电力电子技术 [平装]

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《电力电子技术》是普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材之一。

目录

前言
绪言
0.1 电力电子技术的概念及研究领域
0.2 电力电子技术的发展历史
0.3 电力电子技术的应用
0.4 电力电子技术的发展趋势
0.5 电力电子电路的仿真
0.6 本教材主要内容

第1章 电力电子器件及驱动和保护
1.1 概述
1.1.1 电力电子器件的定义
1.1.2 理想的电力电子开关
1.1.3 电力电子器件的损耗
1.1.4 电力电子器件的分类
1.2 电力二极管
1.2.1 电力二极管的结构和基本工作原理
1.2.2 电力二极管的基本工作特性
1.2.3 电力二极管的主要参数
1.2.4 电力二极管的主要类型
1.2.5 电力二极管的型号
1.3 晶闸管
1.3.1 晶闸管的结构
1.3.2 晶闸管的工作原理
1.3.3 晶闸管的基本工作特性
1.3.4 晶闸管的主要参数
1.3.5 晶闸管的型号
1.3.6 晶闸管的派生器件
1.4 门极关断晶闸管
1.4.1 GTO的结构
1.4.2 GT0的工作原理
1.4.3 GTO的主要参数
1.5 电力晶体管
1.5.1 GTR的结构
1.5.2 GTR的工作特性
1.5.3 GTR的主要参数
1.5.4 GTR二次击穿现象及安全工作区
1.6 电力场效应晶体管
1.6.1 电力MOSFET的结构和工作原理
1.6.2 电力MOSFET的特性
1.6.3 电力MOSFET的主要参数
1.7 绝缘栅双极型晶体管
1.7.1 IGBT的结构和工作原理
1.7.2 IGBT的工作特性
1.7.3 IGBT的擎住效应和安全工作区
1.7.4 IGBT的主要参数
1.8 其他新型电力电子器件
1.8.1 静电感应晶体管
1.8.2 静电感应晶闸管
1.8.3 集成门极换流晶闸管
1.8.4 电子注入增强栅晶体管
1.8.5 基于新材料的电力电子器件
1.8.6 功率模块、功率集成电路与集成电力电子模块
1.9 电力电子器件的驱动要求
1.9.1 晶闸管的触发要求
1.9.2 GT0的驱动要求
1.9.3 GTR的驱动要求
1.9.4 电力MOSFET的驱动要求
1.9.5 IGBT的驱动要求
1.10 电力电子器件的串并联技术
1.10.1 晶闸管的串联
1.10.2 晶闸管的并联小结
思考题及习题

第2章 可控整流及有源逆变电路
2.1 概述
2.1.1 整流的概念
2.1.2 整流电路的分类
2.1.3 整流电路的主要性能指标
2.2 单相可控整流电路
2.2.1 单相半波可控整流电路
2.2.2 单相桥式全控整流电路
2.2.3 单相全波可控整流电路
2.2.4 单相桥式半控整流电路
2.3 三相可控整流电路
2.3.1 三相半波可控整流电路
2.3.2 三相桥式全控整流电路
2.3.3 三相桥式半控整流电路
2.4 变压器漏抗对整流电路的影响
2.4.1 换相期间的整流输出电压
2.4.2 换相压降的计算
2.4.3 换相重叠角的计算
2.4.4 可控整流电路的外特性
2.5 电容滤波的不可控整流电路
2.5.1 电容滤波的单相桥式不可控整流电路
2.5.2 电容滤波的三相桥式不可控整流电路
2.6 整流电路的有源逆变工作状态
2.6.1 逆变的概念
2.6.2 有源逆变产生的条件
2.6.3 三相有源逆变电路
2.6.4 逆变失败的原因分析及最小逆变角的限制
2.6.5 有源逆变的应用
2.7 整流电路的谐波和功率因数
2.7.1 整流电路的谐波分析
2.7.2 整流电路的功率因数
2.8 晶闸管直流电动机系统
2.8.1 整流状态下电动机的机械特性
2.8.2 逆变状态下电动机的机械特性
2.9 电力公害及改善措施
2.9.1 电力公害
2.9.2 网侧电流谐波的抑制技术
2.9.3 提高功率因数的方法
小结
思考题及习题

第3章 直流斩波电路
3.1 概述
3.1.1 直流斩波的基本工作原理
3.1.2 直流斩波电路的基本控制方式
3.2 非隔离型斩波电路
3.2.1 降压型斩波电路的结构及工作原理
3.2.2 升压型斩波电路的结构及工作原理
3.2.3 升降压型斩波电路的结构及工作原理
3.2.4 cuk斩波电路的结构及工作原理
3.2.5 Sepic斩波电路的结构及工作原理
3.2.6 zeta斩波电路的结构及工作原理
3.3 隔离型斩波电路
3.3.1 正激型变换电路的结构及工作原理
3.3.2 反激型变换电路的结构及工作原理
3.3.3 推挽型变换电路的结构及工作原理
3.3.4 半桥型变换电路的结构及工作原理
3.3.5 全桥型变换电路的结构及工作原理
小结
思考题及习题

第4章交流调压和变频电路
4.1 交流调压电路
4.1.1 概述
4.1.2 单相交流调压电路
4.1.3 三相交流调压电路
4.2 交流无触点开关
4.2.1 晶闸管交流无触点开关
4.2.2 全控型器件交流无触点开关
4.3 交流调功电路
4.4 交一交变频电路
4.4.1 单相交一交变频电路
4.4.2 三相交一交变频电路
小结
思考题及习题

第5章无源逆变电路
5.1 概述
5.1.1 无源逆变电路的分类
5.1.2 换流方式
5.1.3 逆变电路的基本工作原理
5.2 电压型逆变电路
5.2.1 单相半桥电压型逆变电路
5.2.2 单相全桥电压型逆变电路
5.2.3 三相电压型逆变电路
5.3 电流型逆变电路
5.3.1 单相电流型逆变电路
5.3.2 三相电流型逆变电路
5.4 SPWM逆变电路
5.4.1 PWM控制的基本原理
5.4.2 SPWM逆变电路的控制方法
5.4.3 单相SPWM逆变电路
5.4.4 三相SPWM逆变电路
小结
思考题及习题

第6章 电力电子新技术及应用
6.1 软开关技术
6.1.1 软开关的概念
6.1.2 软开关电路的分类和典型电路
6.2 矩阵式变换电路
6.2.1 矩阵式变换电路的特点
6.2.2 矩阵式变换电路的工作原理6.3 有源滤波技术
6.3.1 概述
6.3.2 有源电力滤波器的工作原理
6.3.3 有源电力滤波器的分类
6.3.4 有源电力滤波器的控制
6.4 功率因数校正技术
6.4.1 功率因数校正的概念
6.4.2 功率因数校正电路的分类
6.4.3 单级功率因数校正电路的基本原理
6.4.4 有源功率因数校正的电流控制方式
6.5 蔷压直流输电技术
6.5.1 高压直流输电系统的线路结构
6.5.2 蔷压直流输电系统的构成
6.5.3 葛压直流输电技术的特点
6.5.4 苦压直流输电技术的应用场合
6.6 柔性交流输电技术
6.6.1 柔性交流输电技术的特点
6.6.2 柔性交流输电技术的分类及其原理
小结
思考题及习题
参考文献

文摘

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在高度发达的今天，电能是国民经济和人们生活中非常重要的能源，而作为对电能进行变换和控制的电力电子装置也是无处不在。电力电子技术的应用领域已从传统的机械、石化、纺织、冶金、电力、铁路、航空、航海等领域，进一步扩展到汽车、通信、家用电器、医疗设备、照明等领域。对于电力电子技术的应用，主要可概括为以下几个方面。
1.一般工业应用
据不完全统计，在目前所有能源中，电能约占40％，电能中55％以上是通过各种电机消耗的，而为各种电机供电的电源都是电力电子装置。此外，电化学、电解、电镀等所需要的整流电源，冶金工业中的中频、高频感应加热电源，直流电弧炉电源等都是电力电子装置。
2.交通运输中的应用
电力机车、城市电车、地铁都采用电力电子装置进行调速和控制。电动汽车的电机也需要电力电子装置进行电力变换和控制。飞机、船舶需要多种不同性能的电源，也离不开电力电子技术。
3.电力系统中的应用
电力电子技术在电力系统中的应用也非常广泛。直流输电具有输电距离远、调节性能好、过电压水平低、线路损耗小的优点，近年来得到迅速发展，我国也已投建了多条高压直流输电线路。直流输电送电端和受电端的换流阀都采用晶闸管变流装置。近年来发展起来的柔性交流输电技术（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对提高电力系统电能质量具有重要意义，其中各种补偿装置，如晶闸管控制电抗器（T（CR）、晶闸管投切电容器（TSC）、静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等，都是电力电子装置。
4.新能源中的应用
近年来，风力发电、太阳能发电、潮汐发电等各种可再生能源的应用越来越受到重视，这些新型发电方式都需要电力电子技术参与调节和控制。同时，这些发电方式发出的电能在联网和储能时也离不开电力电子装置。
5.电子装置在家用电器中的应用
各种电子装置都需要不同电压等级的直流电源供电，近年来高频开关电源因其具有体积小、重量轻、效率高的特点，已经取代了传统的线性稳压电源。
家用电器中，各种节能灯的镇流器、电视机、变频空调、变频冰箱等，都采用了电力电子技术。
总之，电力电子技术在国民经济各行各业和人们的日常生活中都必不可少。

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