電力電子技術(shù)

前言

　　本書第1版在2000年由高等教育出版社出版。幾年來電力電子技術(shù)有了新的發(fā)展，應(yīng)用成果層出不窮，在這期間我國高等教育教學(xué)改革不斷深入，為了使本課程緊跟新技術(shù)和教學(xué)改革的步伐，使本書不斷改進(jìn)和完善，第2版與廣大讀者見面了?！　”緯诘?版的基礎(chǔ)上，根據(jù)多年來的教學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和廣大讀者的意見修訂而成。本著以應(yīng)用為目的，以精選內(nèi)容、突出重點(diǎn)、便于教學(xué)為指導(dǎo)思想，在保證本學(xué)科知識內(nèi)容體系完整的前提下，既緊跟電力電子技術(shù)的發(fā)展，反映本學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，又遵循教育部高職高專的人才培養(yǎng)模式，使教材內(nèi)容更具有實(shí)用性?！　∪珪鴥?nèi)容按照電力電子器件、電力電子電路及其控制技術(shù)和電力電子裝置將內(nèi)容分為三部分。　　第一部分內(nèi)容包括常用電力電子器件（如SCR、GTO、vDMOS、IGBT、SIT、SITH、MCT、PIC等）的工作原理、特性、參數(shù)、驅(qū)動電路及保護(hù)方法，在此用了較多的篇幅敘述了全控型電力電子器件，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性?！　〉诙糠质潜緯闹鞲刹糠?，內(nèi)容安排體現(xiàn)了教材的基礎(chǔ)性、科學(xué)性和知識的系統(tǒng)性。它包括相控整流電路、直流變換電路、無源逆變電路和交流變換電路在內(nèi)的常用電力電子電路的工作原理、參數(shù)計(jì)算方法和應(yīng)用范圍。書中還介紹了軟開關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)知識?！　∫闺娏﹄娮与娐吠瓿筛鞣N工作任務(wù)，必須配以相應(yīng)的依賴于特定控制策略和控制算法的控制電路。本書較詳細(xì)地介紹了相控技術(shù)和PWM控制技術(shù)在上述各種電路中的應(yīng)用?！　〉谌糠謴膽?yīng)用的角度出發(fā)，介紹了多種典型的電力電子裝置的組成、工作原理和實(shí)際應(yīng)用。　　另外，書中編排了適當(dāng)?shù)睦}和大量的思考題與習(xí)題，它們是正文的補(bǔ)充，可以幫助學(xué)生提高認(rèn)識、強(qiáng)化記憶。在書的附錄中還列出了常用電力電子器件型號及參數(shù)供學(xué)生課程設(shè)計(jì)使用和工程技術(shù)人員參考。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)，編者編寫了復(fù)習(xí)資料；為了方便教師教學(xué)，高等教育出版社還可免費(fèi)提供含有本書電子教案和全部習(xí)題解答的光盤，凡使用本教材的老師，可憑書后免費(fèi)電子教案寄送單向出版社索取光盤?！　”緯母攀觥⒌?章至第3章、第6章和附錄由浣喜明編寫，第4章、第5章、第7章由姚為正編寫，全書由浣喜明統(tǒng)稿?！　≡S繼集團(tuán)電源有限公司提供了大量的應(yīng)用技術(shù)資料和產(chǎn)品樣本，為本書的編寫提供了重要幫助，在這里表示衷心的感謝，對書末所列參考文獻(xiàn)的作者也表示衷心的感謝?！　∽员緯?版出版以來，得到了廣大讀者和同行們的關(guān)心和支持，表示衷心感謝。由于編者學(xué)識水平有限，書中一定有很多疏漏和錯(cuò)誤之處，仍然期望使用本書的師生批評指正。

內(nèi)容概要

　　《電力電子技術(shù)》是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材（高職高專教育），書中主要內(nèi)容包括：電力電子器件、相控整流電路、直流變換電路、無源逆變電路、交流變換電路、軟開關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)、電力電子裝置。每章后附有思考題與習(xí)題，并在全書后給出部分習(xí)題參考答案。書中附錄還列出了常用電力電子器件型號及參數(shù)供學(xué)生課程設(shè)計(jì)和工程技術(shù)人員參考。《電力電子技術(shù)》適應(yīng)于高等?？茖W(xué)校、高等職業(yè)學(xué)校、成人高校以及本科院校的二級職業(yè)技術(shù)學(xué)院和民辦高校電類專業(yè)教材，也可供從事電力電子技術(shù)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

概述第1章 電力電子器件1.1 電力電子器件的基本模型1.1.1 基本模型與特性1.1.2 電力電子器件的分類1.2 電力二極管1.2.1 電力二極管及其工作原理1.2.2 電力二極管的特性與主要參數(shù)1.3 晶閘管1.3.1 晶閘管及其工作原理1.3.2 晶閘管的特性與主要參數(shù)1.3.3 晶閘管的派生器件1.4 可關(guān)斷晶閘管1.4.1 可關(guān)斷晶閘管及其工作原理1.4.2 可關(guān)斷晶閘管的特性與主要參數(shù)1.5 電力晶體管1.5.1 電力晶體管及其工作原理1.5.2 電力晶體管的特性與主要參數(shù)1.6 電力場效晶體管1.6.1 電力場效晶體管及其工作原理1.6.2 電力場效晶體管的特性與主要參數(shù)1.7 絕緣柵雙極型晶體管1.7.1 絕緣柵雙極型晶體管及其工作原理1.7.2 絕緣柵雙極型晶體管的特性與主要參數(shù)1.8 其他新型電力電子器件1.8.1 靜電感應(yīng)晶體管1.8.2 靜電感應(yīng)晶閘管1.8.3 MOS控制晶閘管1.8.4 集成門極換流晶閘管1.8.5 功率模塊與功率集成電路1.9 電力電子器件的驅(qū)動與保護(hù)1.9.1 電力電子器件的換流方式1.9.2 驅(qū)動電路1.9.3 保護(hù)電路1.9.4 緩沖電路1.9.5 散熱系統(tǒng)思考題與習(xí)題第2章 相控整流電路2.1 整流器的性能指標(biāo)2.2 單相相控整流電路2.2.1 單相半波相控整流電路2.2.2 單相橋式相控整流電路2.3 三相相控整流電路2.3.1 三相半波相控整流電路2.3.2 三相橋式相控整流電路2.4 相控整流電路的換相壓降2.5 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)2.5.1 有源逆變的工作原理2.5.2 三相半波有源逆變電路2.5.3 三相橋式有源逆變電路2.5.4 有源逆變最小逆變角βmin的限制2.6 晶閘管相控電路的驅(qū)動控制2.6.1 對觸發(fā)電路的要求2.6.2 晶閘管觸發(fā)電路2.6.3 觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步思考題與習(xí)題第3章 直流變換電路3.1 直流變換電路的工作原理3.2 降壓變換電路3.3 升壓變換電路3.4 升降壓變換電路3.5 庫克變換電路3.6 帶隔離變壓器的直流變換器3.6.1 反勵(lì)式變換器3.6.2 正勵(lì)式變換器3.6.3 推挽式變換器3.6.4 半橋式變換器3.6.5 全橋式變換電路3.7 直流變換電路的PWM控制技術(shù)3.7.1 直流PWM控制的基本原理3.7.2 直流變換電路的PWM控制技術(shù)思考題與習(xí)題第4章 無源逆變電路4.1 逆變電路的性能指標(biāo)與分類4.1.1 逆變電路的性能指標(biāo)4.1.2 逆變電路的分類4.2 逆變電路的工作原理4.3 電壓型逆變電路4.3.1 電壓型單相半橋逆變電路4.3.2 電壓型單相全橋逆變電路4.3.3 電壓型三相橋式逆變電路4.3.4 電壓型逆變電路的特點(diǎn)4.4 電流型逆變電路4.4.1 電流型單相橋式逆變電路4.4.2 電流型三相橋式逆變電路4.4.3 電流型逆變電路的特點(diǎn)4.5 逆變電路的SPWM控制技術(shù)4.5.1 SPWM控制的基本原理4.5.2 單極性SPWM控制方式4.5.3 雙極性SPWM控制方式4.5.4 三相橋式逆變電路的SPWM控制4.5.5 SPWM控制的逆變電路的優(yōu)點(diǎn)4.6 負(fù)載換流式逆變電路4.6.1 并聯(lián)諧振式逆變電路4.6.2 串聯(lián)諧振式逆變電路思考題與習(xí)題第5章 交流變換電路5.1 交流調(diào)壓電路5.1.1 單相交流調(diào)壓電路5.1.2 三相交流調(diào)壓電路5.2 交流調(diào)功電路5.3 交流電力電子開關(guān)5.4 交-交變頻電路5.4.1 單相輸出交-交變頻電路5.4.2 三相輸出交-交變頻電路5.4.3 交一交變頻電路輸出頻率上限的限制5.4.4 交一交變頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)思考題與習(xí)題第6章 軟開關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)6.1 軟開關(guān)的基本概念6.1.1 軟開關(guān)及其特點(diǎn)6.1.2 軟開關(guān)的分類6.2 基本的軟開關(guān)電路6.2.1 準(zhǔn)諧振變換電路6.2.2 零開關(guān)PWM變換電路6.2.3 零轉(zhuǎn)換PWM變換電路思考題與習(xí)題第7章 電力電子裝置7.1 開關(guān)電源7.1.1 開關(guān)電源的工作原理7.1.2 開關(guān)電源的應(yīng)用7.2 有源功率因數(shù)校正7.2.1 有源功率因數(shù)校正技術(shù)的原理7.2.2 PFC集成控制電路UC3854及其應(yīng)用7.3 不間斷電源7.3.1 UPS的分類7.3.2 uPs中的整流器7.3.3 UPS中的逆變器7.3.4 uPs的靜態(tài)開關(guān)7.4 靜止無功補(bǔ)償裝置7.4.1 晶閘管控制電抗器（TCR）7.4.2 晶閘管投切電容器（TSC）7.4.3 靜止無功發(fā)生器（SVG）7.5 變頻調(diào)速裝置7.5.1 變頻調(diào)速的基本控制方式7.5.2 變頻調(diào)速裝置的分類7.5.3 SPwM變頻調(diào)速裝置思考題與習(xí)題部分習(xí)題參考答案附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　③逆變電路　　將直流電能變換為交流電能的電路稱為逆變電路，也稱為DC／Ac變換電路。完成逆變的電力電子裝置稱為逆變器。如果將逆變電路的交流側(cè)接到交流電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流電反送到電網(wǎng)去，稱為有源逆變。它用于直流電機(jī)的可逆調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的串級調(diào)速、高壓直流輸電和太陽能發(fā)電等方面。如果逆變器的交流側(cè)直接接到負(fù)載，即將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流電供給負(fù)載，則稱為無源逆變，它在交流電動機(jī)變頻調(diào)速、感應(yīng)加熱、不間斷電源等方面應(yīng)用十分廣泛，是構(gòu)成電力電子技術(shù)的重要內(nèi)容。　?、芙涣髯儞Q電路　　把交流電能的參數(shù)（幅值、頻率）加以變換的電路稱為交流變換電路，也稱為Ac／AC變換電路。根據(jù)變換參數(shù)的不同，交流變換電路可以分為交流調(diào)壓電路和交一交變頻電路。交流調(diào)壓電路維持頻率不變，僅改變輸出電壓的幅值，它廣泛應(yīng)用于電爐溫度控制、燈光調(diào)節(jié)、異步電動機(jī)的軟啟動和調(diào)速等場合。交一交變頻電路也稱為直接變頻電路（或周波變流器），是不通過中間直流環(huán)節(jié)而把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成不同頻率的交流電的變換電路，它只能降頻、降壓，主要用于大功率交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。除此之外，還有采用全控型器件加PWM控制的交流變換器（又稱為交流斬波器），目前，由于成本太高，一般很少使用?！　、蓦娏﹄娮涌刂萍夹g(shù)　　要讓電力電子電路完成各種工作任務(wù)，必須為功率變換主電路中的開關(guān)器件配備提供驅(qū)動信號的控制電路。驅(qū)動信號的產(chǎn)生依賴于特定的控制策略和控制算法。最常用的是相控方式，即采用延時(shí)脈沖控制功率器件導(dǎo)通的相位。它在半控型器件的整流、逆變、交流調(diào)壓等電路中獲得了廣泛的應(yīng)用。除此之外，在大量采用全控型器件的電力電子電路中，為了減小輸出電能中的諧波分量，還廣泛采用通信工程中脈沖寬度調(diào)制（PWM）理論。所謂PWM技術(shù)就是利用電力半導(dǎo)體器件的開通和關(guān)斷產(chǎn)生一定形狀的電壓脈沖序列，經(jīng)過低通濾波器后來實(shí)現(xiàn)電能變換的一種技術(shù)。在電力電子技術(shù)中，采用PWM控制技術(shù)可有效地控制和消除諧波，提高裝置的功率因數(shù)，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻變壓，它成為了功率變換電路中的核心控制技術(shù)，被廣泛應(yīng)用到整流、斬波、逆變、交一交變換等電路。值得一提的是，脈沖幅度調(diào)制（PAM）和脈沖頻率調(diào)制（PFM）也得到了較多的應(yīng)用。

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