電力電子技術及應用

本書結合國家示範院校專業建設開展的課程改革，按照以能力為本位、以就業為導向的原則進行編寫。主要內容分為器件和轉換電路兩大部分。在器件方面，除介紹普通的晶閘管外，還介紹了門極關斷晶閘管、大功率晶體管、功率場效應晶體管、晶閘管的派生器件、功率二極管等；在轉換電路部分，主要介紹可控整流、觸發電路及保護電路、有源逆變電路、變頻電路、交流調壓電路、直流轉換電路；後面還介紹了較為典型的應用電路及綜合實訓內容。本書實用性較強，將課程內容與典型應用融為一體，注重培養讀者的專業應用能力。

本書配有免費的電子教學課件、練習題參考答案，詳見前言。 ^[1] 

緒論

第1章 電力電子器件

1.1 普通晶閘管

1.1.1 晶閘管的結構

1.1.2 晶閘管的工作原理

1.1.3 晶閘管的伏安特性

1.1.4 晶閘管的主要參數

1.1.5 晶閘管的型號及簡單測試方法

1.2 全控型電力電子器件

1.2.1 門極可關斷晶閘管（GTO）

1.2.2 大功率晶體管（GTR）

1.2.3 功率場效應晶體管

1.2.4 絕緣柵雙極型晶體管

1.2.5 靜電感應晶體管（SIT）

1.2.6 靜電感應晶閘管

1.3 晶閘管的派生器件

1.3.1 快速晶閘管

1.3.2 雙向晶閘管

1.3.3 逆導晶閘管

1.3.4 光控晶閘管

1.4 功率二極管

1.4.1 功率二極管的工作原理

1.4.2 功率二極管的主要參數

1.4.3 功率二極管的主要類型

實訓1 晶閘管的簡易測試及導通、關斷條件測試

習題與思考題1

第2章 晶閘管可控整流電路

2.1 單相半波可控整流電路

2.1.1 電阻性負載

2.1.2 電感性負載及續流二極管

2.1.3 反電動勢負載

2.2 單相全波和單相全控橋式可控整流電路

2.2.1 單相全波可控整流電路

2.2.2 單相全控橋式整流電路

2.3 三相半波可控整流電路

2.3.1 三相半波不可控整流電路

2.3.2 三相半波可控整流電路

2.3.3 共陽極整流電路

2.3.4 共用變壓器的共陰極、共陽極三相半波可控整流電路

2.4 三相全控橋式整流電路

2.4.1 工作原理

2.4.2 對觸發脈衝的要求

2.4.3 對大電感負載的分析

2.5 變壓器漏電抗對整流電路的影響

2.5.1 換相期間的輸出電壓

2.5.2 換相重疊角

2.5.3 可控整流電路的外特性

實訓2 單相半波可控整流電路的連接與測試

實訓3 單相全控橋式整流電路的連接與測試

實訓4 三相全控橋式整流電路的連接與測試

實訓5 三相半控橋式整流電路的連接與測試

習題與思考題2

第3章 晶閘管的觸發電路及保護電路

3.1 對觸發電路的要求

3.2 單結晶體管觸發電路

3.2.1 單結晶體管

3.2.2 單結晶體管弛張振盪電路

3.2.3 單結晶體管的同步和移相觸發電路

3.3 同步電壓為鋸齒波的晶閘管觸發電路

3.3.1 觸發脈衝的形成與放大

3.3.2 鋸齒波的形成及脈衝移相

3.3.3 鋸齒波同步電壓的形成

3.3.4 雙窄脈衝形成環節

3.3.5 強觸發電路

3.4 集成觸發電路

3.4.1 KC04移相觸發電路

3.4.2 KC42脈衝列調製形成器

3.4.3 KC41六路雙脈衝形成器

3.4.4 由集成元件組成的三相觸發電路

3.5 觸發脈衝與主電路電壓的同步及防止誤觸發的措施

3.5.1 觸發電路同步電源電壓的選擇

3.5.2 防止誤觸發的措施

3.6 晶閘管的過電壓保護

3.6.1 晶閘管的關斷過電壓及其保護

3.6.2 晶閘管交流側過電壓及其保護

3.6.3 晶閘管直流側過電壓及其保護

3.7 晶閘管的過電流保護與電壓、電流上升率的限制

3.7.1 晶閘管的過電流保護

3.7.2 電壓與電流上升率的限制

實訓6 鋸齒波同步觸發電路的連接與測試

實訓7 用KC04觸發的三相全控橋式整流電路的連接與測試

習題與思考題3

第4章 有源逆變電路

4.1 有源逆變的工作原理

4.1.1 有源逆變過程的能量轉換

4.1.2 有源逆變的工作原理

4.2 三相有源逆變電路

4.2.1 三相半波有源逆變電路

4.2.2 三相橋式有源逆變電路

4.3 逆變失敗及最小逆變角的確定

4.3.1 逆變失敗的原因

4.3.2 最小逆變角的確定及限制

4.4 有源逆變電路的應用

4.4.1 用接觸器控制直流電動機正反轉的電路

4.4.2 採用兩組晶閘管反並聯的可逆電路

4.4.3 繞線轉子異步電動機的串級調速

實訓8 三相橋式有源逆變電路的連接與測試

習題與思考題4

第5章 變頻電路

5.1 變頻電路的作用、基本原理和換流方式

5.1.1 變頻電路的作用

5.1.2 變頻電路的基本原理

5.1.3 變頻電路的換流方式

5.2 諧振式變頻電路

5.2.1 並聯諧振式變頻電路

5.2.2 串聯諧振式變頻電路

5.3 三相變頻電路

5.3.1 電壓型三相變頻電路

5.3.2 電流型三相變頻電路

5.4 脈寬調製變頻電路

5.4.1 脈寬調製變頻電路概述

5.4.2 單相PWM變頻電路

5.4.3 三相橋式PWM變頻電路

5.4.4 用大規模集成電路芯片形成SPWM波

習題與思考題5

第6章 交流調壓電路

6.1 單相交流調壓電路

6.1.1 電阻性負載

6.1.2 電感性負載

6.2 三相交流調壓電路

6.2.1 帶中線星形連接的三相交流調壓電路

6.2.2 晶閘管與負載連接成內三角形的三相交流調壓電路

6.2.3 用三對反並聯晶閘管連接的三相三線交流調壓電路

6.3 交流過零調功電路

6.3.1 調功器的工作原理

6.3.2 實例——單相晶閘管過零調功電路

實訓9 三相交流調壓電路的連接與測試

習題與思考題6

第7章 直流變換電路

7.1 直流電壓變換電路的工作原理及其分類

7.1.1 直流電壓變換電路的工作原理

7.1.2 直流電壓變換電路的分類

7.2 單象限直流電壓變換電路

7.2.1 降壓變換電路

7.2.2 升壓變換電路

7.2.3 庫克變換電路

7.3 全橋式直流變換器電路

7.3.1 雙極性電壓開關PWM控制方式

7.3.2 單極性電壓開關PWM控制方式

實訓10 IGBT斬波電路的連接與測試

習題與思考題7

第8章 電力電子裝置的典型應用

8.1 穩壓電源

8.1.1 穩壓電源的基本工作原理

8.1.2 隔離式高頻變換電路

8.1.3 開關電源的應用

8.2 有源功率因數校正裝置

8.2.1 有源功率因數校正的工作原理

8.2.2 APFC集成控制電路UC3854及其應用

8.3 不間斷電源

8.3.1 UPS的分類

8.3.2 UPS整流器

8.3.3 UPS中的逆變器

8.3.4 UPS中的鎖相技術

8.3.5 UPS中的靜態開關

8.4 變頻調速裝置

8.4.1 變頻調速的基本控制方式

8.4.2 SPWM變頻調速裝置

習題與思考題8

綜合實訓1 整流變壓器設計

綜合實訓2 平波電抗器設計

綜合實訓3 脈衝變壓器設計

綜合實訓4 雙閉環調速系統電路設計與調試

附錄A 電源相序的測定

附錄B 變壓器極性的測定

參考文獻