全書由電力電子器件及驅(qū)動、基本電力變換電路、電力電子系統(tǒng)與保護、電力電子電路仿真、電力電子技術(shù)應(yīng)用五大部分組成,共分為10章。分別介紹了典型的電力電子器件及其應(yīng)用;常見四類電力電子變換電路、新型的電路拓撲;以12個實際應(yīng)用系統(tǒng)為例,講述了電力電子系統(tǒng)的技術(shù)指標、要求和基本設(shè)計方法;然后介紹了電力電子電路仿真基礎(chǔ)。
本書內(nèi)容以工程實例引入、精煉,注重實際應(yīng)用。
本書的宗旨是講清電力電子技術(shù)的基本理論、注重實際應(yīng)用,并力求簡練。主要內(nèi)容均以工程實例引入,以便明確相關(guān)內(nèi)容的目標。在應(yīng)用一章中的大部分實例來自于工程應(yīng)用項目。為了減少讀者對電力電子器件內(nèi)容的枯燥無味感,提高對電力電子技術(shù)的學習興趣,本書將器件和器件的驅(qū)動內(nèi)容分散在相關(guān)變換電路的章節(jié)分別講述。本書第一版已經(jīng)應(yīng)用了十三年,得到了相關(guān)教師、工程技術(shù)人員和學生們的好評,但也反映出了一些問題和不足。因此,在第一版的基礎(chǔ)上,本次修訂對其內(nèi)容進行了更新和補充,以適應(yīng)電力電子技術(shù)的發(fā)展。在主要內(nèi)容后都增加了實例分析,以便讀者對所講內(nèi)容有更加深入的理解,也可幫助讀者學習如何應(yīng)用所學理論解決實際問題。在每章的習題與練習后面增加了問題討論,以便延伸書中的相關(guān)內(nèi)容,可在教師的引導下組織學生進行討論。第二版對實際應(yīng)用內(nèi)容得到了進一步加強。全書共10章,第1章講述電力二極管、晶閘管和晶閘管的觸發(fā)電路,在該章中首先對電力電子器件進行了簡要概述,以使讀者對電力電子器件有一個初步的認識。本章的主要內(nèi)容放在電力二極管、晶閘管、晶閘管派生器件和晶閘管的觸發(fā)方面。該部分是第2章和第3章的基礎(chǔ)。第2章是相控整流電路,主要講述由電力二極管和晶閘管組成的整流電路。該章主要介紹了常用的單相、三相、大容量相控整流典型電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,介紹了各種整流電路在不同性質(zhì)負載時的分析方法、特點和應(yīng)用范圍。第3章為晶閘管交交變換電路,講述由晶閘管組成的各種交流調(diào)壓、調(diào)功和交交變頻電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,主要介紹了各種交交變換電路在不同性質(zhì)負載時的分析方法、特點和應(yīng)用范圍。第4章為全控型電力電子器件,主要講述門極可關(guān)斷晶閘管GTO、電力晶體管GTR、電力場效應(yīng)晶體管MOSFET和絕緣柵雙極型晶體管 IGBT等全控型器件,以及它們的驅(qū)動電路。將驅(qū)動電路分散在各器件的內(nèi)容中,以加強對器件與驅(qū)動電路的聯(lián)系。對其他一些新型全控型器件也作了簡要的介紹,主要介紹了碳化硅器件。第5章是逆變電路,主要講述電壓型和電流型逆變電路的工作原理、PWM控制的基本原理和PWM逆變電路的控制方式等內(nèi)容。第6章為直流直流變換電路,主要內(nèi)容有直流降壓變換電路(buck chopper)、直流升壓變換電路(boost chopper)、直流升降壓變換電路( buckboost chopper)、帶隔離變壓器的DCDC變換電路和雙向變換電路。第7章為其他電力電子變換電路,主要講述電容濾波的不可控整流電路、PWM整流電路、斬控式交流調(diào)壓電路、矩陣式交交變換電路和軟開關(guān)變換電路。第8章為電力電子系統(tǒng)及其保護,其內(nèi)容有電力電子系統(tǒng)及其保護、電力電子器件的串并聯(lián)及散熱。主要講述電力電子系統(tǒng)的設(shè)計。第9章為電力電子實際應(yīng)用系統(tǒng),將應(yīng)用系統(tǒng)分為電動機調(diào)速、電源和電力系統(tǒng)三個領(lǐng)域。共介紹了12個實際應(yīng)用系統(tǒng),并以這些應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ),講述了電力電子系統(tǒng)的技術(shù)指標、要求和基本設(shè)計方法。第10章為電力電子電路的計算機仿真基礎(chǔ),主要介紹了常用的電力電子電路仿真軟件。本書由王興貴、陳偉和李曉英主編,楊維滿、郭群和薛晟參編。王興貴編寫了緒論、第1章、第2章、第8章和第9章;陳偉編寫了第5章、第10章,并與薛晟共同編寫了第3章;李曉英編寫了第6章、第7章,并對全書進行了統(tǒng)稿。第4章的主要內(nèi)容由楊維滿編寫,其中的驅(qū)動電路相關(guān)內(nèi)容由王興貴完成;郭群編寫了所有的習題與練習和問題討論;本書由大型電氣傳動系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室主任王有云教授級高工主審,在審閱過程中提出了許多寶貴的修改意見,在此表示衷心地感謝。全書的校稿工作由王海亮、趙玲霞、李錦鍵和丁穎杰博士生完成。在本書的編寫過程中得到了蘭州理工大學電力電子課程組全體教師的支持和幫助;并感謝十三年來使用過本書和對本書提出過寶貴意見的學生們。本書引用了國內(nèi)外許多專家、學者的著作、論文等文獻,大部分在書末所附的參考文獻中已標出,有些未標出,在此都表示衷心感謝。由于作者水平有限,書中難免有疏漏和錯誤之處,希望廣大讀者予以批評指正。
王興貴,蘭州理工大學教授,博士生導師,主要從電氣自動化相關(guān)的研究與教學工作,研究方向:電力電子技術(shù)、運動控制系統(tǒng)、新能源發(fā)電控制技術(shù)。近年來主持完成國家級、省部級和橫向科研項目20多項,為企業(yè)解決了多項關(guān)鍵技術(shù)問題;在國內(nèi)外學術(shù)期刊發(fā)表論文90余篇,F(xiàn)為甘肅省第d一層次領(lǐng)軍人才,中國電源學會理事,中國電工技術(shù)學會電力電子學會常務(wù)理事,《電源學報》、《電力電子技術(shù)》期刊編委。
前言
第一版前言
緒論
第1章電力二極管和晶閘管
1.1電力二極管
1.2晶閘管
1.3晶閘管的觸發(fā)
思考題與習題
問題討論
第2章相控整流電路
2.1單相可控整流電路
2.2三相可控整流電路
2.3交流回路電感對整流特性的影響
2.4整流電路的諧波分析和功率因數(shù)
2.5相控整流電路的多重化
2.6相控有源逆變電路
2.7相控整流電路中晶閘管的移相控制
思考題與習題
問題討論
第3章晶閘管交交變換電路
3.1交交變換電路的分類
3.2晶閘管交流調(diào)壓電路
3.3晶閘管交流調(diào)功電路和交流電力電子開關(guān)
3.4晶閘管交交變頻電路
思考題與習題
問題討論
第4章全控型電力電子器件
4.1門極可關(guān)斷晶閘管GTO
4.2電力晶體管GTR
4.3電力場效應(yīng)晶體管MOSFET
4.4絕緣柵雙極型晶體管IGBT
4.5其他全控型電力電子器件
思考題與習題
問題討論
第5章逆變電路
5.1逆變電路的種類和換流方式
5.2電壓型方波逆變電路
5.3電流型逆變電路
5.4PWM逆變電路
5.5多重化逆變電路
5.6多電平逆變電路
思考題及習題
問題討論
第6章直流直流變換電路
6.1直流降壓變換電路
6.2直流升壓變換電路
6.3直流升降壓變換電路
6.4多相多重直流變換電路
6.5帶隔離變壓器的DCDC變換電路
6.6雙向直流變換電路
思考題與習題
問題討論
第7章其他電力電子變換電路
7.1電容濾波的不可控整流電路
7.2PWM整流電路
7.3斬控式交流調(diào)壓電路
7.4矩陣式交交變換電路
7.5軟開關(guān)變換電路
思考題與習題
問題討論
第8章電力電子系統(tǒng)及其保護
8.1電力電子系統(tǒng)
8.2電力電子系統(tǒng)的保護
8.3電力電子器件的串并聯(lián)
8.4電力電子器件的散熱
思考題與習題
問題討論
第9章電力電子實際應(yīng)用系統(tǒng)
9.1電動機調(diào)速
9.2電源
9.3電力系統(tǒng)
思考題與習題
第10章電力電子電路的計算機仿真基礎(chǔ)
10.1概述
10.2常用仿真軟件介紹
思考題與習題
參考文獻