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第1章 绪论1

1.1 电力电子技术发展概况1

1.1.1 电力电子技术内涵1

1.1 2 电力电子器件的发展2

1.1.3 变流电路的发展4

1.1.4 控制技术的发展4

1.2 变流电路分类与功能5

1.3 电力电子技术应用6

1.3.1 电源6

1.3.2 电气传动7

1.3.3 电力系统8

1.4 本课程任务和要求9

本章小结9

思考题与习题10

第2章 电力电子器件11

2.1 电力电子器件的分类11

2.1.1 按受控方式分12

2.1.2 按载流子类型分12

2.1.3 按控制信号性质分13

2.2 电力二极管13

2.2.1 电力二极管的结构和基本工作原理13

2.2.2 电力二极管主要类型和使用16

2.3 晶闸管16

2.3.1 晶闸管16

2.3.2 晶闸管的工作原理17

2.3.3 晶闸管的伏安特性19

2.3.4 晶闸管的主要参数20

2.3.5 晶闸管的型号及简单测试方法22

2.3.6 晶闸管的派生器件22

2.4 门极可关断晶闸管24

2.5 电力晶体管26

2.5.1 电力晶体管的结构和工作原理27

2.5.2 GTR的类型27

2.5.3 GTR的特性28

2.5.4 GTR的主要参数29

2.6 功率场效应晶体管30

2.6.1 功率场效应管的结构和工作原理31

2.6.2 功率场效应管的主要特性31

2.6.3 功率场效应管的主要参数33

2.6.4 功率场效应管的安全工作区33

2.6.5 功率场效应管栅极驱动的特点及其要求34

2.6.6 功率场效应管在使用中的静电保护措施35

2.7 绝缘栅双极型晶体管35

2.7.1 IGBT的结构和基本原理35

2.7.2 IGBT的主要特性36

2.8 其他新型电力电子器件42

2.8.1 静电感应晶体管42

2.8.2 静电感应晶闸管43

2.8.3 集成门极换流晶闸管43

2.8.4 功率集成电路和智能功率模块43

本章小结47

思考题与习题47

第3章 晶闸管可控整流电路与触发电路48

3.1 整流电路的概述48

3.1.1 整流电路的分类48

3.1.2 晶闸管可控整流电路的一般结构49

3.2 单相可控整流电路50

3 2.1 单相半波可控整流电路50

3.2.2 单相全控桥式整流电路60

3.2.3 单相半控桥式可控整流电路63

3.3 三相可控整流电路64

3.3.1 三相半波不可控整流电路64

3.3.2 三相半波可控整流电路65

3.3.3 共阳极接法三相半波相控整流电路70

3.3.4 三相全控桥式整流电路71

3.3.5 三相半控桥式整流电路77

3.4 对触发电路的要求82

3.5 单结晶体管触发电路83

3.5.1 单结晶体管83

3.5.2 单结晶体管弛张振荡电路85

3.5.3 单结晶体管的同步和移相触发电路86

3.6 同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路87

3.6.1 触发脉冲的形成与放大87

3.6.2 锯齿波的形成及脉中移相88

3.6.3 锯齿波同步电压的形成89

3.6.4 双窄脉冲形成环节89

3.6.5 强触发电路90

3.7 集成化晶闸管移相触发电路91

3.7.1 KC04移相触发电路91

3.7.2 KCA2脉冲列调剂形成器92

3.7.3 KC41六路双脉冲形成器93

3.7.4 由集成元件组成三相触发电路94

3.8 触发脉冲与主电路电压的同步及防止误触发的措施95

3.8.1 触发电路同步电源电压的选择95

3.8.2 防止误触发的措施96

本章小结113

思考题与习题113

第4章 电力电子器件的保护及串、并联117

4.1 晶闸管的过电压保护117

4.1.1 晶闸管关断过电压及其保护117

4.1.2 交流侧过电压及其保护118

4.1.3 直流侧过电压及其保护121

4.2 晶闸管的过电流保护与电压、电流上升率的限制121

4.2.1 过电流保护121

4.2.2 电压与电流上升率的限制123

4.3 晶闸管的串联和并联123

4.3.1 晶闸管123

4.3.2 晶闸管的并联124

本章小结125

思考题与习题126

第5章 交流变换电路127

5.1 双向晶闸管127

5.1.1 基本结构127

5.1.2 伏安特性129

5.1.3 双向晶闸管的触发方式130

5.1.4 双向晶闸管的工作原理131

5.1.5 双向晶闸管的触发电路133

5.1.6 双向晶闸管简易测试138

5.2 交流调压电路140

5.2.1 单相交流调压电路142

5.2.2 三相交流调压电路145

5.2.3 交流斩波调压电路148

5.3 交流调压电路的应用149

5.3.1 晶闸管交流开关149

5.3.2 异步电动机的软启动154

5.3.3 交流电动机的调压调速155

本章小结158

思考题与习题158

第6章 有源逆变电路159

6.1 有源逆变的工作原理159

6.1.1 逆变过程的能量转换159

6.1.2 有源逆变的工作原理160

6.2 三相有源逆变电路162

6.2.1 三相半波有源逆变电路162

6.2.2 三相桥式有源逆变电路164

6.3 逆变失败及最小逆变角的确定166

6.3.1 逆变失败的原因166

6.3.2 最小逆变角的确定及限制168

6.4 有源逆变电路的应用168

6.4.1 用接触器控制直流电动机正反转的电路168

6.4.2 采用两组晶闸管反并联的可逆电路169

6.4.3 绕线转子异步电动机的串级调速172

本章小结177

思考题与习题178

第7章 变频电路179

7.1 变频电路概述179

7.1.1 变频电路的作用179

7.1.2 变频电路的分类179

7.2 变频电路的基本原理180

7.2.1 变频电路的换流方式180

7.2.2 变频电路的工作原理181

7.3 负载谐振式变频电路183

7.3.1 并联谐振式变频电路183

7.3.2 负载串联谐振式变频电路185

7.4 三相变频电路186

7.4 1 电压型三相变频电路186

7.4.2 电流型三相变频电路189

7.5 脉宽调制变频电路191

7 5.1 脉宽调制变频电路概述191

7.5.2 单相SPWM变频电路193

7.5 3 三相桥式SPWM变频电路194

7.5.4 SPWM变频电路的优点195

7.6 变频电路的应用196

7 6.1 交-交变频电路与交-直-交变频电路的特点196

7.6.2 变频电路在交流调速系统中的应用196

7 6.3 SPWM交流电动机变频调速199

本章小结202

思考题与习题202

第8章 直流斩波电路203

8.1 斩波电路的基本原理203

8 1.1 直流斩波电路的工作原理203

8.1.2 直流斩波器的分类204

8.2 降压斩波电路（Buck电路）204

8.3 升压斩波电路（Boost电路）206

8.4 升降压斩波电路207

8 4.1 升降压型斩波电路的结构及工作原理207

8.4.2 Cuk斩波电路的结构及工作原理209

8.5 直流斩波应用电路211

本章小结214

思考题与习题214

第9章 电力公害及其抑制215

9.1 电力公害及其分类215

9.1.1 什么是电力公害215

9.1.2 电力公害分类215

9.2 谐波产生及其抑制216

9.2.1 谐波产生机理216

9.2.2 谐波抑制对策219

9.3 电磁干扰及其抑制222

9.3.1 电磁干扰的产生222

9.3.2 电磁干扰抑制223

9.4 提高功率因数的对策226

9.4.1 变流装置的功率因数226

9.4.2 提高功率因数的原理与方法228

本章小结231

思考题与习题231

第10章 电力电子技术的应用232

10.1 直流电源232

10.1.1 直流电源系统232

10.1.2 开关模直流电源的控制233

10.1.3 直流电源的保护235

10.1.4 电气隔离236

10.1.5 多路输出电源的交叉调节236

10.2 不间断电源237

10.2.1 概述237

10.2.2 单相在线式UPS实例分析238

10.3 电子镇流器240

10.3.1 电子镇流器240

10.3.2 电子镇流器的组成242

10.3.3 一种新型逆变式电子镇流器243

10.4 光伏并网逆变器245

10.4.1 光伏并网逆变器概述245

10.4.2 光伏并网逆变器特点246

10.4.3 光伏并网逆变器的工作原理247

10.4.4 光伏并网逆变器逆变电路的控制电路247

10.4.5 逆变器主电路功率器件的选择247

10.5 PSPICE在电力电子技术仿真中的应用248

10.6 Matlab在电力电子技术仿真中的应用249

10.6.1 Matlab语言简介249

10.6.2 Matlab仿真举例——三相全桥整流仿真250

本章小结254

思考题与习题254

参考文献255