现代电力电子技术
清华大学出版社
《现代电力电子技术》一书着重讲解了电力电子器件的基本构造、运作原理和性能特征,并详尽阐述了电力电子技术中的四种关键变换电路,分别为直流-交流、直流-直流、交流-直流、交流-交流变换电路,并结合了一系列计算机仿真实例。全书共分为七章,第一章为绪论,第二章探讨了多种类型的电力电子器件,第三至第六章则依次剖析了四大类基本电力电子变换电路,第七章通过计算机仿真实例展示了开关稳压电源和SPWM逆变器的工作原理并进行了波形分析。本书强调实践性,适合于电气工程及其自动化专业、自动化专业以及其他相关专业的本科学生,并可供相关专业研究生作为参考资料,同时也适用于从事电力电子变换和控制的技术人员。
前言
电力电子学——电力电子变换和控制技术是高等工科学校电气工程及其自动化、自动化以及机电一体化等相关专业学生的必修课程。电力电子技术跨越电力、电子和控制三大领域,是现代电子技术的重要组成部分,是连接弱电和强电的关键环节,同时也是相关从业人员必备的专业知识。本书共有七章,第一章为绪论,概述了电力电子技术的概念、电能变换方法、发展历史和特点。第二章介绍了电力电子器件,涵盖了不同类型半导体电力电子器件的工作原理和特性。第三至第六章分别讨论了整流电路、直流斩波电路、逆变电路、交流调压和变频电路的基本原理和特性,其中包括单相三相可控整流电路、有源逆变电路、直流斩波电路、复合斩波电路、无源逆变电路、脉宽调制型(PWM)逆变电路、交流调压电路、交-交变频电路等,并且每一章末尾均运用MATLAB仿真软件对相关电路进行了仿真,以便读者能够直观地理解电路特性。第七章聚焦于电力电子技术的应用与实训,具体讲述了开关稳压电源和SPWM逆变器的MATLAB设计与仿真。通过MATLAB仿真应用程序,读者可以构建模型并进行仿真,借助计算机观察电路的仿真运行状态,从而深化对理论分析结果的认识,同时强化对知识的吸收。本书的内容选择遵循了以电工、电子学和控制理论最基本的原则为基础,系统而完整地呈现了电力电子变换和控制技术的核心知识、新技术的发展趋势和应用前景。书中注重文笔流畅、概念明确、论述深入浅出,易于学生阅读。除了第一章和第七章之外,其他章节均设有小结,有助于复习。编写分工如下:上海工程技术大学李媛媛副教授负责撰写第一、二、六、七章,王宇嘉副教授负责撰写第三、五章,张颖副教授负责撰写第四章。上海工程技术大学张莉萍教授担任本书的主要审查人。在编写过程中,得到了学校领导和同事的支持和协助,作者对此深表感激。此外,还要特别感谢参与本书编写整理的硕士研究生闫华山、刘学晶,以及进行仿真程序调试的魏然、黄牡丹、乔木、王晶晶等同学。由于时间和能力的限制,作者真诚期望各位教师、学生、专业人士以及广大读者对本书的内容、结构、遗漏或错误提出宝贵的意见和建议。编者于2014年3月完成此书。
目录
第1章绪论1
1.1电力电子技术概述1
1.2电能变换及控制的方法1
1.3电力电子技术的发展史2
1.4电力电子技术的特点3
1.5电力电子技术的应用4
第2章电力电子器件7
2.1电力电子器件概述7
2.2电力二极管8
2.2.1电力二极管的基本结构与工作原理8
2.2.2电力二极管的基本特性10
2.2.3电力二极管的主要参数11
2.2.4电力二极管的主要类型12
2.3电力晶体管12
2.3.1电力晶体管的基本结构与工作原理13
2.3.2电力晶体管的工作特性13
2.3.3电力晶体管的主要参数16
2.4晶闸管17
2.4.1晶闸管的基本结构与工作原理17
2.4.2晶闸管的工作特性18
2.4.3晶闸管的主要参数21
2.4.4晶闸管的主要类型23
2.5电力MOS场效应晶体管26
2.5.1电力MOSFET的基本结构与工作原理26
2.5.2电力MOSFET的工作特性27
2.5.3电力MOSFET的主要参数29
2.6绝缘栅双极型晶体管29
2.6.1IGBT的基本结构与工作原理29
2.6.2IGBT的工作特性30
2.6.3IGBT的擎住效应31
2.7其他新型电力电子器件33
2.8电力电子器件驱动与保护电路34
2.8.1晶闸管SCR的触发驱动器34
2.8.2GTO的触发驱动器35
2.8.3晶体管的驱动器36
2.8.4MOSFET和IGBT的驱动器37
2.8.5电力电子器件的缓冲电路38
2.8.6过电流保护和过电压保护40
2.9初识MATLAB仿真模块中的电力电子器件42
本章小结43
第3章整流电路44
3.1概述44
3.2单相可控整流电路44
3.2.1单相半波可控整流电路44
3.2.2单相桥式全控整流电路48
3.2.3单相桥式半控整流电路51
3.3三相可控整流电路54
3.3.1三相半波可控整流电路54
3.3.2三相全波可控整流电路65
3.4有源逆变电路72
3.4.1整流与逆变的关系72
3.4.2电源间能量的变换关系72
3.4.3有源逆变电路的工作原理73
3.4.4三相半波共阴极逆变电路75
3.5整流电路的MATLAB仿真实例77
3.5.1感容滤波的单相桥式不可控整流电路77
3.5.2电感性负载单相桥式全控整流电路79
3.5.3三相全桥不可控整流电路82
3.5.4三相全桥全控整流电路86
本章小结88
第4章直流斩波电路90
4.1概述90
4.2直流斩波电路的工作原理91
4.2.1斩波电路的基本原理91
4.2.2基本直流斩波电路92
4.3复合斩波电路104
4.3.1电流可逆斩波电路104
4.3.2桥式可逆斩波电路105
4.3.3直流直流变换电路的比较110
4.4斩波电路的MATLAB仿真实例110
4.4.1Buck降压电路110
4.4.2Boost升压电路111
4.4.3BuckBoost升降压电路114
本章小结115
第5章逆变电路116
5.1逆变电路概述116
5.1.1晶闸管逆变电路的换流问题116
5.1.2逆变电路的类型119
5.2无源逆变电路124
5.2.1无源逆变电路的工作原理124
5.2.2电流型逆变电路125
5.2.3电压型逆变电路129
5.3强迫换流式逆变电路133
5.3.1串联二极管式电流源型逆变器结构134
5.3.2工作过程(换流机理)134
5.4脉宽调制型(PWM)逆变电路136
5.4.1基本原理137
5.4.2正弦脉宽调制方法140
5.4.3电流滞环控制PWM143
5.5逆变电路的MATLAB仿真实例144
5.5.1单相方波逆变电路144
5.5.2双极性SPWM单相逆变器145
5.5.3倍频SPWM逆变器147
5.5.4三相SPWM逆变器148
本章小结150
第6章交流调压和变频电路151
6.1交流调压电路151
6.1.1单相交流调压电路151
6.1.2三相交流调压电路156
6.2交交变频电路160
6.2.1单相交交变频电路160
6.2.2三相交交变频电路162
6.3MATLAB仿真实例167
本章小结170
第7章电力电子技术的应用与实训172
7.1开关稳压电源的MATLAB设计与仿真172
7.1.1开关电源简介172
7.1.2开关电源的特点172
7.1.3整流稳压开关电源MATLAB仿真173
7.2SPWM逆变器的MATLAB设计与仿真177
7.2.1SPWM逆变器的基本原理177
7.2.2SPWM调制的相关技术177
7.2.3SPWM逆变器MATLAB仿真178
参考文献181
参考资料
现代电力电子技术.缺书网.2024-09-09
现代电力电子技术.读书网.2024-09-09
现代电力电子技术.书葵网.2024-09-09
目录
概述
前言
目录
参考资料