電力電子技術(shù)及應(yīng)用

前言

　　電力電子技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要基礎(chǔ)技術(shù)之一，也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的重要手段。隨著各種新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)，電力電子技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著越來(lái)越重要的作用。各種新穎變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制方法層出不窮，使變換器的性能更加完善和提高。因此，為適應(yīng)新時(shí)期對(duì)自動(dòng)化專業(yè)“應(yīng)用技術(shù)主導(dǎo)型，，人才的培養(yǎng)要求，編者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教改成果和科研積累，編寫了本書?！　”緯⒅貙W(xué)科體系的系統(tǒng)性、完整性和教學(xué)所需的循序漸進(jìn)性。各種變換電路的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)集中，便于全面理解和掌握。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能正確運(yùn)用到工程實(shí)際中去，注重理論與實(shí)際相結(jié)合，加強(qiáng)了工程意識(shí)。同時(shí)在內(nèi)容上充分考慮了與后續(xù)課程的銜接，做到既打好基礎(chǔ)，又盡量避免重復(fù)。重點(diǎn)和難點(diǎn)部分盡量翔實(shí)，便于自學(xué)。各章節(jié)內(nèi)容既有聯(lián)系，又相對(duì)獨(dú)立。因此，在使用本教材時(shí)，可根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h減。本書授課學(xué)時(shí)一般為40~64學(xué)時(shí)，可根據(jù)課程體系需要調(diào)整，合理安排。為了取得更好的教學(xué)效果，每章后均有本章小結(jié)和習(xí)題，以便于鞏固復(fù)習(xí)。全書在方法上力求簡(jiǎn)明，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)基本概念和分析問(wèn)題的思路?！　”緯饕榻B3個(gè)方面的內(nèi)容。在器件方面：除了傳統(tǒng)的晶閘管器件之外，主要介紹各種全控型自關(guān)斷器件和新型功率半導(dǎo)體器件，如PIC、IPM等；對(duì)電力電子開(kāi)關(guān)器件的輔助電路重點(diǎn)介紹了常用的驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路和保護(hù)電路。在電路方面：著重分析常見(jiàn)的DC／DC，DC／AC，AC／DC和AC／AC這4類基本變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本工作原理、分析方法和工程設(shè)計(jì)方法，并且專門討論了諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，以適應(yīng)變換電路高頻化的發(fā)展趨勢(shì)。在應(yīng)用方面：從組合變流電路的角度結(jié)合各種變換電路的具體應(yīng)用，介紹了典型電力電子裝置在電氣工程中的應(yīng)用，并就電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)的影響和可靠性問(wèn)題作了初步的探討?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｗ詣?dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化和相關(guān)專業(yè)的本科教材，也可作為從事電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的科研工作人員的參考用書。　　由于編者水平所限、經(jīng)驗(yàn)不足，書中難免存在一些缺點(diǎn)和不足，殷切希望廣大讀者與同行們批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

電力電子技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要基礎(chǔ)技術(shù)之一，也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的重要手段。本書主要從器件、電路和電力電子開(kāi)關(guān)器件的輔助電路等方面介紹了典型電力電子裝置在電氣工程巾的應(yīng)用，并初步探討了電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)的影響和可靠性問(wèn)題。本書注重學(xué)科體系的系統(tǒng)性、完整性和教學(xué)所需的循序漸進(jìn)性，各種變換電路的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)集中，便于全面理解和掌握。重點(diǎn)和難點(diǎn)部分盡量?jī)?nèi)容翔實(shí)，便于自學(xué)。    本書可作為高等院校自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化和相關(guān)專業(yè)的本科教材，也可作為從事電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的科研工作人員的參考用書。

書籍目錄

第0章  緒論    0.1  電力電子技術(shù)的形成及特點(diǎn)    0.2  電力電子技術(shù)的發(fā)展概況    0.3  電力電子技術(shù)的應(yīng)用    0.4  電力電子技術(shù)研究的內(nèi)容    0.5  電力電子技術(shù)課程的性質(zhì)、任務(wù)及要求    習(xí)題第1篇  電力電子開(kāi)關(guān)器件和輔助電路　第1章  電力電子開(kāi)關(guān)器件　　1.1  電力電子開(kāi)關(guān)器件概述    1.2  功率二極管    1.3  晶閘管    1.4  門極可關(guān)斷晶閘管    1.5  電力晶體管    1.6  電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管    1.7  絕緣柵雙極型晶體管    1.8  其他新型電力電子開(kāi)關(guān)器件    本章小結(jié)    習(xí)題　第2章  電力電子開(kāi)關(guān)器件的輔助電路    2.1  電力電子開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路    2.2  電力電子開(kāi)關(guān)器件的緩沖電路    2.3  電力電子開(kāi)關(guān)器件的保護(hù)電路    2.4  電力電子開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)與并聯(lián)    2.5  電力電子開(kāi)關(guān)器件的散熱    本章小結(jié)    習(xí)題第2篇  電力電子變換電路　第3章  直流變換電路    3.1  直流變換電路概述    3.2  降壓斬波電路    3.3  升壓斬波電路    3.4  復(fù)合型直流變換電路    3.5  多象限直流變換電路    3.6  全橋式直流斬波電路    3.7  多相多重直流變換電路    3.8  帶隔離變壓器的直流變換電路    3.9  直流變換電路的設(shè)計(jì)    本章小結(jié)    習(xí)題　第4章  無(wú)源逆變電路    4.1  無(wú)源逆變電路概述    4.2  電壓源單相方波逆變電路    4.3  三相方波逆變電路    4.4  脈寬調(diào)制型逆變電路    4.5  SPWM的實(shí)現(xiàn)方法    4.6 SPWM的優(yōu)化技術(shù)    4.7  逆變電路的控制    4.8  電壓空間矢量PWM控制    4.9  多電平逆變電路    4.10  多重逆變電路    4.11  無(wú)源逆變電路設(shè)計(jì)舉例.    本章小結(jié)    習(xí)題　第5章  整流電路    5.1  整流電路概述    5.2  橋式不可控整流電路    5.3  相控整流電路    5.4  帶平衡電抗器的相控整流電路    5.5  交流側(cè)電抗對(duì)相控整流電路性能的影響    5.6  相控整流電路的諧波和功率因數(shù)    5.7  相控整流電路的多重化    5.8  相控有源逆變電路    5.9  PWM整流電路    5.10  相控整流電路設(shè)計(jì)舉例    本章小結(jié)    習(xí)題　第6章  交流變換電路    6.1  交流變換電路概述    6.2  單相交流調(diào)壓電路    6.3  三相交流調(diào)壓電路　……第3篇　電力電子技術(shù)的應(yīng)用部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　0．4．1　電力電子器件　　電力電子器件是電力電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。電力電子器件主要用于能量變換和控制，一方面它必須具有承受高電壓、大電流的能力；另一方面要以開(kāi)關(guān)模式運(yùn)行。因此，通常被稱為電力電子開(kāi)關(guān)器件。電力電子器件發(fā)展非常迅速，迄今為止，已經(jīng)有很多不同原理、不同特性的種類。按照這些器件的開(kāi)關(guān)控制特性可分為兩類?！　?．不控型　　無(wú)控制極的二端器件，如功率二極管。其開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)取決于施加在器件兩端的電壓，正向?qū)?，反向關(guān)斷，流過(guò)的電流為單方向的。由于無(wú)控制極，器件不具有可控開(kāi)關(guān)性能?！　?．可控型　　可控型又分為半控型和全控型兩種。它們均為有控制極的三端器件。半控型器件也具有單向?qū)щ娦裕拈_(kāi)通不僅需在其陽(yáng)、陰極間施加正向電壓，而且還必須在門極和陰極加正向控制功率信號(hào)。但這類器件一旦開(kāi)通，就不能通過(guò)門極控制信號(hào)使其關(guān)斷，只能從外部改變加在陽(yáng)、陰極間的電壓極性或減小陽(yáng)極電流到某一數(shù)值使其關(guān)斷。因此，這類器件只能通過(guò)控制極控制其開(kāi)通而不能控制其關(guān)斷，故稱為半控型器件。晶閘管及其大部分派生器件屬這一類。全控型器件的控制極不但可控制其開(kāi)通而且也能控制其關(guān)斷，故稱為全控型。由于不需要外部提供關(guān)斷條件，僅靠自身的控制即可關(guān)斷，所以也被稱為自關(guān)斷器件。這類器件的種類很多，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。這類器件主要有電力晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極型晶體管等。按電力電子器件的驅(qū)動(dòng)性質(zhì)可分為電壓型和電流型兩種。　　0．4．2　電力電子變換電路　　以電力電子器件為核心，采用不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的變換和控制稱為電力電子變換電路。變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是將有源和無(wú)源元件按照一定規(guī)則連接起來(lái)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，不同的電能變換形式要求不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中根據(jù)變換功能的要求，可能包含有不同數(shù)量和不同種類的器件或電路。優(yōu)化變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理選擇、確定網(wǎng)絡(luò)中各器件的位置，利用相應(yīng)的控制技術(shù)，盡可能最經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)變換器的最佳功能。這樣既可減小變換器體積、重量和開(kāi)關(guān)損耗，又能提高波形質(zhì)量、功率因數(shù)和變換效率。變換電路的拓?fù)鋬?yōu)化是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的一個(gè)主要研究方向。隨著電能變換性能的不斷提高，將會(huì)不斷出現(xiàn)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，必然伴隨新的控制技術(shù)的誕生。　　按照電能變換的功能，電力變換通?？煞譃?大類，即AC／DC變換、DC／AC變換、．AC／AC變換和：DC／DC變換。

圖書封面

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