

5.4.2 多電平逆變電路147

5.5 逆變電路的脈寬調(diào)制(PWM)控制技術149

5.5.1 SPWM控制的基本原理149

5.5.2 SPWM的生成方法150

5.5.3 異步調(diào)制和同步調(diào)制152

5.6 電壓正弦SPWM逆變電路153

5.6.1 單相橋式SPWM逆變電路153

5.6.2 三相橋式SPWM逆變電路155

5.7 電流跟蹤SPWM控制技術156

5.7.1 電流跟蹤SPWM控制原理156

5.7.2 三相電流滯環(huán)控制型SPWM逆變電路157

5.8 逆變電路的典型應用案例158

5.8.1 逆變電路在超聲波電源中的應用158

5.8.2 逆變電源在感應加熱電源中的應用159

5.8.3 逆變電路在變頻器中的應用160

5.8.4 逆變電路在有源電力濾波器中的應用162

5.8.5 逆變電路在直流輸電系統(tǒng)中的應用164

本章小結(jié)165

思考題與習題165

第6章 直流-直流變換電路167

內(nèi)容提要167

本章內(nèi)容導入167

6.1 概述167

6.1.1 直流斬波的基本工作原理168

6.1.2 直流斬波電路的基本控制方式168

6.1.3 DC-DC變換電路的分類169

6.1.4 直流斬波電路中電感、電容的基本特性169

6.2 非隔離型斬波電路170

6.2.1 降壓斬波電路170

6.2.2 升壓斬波電路172

6.2.3 升降壓斬波電路174

6.2.4 Cuk斬波電路175

6.2.5 Sepic斬波電路177

6.2.6 Zeta斬波電路178

6.3 復合斬波電路和多相、多重斬波電路179

6.3.1 電流可逆斬波電路180

6.3.2 橋式可逆斬波電路180

6.3.3 多相多重斬波電路181

6.4 隔離型斬波電路182

6.4.1 正激變換電路182

6.4.2 反激變換電路185

6.4.3 半橋型變換電路186

6.4.4 全橋型變換電路187

6.5 直流-直流變換電路的典型應用案例189

6.5.1 Boost電路在LED應急照明電路中的應用189

6.5.2 反激式電路在手機充電器中的應用191

6.5.3 多相多重升壓斬波技術在船用逆變器中的應用193

本章小結(jié)194

思考題與習題194

第7章 交流-交流變換電路196

內(nèi)容提要196

本章內(nèi)容導入196

7.1 單相交流調(diào)壓電路196

7.1.1 單相相控式交流調(diào)壓電路196

7.1.2 單相斬控式交流調(diào)壓電路201

7.2 三相交流調(diào)壓電路202

7.2.1 三相相控式交流調(diào)壓電路202

7.2.2 三相斬控式交流調(diào)壓電路204

7.3 交流調(diào)功電路及電力電子開關205

7.3.1 交流調(diào)功電路205

7.3.2 晶閘管交流開關206

7.4 交-交變頻電路207

7.4.1 單相交-交變頻電路207

7.4.2 三相交-交變頻電路210

7.5 交流-交流變換電路典型應用案例212

7.5.1 交流調(diào)壓電路在調(diào)光臺燈中的應用212

7.5.2 交流調(diào)壓電路在電動機軟起動器中的應用214

7.5.3 電力電子開關在靜止無功補償裝置中的應用215

本章小結(jié)216

思考題與習題217

第8章 PSIM仿真軟件的應用218

內(nèi)容提要218

本章內(nèi)容導入218

8.1 PSIM仿真軟件介紹218

8.1.1 PSIM使用介紹218

8.1.2 PSIM軟件的元件選取219

8.2 直流斬波電路的仿真221

8.2.1 降壓斬波電路仿真(CCM模式)221

8.2.2 升壓斬波電路仿真(CCM模式)222

8.3 整流電路仿真224

8.3.1 單相橋式全控整流電路仿真224

8.3.2 三相橋式全控整流電路仿真225

8.4 單相橋式逆變電路仿真228

8.5 單相斬控式交流調(diào)壓電路仿真230

第9章 電力變換電路綜合應用案例232

內(nèi)容提要232

本章內(nèi)容導入232

9.1 雙PWM變頻器硬件電路設計232

9.1.1 雙PWM變頻器硬件總體結(jié)構233

9.1.2 主電路設計234

9.1.3 DSP開發(fā)平臺238

9.1.4 信號處理電路239

9.2 典型不間斷電源實例電路分析241

9.2.1 UPS不間斷電源系統(tǒng)組成241

9.2.2 各個模塊的電路原理242

本章小結(jié)245

參考文獻246

序

第5版前言

第4版前言

符號說明

第1章緒論1

11什么是電力電子技術1

12電力電子技術的發(fā)展史4

13電力電子技術的應用6

14本教材的 內(nèi)容簡介和使用說明8

第2章電力電子器件10

21電力電子器件概述10

22不可控器件——電力二極管14

23半控型器件——晶閘管19

24典型全控型器件25

25其他新型電力電子器件37

26功率集成電路與集成電力電子模塊39

習題及思考題42

第3章整流電路43

31單相可控整流電路43

32三相可控整流電路53

33變壓器漏感對整流電路的影響61

34電容濾波的不可控整流電路63

35整流電路的諧波和功率因數(shù)69

36大功率可控整流電路76

37整流電路的有源逆變工作狀態(tài)82

38整流電路相位控制的實現(xiàn)87

習題及思考題95

第4章逆變電路97

41換流方式98

42電壓型逆變電路100

43電流型逆變電路106

44多重逆變電路和多電平逆變電路112

習題及思考題118

電力電子技術第5章直流直流變流電路119

51基本斬波電路119

52復合斬波電路和多相多重斬波電路129

53帶隔離的直流直流變流電路131

習題及思考題138

第6章交流交流變流電路140

61交流調(diào)壓電路140

62其他交流電力控制電路148

63交交變頻電路149

64矩陣式變頻電路157

習題及思考題161

第7章PWM控制技術162

71PWM控制的基本原理163

72PWM逆變電路及其控制方法164

73PWM跟蹤控制技術177

74PWM整流電路及其控制方法179

習題及思考題184

第8章軟開關技術185

81軟開關的基本概念185

82軟開關電路的分類187

83典型的軟開關電路189

84軟開關技術新進展194

習題及思考題195

第9章電力電子器件應用的共性問題196

91電力電子器件的驅(qū)動196

92電力電子器件的保護200

93電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用204

習題及思考題206

第10章電力電子技術的應用207

101晶閘管直流電動機系統(tǒng)208

102變頻器和交流調(diào)速系統(tǒng)214

103不間斷電源218

104開關電源220

105功率因數(shù)校正技術224

106電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用228

107電力電子技術的其他應用235

習題及思考題237

結(jié)束語239

教學實驗241

實驗1三相橋式全控整流電路的性能研究241

實驗2直流斬波電路的性能研究243

實驗3單相交流調(diào)壓電路的性能研究244

實驗4單相交直交變頻電路的性能研究245

實驗5半橋型開關穩(wěn)壓電源的性能研究248

附錄251

附錄A術語索引251

附錄B與電力電子技術有關的學術組織、學術會議及期刊262

參考文獻267

《電力電子技術 第3版》以編者2010年出版的普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材、2011年江蘇省高等學校精品教材《電力電子技術第2版》為基礎，從電力電子技術應用的角度出發(fā)，簡明扼要地介紹了常用的不可控型、半控型和全控型電力電子器件；重點討論了交流直流變換、直流交流變換、交流交流變換、直流直流變換等電力電子變流電路。為強化高等職業(yè)教育的實踐技能培養(yǎng)，《電力電子技術 第3版》介紹了基于MATLAB的圖形化仿真實驗內(nèi)容?；镜慕虒W內(nèi)容均配有仿真實驗實例；另外還安排了課程設計等實踐內(nèi)容；《電力電子技術 第3版》內(nèi)容敘述詳細，便于自學；仿真實驗指導循序漸進，便于初學者掌握。《電力電子技術 第3版》的特色是提供了與理論分析波形相對應的仿真實驗波形和實物實驗波形，有利于加強學生的感性認識。內(nèi)容深入淺出、簡明扼要、實用性較強。和第2版相比，第3版增加了較多的例題和課后習題、優(yōu)化了直流交流變換電路部分的體系，新增了一定數(shù)量的仿真實驗內(nèi)容。

《電力電子技術 第3版》適用的讀者對象是電類相關專業(yè)的高職高專院校的學生，同時也可供從事電力電子技術工作的工程技術人員參考。

序

第5版前言

第4版前言

符號說明

第1章 緒論

1.1 什么是電力電子技術

1.2 電力電子技術的發(fā)展史

1.3 電力電子技術的應用

1.4 本教材的內(nèi)容簡介和使用說明

第2章 電力電子器件

2.1 電力電子器件概述

2.2 不可控器件——電力二極管

2.3 半控型器件——晶閘管

2.4 典型全控型器件

2.5 其他新型電力電子器件