電力電子技術

“電力電子技術”是自動化專業、電氣工程及自動化專業、新能源科學與工程專業的重要學科基礎課。本書主要包括電力電子器件、交流-直流變換器、交流-交流變換器、直流-直流變換器、直流-交流變換器、諧振開關電路、變換器保護、諧波抑制和無功功率補償、MATLAB/Simulink在電力電子技術中的仿真應用等內容。本書的習題與講授的內容互為補充，介紹的一些應用實例具有較強的應用性和工程適用性。為便於讀者理解和自學，加入變換器工作過程的電流回路的圖示，通俗易懂。本書提供電子課件和習題解答。本書注重學科體系的完整性、強調工程概念、注重理論與實際相結合，反映電氣工程學科教學和科研**進展，體現創新性和學科特色，富有啓發性，有利於激發學生的學習興趣及創新潛能。本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、新能源科學與工程等專業的本科生教材，也可作為研究生和科研設計人員的參考用書。

緒論

第1章 電力電子器件

1．1 引言

1．2 電力電子器件的結構、特性和主要參數

1．2．1 功率二極管

1．2．2 晶閘管及派生器件

*1．2．3 可關斷晶閘管

*1．2．4 集成門極換流晶閘管

*1．2．5 雙極型功率晶體管

1．2．6 功率場效應晶體管

1．2．7 絕緣柵雙極型晶體管

1．3 電力電子器件的驅動電路

1．3．1 晶閘管的門極驅動電路

1．3．2 功率場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管的柵極驅動電路

1．3．3 集成驅動電路

1．4 電力電子器件的緩衝電路

1．4．1 緩衝電路的作用

1．4．2 緩衝電路的類型

1．4．3 緩衝電路元件的選擇

1．5 全控型電力電子器件的過電壓及過電流保護

*1．6 電力電子器件的串聯與並聯技術

1．6．1 晶閘管的串/並聯

1．6．2 功率場效應晶體管的串/並聯

1．6．3 絕緣柵雙極型晶體管的串/並聯

1．7 MATLAB Simulink/Power System工具箱及常用電力電子器件的仿真模型

1．7．1 MATLAB Simulink/Power System工具箱簡介

1．7．2 常用電力電子器件的仿真模型

小結

習題1

第2章 交流-直流變換器

2．1 引言

2．2 單相相控整流器

2．2．1 單相半波相控整流器

2．2．2 單相橋式相控整流器

2．2．3 電容濾波的不可控整流器

2．3 三相相控整流器

2．3．1 三相半波共陰極相控整流器

2．3．2 三相半波共陽極相控整流器

2．3．3 三相橋式相控整流器

*2．3．4 其他形式的大功率相控整流器

2．4 晶閘管觸發電路

2．4．1 晶閘管觸發電路的要求和類型

*2．4．2 同步信號為鋸齒波的觸發電路

*2．4．3 集成觸發器

2．4．4 數字觸發器

2．4．5 觸發電路的定相

2．5 變壓器漏抗對整流器的影響

2．6 有源逆變器

2．6．1 逆變的概念

2．6．2 三相橋式有源逆變器

2．6．3 逆變失敗與最小逆變角的限制

*2．7 相控整流器的諧波分析

2．7．1 相控整流器輸出電壓和負載電流的諧波分析

2．7．2 相控整流器在電感性負載時交流側電流的諧波分析

2．8 相控整流器的MATLAB仿真

2．8．1 電力電子變換器中典型環節的仿真模型

2．8．2 單相橋式相控整流器的仿真

2．8．3 三相橋式相控整流器的仿真

小結

習題2

第3章 交流-交流變換器

3．1 引言

3．2 相控交流調壓器

3．2．1 單相相控交流調壓器

3．2．2 三相相控交流調壓器

3．3 晶閘管交流調功器和交流開關

3．3．1 晶閘管交流調功器

3．3．2 晶閘管交流開關

3．4 交-交變頻器

3．4．1 單相交-交變頻器

3．4．2 三相交-交變頻器

3．5 交流調壓器的MATLAB仿真

3．5．1 單相相控交流調壓器的仿真

3．5．2 三相相控交流調壓器的仿真

小結

習題3

第4章 直流-直流變換器

4．1 引言

4．2 直流斬波器的控制

4．3 降壓變換器

4．3．1 降壓變換器的結構和工作原理

4．3．2 電流連續模式時的工作情況

4．3．3 電流連續和斷續模式的邊界

4．3．4 電流斷續模式時的工作情況

4．3．5 寄生元件的影響

4．3．6 輸出電壓紋波

4．4 升壓變換器

4．4．1 升壓變換器的結構和工作原理

4．4．2 電流連續模式時的工作情況

4．4．3 電流連續與斷續模式的邊界

4．4．4 電流斷續模式時的工作情況

4．4．5 寄生元件的影響

4．4．6 輸出電壓紋波

4．5 降壓-升壓變換器

4．5．1 降壓-升壓變換器的結構和工作原理

4．5．2 電流連續模式時的工作情況

4．5．3 電流連續和斷續模式的邊界

4．5．4 電流斷續模式時的工作情況

4．5．5 寄生元件的影響

4．5．6 輸出電壓紋波

*4．6 庫克變換器

4．6．1 庫克變換器的結構和工作原理

4．6．2 電壓和電流表達式

4．6．3 輸出電壓紋波

4．7 全橋式直流斬波器

4．7．1 全橋式直流斬波器的結構

4．7．2 雙極性PWM控制方式

4．7．3 單極性PWM控制方式

4．7．4 兩種控制方式的比較

4．8 直流斬波器的一般問題

*4．9 直流開關電源的應用

4．9．1 帶電氣隔離的變換器

4．9．2 直流開關電源的控制

4．9．3 PWM集成電路UC1524A

4．9．4 直流電源設計中的一些問題

4．10 Boost變換器的MATLAB仿真

小結

習題4

第5章 直流-交流變換器

5．1 引言

5．2 逆變器的基本原理

5．3 電壓型逆變器

5．3．1 單相電壓型逆變器

5．3．2 三相電壓型逆變器

5．3．3 電壓型逆變器的特點

5．4 電流型逆變器

5．4．1 單相電流型逆變器

5．4．2 三相電流型逆變器

5．4．3 電流型逆變器的特點

5．5 正弦脈寬調製逆變器

5．5．1 SPWM的基本原理

5．5．2 SPWM的控制方式

5．5．3 SPWM的調製方式

5．5．4 三相橋式SPWM逆變器

5．5．5 SPWM的一般問題

5．5．6 SPWM波的生成方法

*5．5．7 空間矢量脈寬調製

*5．6 逆變器的多重化和多電平化技術

5．6．1 多重化技術

5．6．2 多電平化技術

5．7 直流-交流變換器的MATLAB仿真

5．7．1 PWM脈衝發生器(2電平)的仿真模型

5．7．2 雙極性SPWM控制方式時單相橋式逆變器的仿真

5．7．3 倍頻SPWM控制方式時單相橋式逆變器的仿真

5．7．4 三相電壓型PWM逆變器的仿真

小結

習題5

*第6章 諧振開關電路

6．1 引言

6．2 開關模式與諧振變換器分類

6．2．1 硬開關模式與諧振開關模式

6．2．2 諧振開關變換器的分類

6．3 準諧振開關變換器

6．3．1 零電流開關準諧振變換器

6．3．2 零電壓開關準諧振變換器

6．4 零開關PWM變換器

6．4．1 零電壓開關PWM變換器

6．4．2 零電流開關PWM變換器

6．5 諧振直流環逆變器

小結

習題6

*第7章 電力電子裝置應用中的一些問題

7．1 電力電子器件的換流方式

7．2 變換器保護

7．2．1 變換器的過電壓保護

7．2．2 變換器的過電流保護

7．2．3 電壓上升率及電流上升率的限制

7．3 電力電子裝置的諧波與無功功率

7．3．1 諧波產生的原因和危害

7．3．2 無功功率產生的原因和危害

7．3．3 諧波的抑制方法和無功功率的補償方法

小結

習題7

王雲亮，天津理工大學 電氣電子工程學院教授，碩士生導師，多年來一直從事電力電子技術、微機控制等方面的科研與教學工作，發表論文多篇。