電力電子技術(shù)

前言

　　電力電子技術(shù)是當今發(fā)展較為迅速的一門學(xué)科，各種新型的電力電子器件的不斷涌現(xiàn)也使得這門新興的學(xué)科的內(nèi)涵得到迅速更新。正如同目前高等學(xué)校面臨著學(xué)科調(diào)整、教材更新的要求一樣，電力電子技術(shù)教材也要求它能適應(yīng)當今這門學(xué)科發(fā)展的需要，要求教材能反映最新的內(nèi)容。本書就是基于這種思想編寫的。　　本書分為器件和變換電路兩大部分。在器件部分，除了傳統(tǒng)的可控硅器件之外，大量的篇幅介紹可關(guān)斷器件以及新型功率半導(dǎo)體器件如IPM、PIC等。在變換電路中按AC／DC，DC／AC，DC／DC，AC／AC分類介紹。在AC／DC中介紹了新型的PWM整流器，在DC／AC中介紹了SPwM技術(shù)階遞合成逆變器，在AC／Ac變換中介紹了新興的矩陣式交一交變換技術(shù)。第七章諧振開關(guān)技術(shù)、第八章電力電子計算機輔助分析和第九章電力電子電路運行中的問題，都反映了電力電子學(xué)科當前的研究與發(fā)展的趨勢。本書第一章的緒論對電力電子的發(fā)展、現(xiàn)狀與趨勢作了總結(jié)。教學(xué)時不要求一開始就要深入理解，建議系統(tǒng)地學(xué)完各章后再回過頭來讀一遍緒論，有助于對電力電子技術(shù)學(xué)科的理解。　　本教材在使用過程中可根據(jù)大學(xué)本科和?？平虒W(xué)的需要作適當?shù)膭h減。在作?？平滩臅r可刪減第7、8、9章的內(nèi)容。本書也可以作為研究生和有關(guān)科技人員參考書?！　”緯牡?、2、4、8章由西北工業(yè)大學(xué)林輝編寫，第3章、第4.2節(jié)、第6.3節(jié)由湖南大學(xué)王輝編寫，第5、6章由湖北工學(xué)院廖冬初編寫，第2、9章由南昌大學(xué)徐敏編寫。第7章由西北工業(yè)大學(xué)周青苗編寫。全書由西北工業(yè)大學(xué)林輝統(tǒng)稿，由林輝、王輝主編。在編寫過程中，西北工業(yè)大學(xué)吳小華老師提出了寶貴意見，參加了審稿工作并編寫了第3章的相控整流電路設(shè)計部分；武漢理工大學(xué)陳前平老師也提出了寶貴意見。　　由于作者學(xué)識有限，編寫倉促，本書_定有很多疏漏及錯誤之處，希望使用本教材的老師和同學(xué)批評指正。

內(nèi)容概要

　　《普通高等學(xué)校自動化類專業(yè)新編系列教材：電力電子技術(shù)》分為器件和變換電路兩大部分。在器件部分，除了傳統(tǒng)的可控硅器件之外，大量的篇幅介紹可關(guān)斷器件以及新型功率半導(dǎo)體器件如jmp、pic等，在變換電路中按ac/dc，dc/ac，dc/dc，ac/ac，分類介紹。在ac/dc中介紹了新型的pwm整流器，在dc/ac中介紹了spwm技術(shù)階遞合成逆變器，在ac/ac變換中介紹了新興的矩陣式交-交變換技術(shù)。第7章諧振開關(guān)技術(shù)、第8章電力電子電路計算機仿真和第9章電力電子電路運行中的問題，都反映了電力電子學(xué)科當前的研究與發(fā)展趨勢。

書籍目錄

1 緒論（1）?1.1 電力電子技術(shù)及特點（1）?1.2 電力電子技術(shù)的發(fā)展概述（1）?1.3 電力電子技術(shù)研究的內(nèi)容（5）?1.3.1 電力電子開關(guān)器件（5）?1.3.2 電力電子變換器主電路（6）?1.3.3 電力電子功率變換的基本類型（6）?1.3.4 控制方式（8）?1.4 電力電子技術(shù)應(yīng)用（9）?1.5 教學(xué)要求（12）??2 電力半導(dǎo)體器件特性與應(yīng)用（13）?2.1 概述（13）?2.2 晶閘管及其派生器件（13）?2.2.1 晶閘管的基本工作原理（13）?2.2.2 晶閘管靜態(tài)伏安特性（15）?2.2.3 晶閘管基本特性參數(shù)（16）?2.2.4 晶閘管的門極驅(qū)動電路（23）?2.2.5 晶閘管的保護（25）?2.2.6 晶閘管的派生器件（26）?2.3 雙極型晶體管（34）?2.3.1 bjt結(jié)構(gòu)和基本工作原理（34）?2.3.2 特性與參數(shù)（35）?2.3.3 bjt的驅(qū)動和保護（41）?2.4 功率場效應(yīng)晶體管（powermosfet）（47）?2.4.1 功率mosfet的結(jié)構(gòu)和基本工作原理（47）?2.4.2 靜態(tài)特性與參數(shù)（48）?2.4.3 動態(tài)特性與參數(shù)（50）?2.4.4 安全工作區(qū)（52）?2.4.5 功率mosfet的驅(qū)動和保護（53）?2.5 絕緣柵雙極型晶體管（igbt）（55）?2.5.1 igbt的結(jié)構(gòu)和基本工作原理（56）?2.5.2 igbt的基本特性（57）?2.5.3 門極驅(qū)動（60）?2.5.4 igbt保護（62）?2.6 其他功率半導(dǎo)體器件（64）?2.6.1 靜電感應(yīng)晶體管（sit）（64）?2.6.2 靜電感應(yīng)晶閘管（sith）（66）?2.6.3 mos控制晶閘管（68）?2.7 功率集成電路與ipm（70）?2.7.1 功率集成電路（70）?2.7.2 智能模塊ipm（74）?2.8 全控型開關(guān)器件的緩沖電路與串并聯(lián)（77）?2.8.1 緩沖電路（77）?2.8.2 電力開關(guān)元件的串并聯(lián)（82）?習(xí)題（84）??3 ac/dc變換技術(shù)（86）?3.1 概述（86）?3.2 相控整流電路（87）?3.2.1 工頻相控整流的基本原理（87）?3.2.2 單相可控整流電路（89）?3.2.3 三相可控整流電路（98）?3.2.4 變壓器漏抗對整流電路的影響（108）?3.3 相控整流電路設(shè)計方法（110）?3.3.1 相控整流電路設(shè)計程序（110）?3.3.2 設(shè)計舉例（111）?3.4 pwm整流電路（113）?3.4.1 單相電壓型pwm整流電路（113）?3.4.2 三相電壓型pwm整流電路（117）?3.4.3 三相電流型pwm整流電路（119）?習(xí)題（120）??4 dc/ac變換技術(shù)（122）?4.1 概述（122）?4.1.1 逆變器的分類（122）?4.1.2 逆變電路原理與結(jié)構(gòu)（123）?4.2 有源逆變（124）?4.2.1 單相橋式逆變電路（125）?4.2.2 實現(xiàn)有源逆變的條件（126）?4.2.3 三相橋式逆變電路（127）?4.2.4 逆變失敗與最小逆變角的限制（128）?4.3 pwm逆變器（129）?4.3.1 單相pwm逆變器（129）?4.3.2 三相逆變器（133）?4.3.3 spwm波形生成技術(shù)（137）?4.4 階梯波（145）?4.5 pwm逆變器設(shè)計（148）?4.5.1 主回路元件選擇（148）?4.5.2 驅(qū)動與保護電路設(shè)計（150）?4.5.3 緩沖電路計算（150）?4.5.4 pwm策略與濾波電路（150）?4.5.5 熱計算（151）?4.5.6 逆變變壓器設(shè)計（151）?4.5.7 控制策略（151）?習(xí)題（152）??5 dc/dc變換技術(shù)（154）?5.1 概述（154）?5.2 直流/直流變換電路（154）?5.2.1 降壓變換器（154）?5.2.2 升壓變換器（160）?5.2.3 升降壓變換器（163）?5.2.4 庫克變換器（166）?5.3 變壓器隔離的直流?直流變換器（169）?5.3.1 正激變換器（169）?5.3.2 反激變換器（170）?5.3.3 半橋式隔離的降壓變換器（170）?5.3.4 全橋式隔離的降壓變換器（171）?5.4 開關(guān)電源設(shè)計原理（173）?5.4.1 開關(guān)電源的性能指標（174）?5.4.2 開關(guān)電源的設(shè)計原理（174）?習(xí)題（180）??6 ac/ac變換技術(shù)（181）?6.1 概述（181）?6.2 單相交流調(diào)壓（181）?6.2.1 通斷控制調(diào)壓方法（181）?6.2.2 相位控制調(diào)壓方法（182）?6.3 三相交流調(diào)壓（182）?6.4 矩陣變換器（185）?6.4.1 矩陣變換器的拓撲結(jié)構(gòu)（185）?6.4.2 矩陣變換器的功率開關(guān)（186）?6.4.3 矩陣變換器的換流（186）?6.4.4 矩陣變換器的控制原理（187）?6.5 交流?交流變頻電路（191）?6.5.1 單相交?交變頻電路（191）?6.5.2 三相交?交變頻電路（195）?習(xí)題（198）??7 諧振開關(guān)技術(shù)（199）?7.1 概述（199）?7.2 諧振電路基本工作原理（200）?7.2.1 串聯(lián)諧振電路工作原理（200）?7.2.2 并聯(lián)諧振電路工作原理（200）?7.3 軟開關(guān)電路在開關(guān)電源中的分類（201）?7.3.1 準諧振變換器（201）?7.3.2 軟開關(guān)pwm技術(shù)（205）?7.4 直流環(huán)節(jié)諧振型逆變器（210）?7.4.1 有損耗lc諧振槽路（210）?7.4.2 開關(guān)sr的作用（211）?7.4.3 rdcli的工作過程分析（212）?習(xí)題（213）??8 電力電子電路計算機仿真（214）?8.1 概述（214）?8.2 電力電子仿真分析基礎(chǔ)（215）?8.2.1 仿真分析中常用的器件模型（215）?8.2.2 仿真分析基本方法（216）?8.3 matlab用于電力電子電路分析方法（218）?8.3.1 matlab語言簡介（218）?8.3.2 matlab電氣系統(tǒng)模塊（psb）仿真過程（218）?8.3.3 psb提供的庫和模塊（219）?8.3.4 psb中電力電子器件模型（227）?8.3.5 電子仿真舉例psb電力（234）?8.4 pspice用于電力電子電路分析方法（238）?8.4.1 pspice語言簡介（238）?8.4.2 pspice的電路及元器件描述（239）?8.4.3 pspice通用語句與仿真分析（253）?8.4.4 pspice仿真實例（257）?習(xí)題（258）??9 電力電子電路運行中的問題（260）?9.1 電力電子諧波與有源電力濾波器（260）?9.1.1 有源濾波補償原理（260）?9.1.2 apf主電路及其控制（261）?9.2 功率因數(shù)提升技術(shù)（262）?9.2.1 電力電子裝置功率因數(shù)的基本概念（262）?9.2.2 整流電路的功率因數(shù)及其改善措施（264）?9.2.3 采用無功補償提高功率因數(shù)（267）?9.2.4 減小諧波成分，提高電流畸變因數(shù)（諧波對cosφ的影響）（270）?9.2.5 采用兩組交流裝置串聯(lián)運行（271）?9.2.6 功率因數(shù)校正整流電路（271）?9.3 逆變器的并聯(lián)運行（272）?9.3.1 自整步法（273）?9.3.2 外特性下垂法（274）?9.3.3 主從模塊法（275）?9.3.4 熱同步并機技術(shù)（275）?9.3.5 無主從同步均流技術(shù)（276）?9.4 電力電子器件的發(fā)熱問題（276）?9.4.1 半導(dǎo)體器件最高允許結(jié)溫與結(jié)溫減額（276）?9.4.2 熱路與溫度計算（277）?9.4.3 外部熱阻確定方法和散熱器設(shè)計（279）?9.4.4 瞬態(tài)熱阻（281）?習(xí)題（283）??參考文獻（284）

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