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| 內容簡介： |
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本书针对电气信息类专业基础课程教学需要而编写，其内容经过精选，以适应教学需要为前提，均衡学科完整性与*技术成果。本书共9章，主要内容包括：绪论、电力电子器件、电力电子器件的使用、直流-直流变换技术、直流-交流变换技术、交流-直流变换技术、交流-交流变换技术、软开关技术、电力电子技术在清洁能源系统中的应用等。本书配套电子课件、习题参考答案、考试样卷等。本书可作为电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程专业以及其他电气信息类专业相关课程的教材，也可供从事电力电子技术、运动控制技术、电力系统及其自动化领域工作的工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
|
南余荣，南，浙江工业大学教授，博士，教育部高等学校电工电子基础课程教学指导委员会委员，长期从事电力和电子技术教学与科研工作，获得多项国家和省部级奖项。
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| 目錄：
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目录
0绪论1
0.1电力电子技术的概念与典型应用1
0.1.1电力电子技术的概念1
0.1.2电力电子技术的典型应用1
0.2电力电子技术的研究内容4
0.2.1电力电子器件4
0.2.2电能变换技术4
0.3电力电子技术的发展及趋势7
0.3.1电力电子技术的发展概述7
0.3.2电力电子技术的发展趋势10
0.4本书的内容简介11
思考题与习题12
第1章电力电子器件13
1.1电力电子器件概述13
1.1.1电力电子器件的基本概念13
1.1.2电力电子器件的开关模型与
基本特点14
1.1.3电力电子器件的作用15
1.2电力二极管16
1.2.1PN结的工作原理16
1.2.2电力二极管的工作特性17
1.2.3电力二极管的主要参数19
1.2.4电力二极管的主要类型21
1.3晶闸管及其派生器件22
1.3.1晶闸管的结构和工作原理22
1.3.2晶闸管的基本特性24
1.3.3晶闸管的主要特性参数26
1.3.4晶闸管的派生器件29
1.3.5门极可关断晶闸管GTO32
1.4电力晶体管GTR33
1.4.1GTR的结构和基本特性34
1.4.2GTR的主要参数35
1.4.3GTR的二次击穿现象与安全
工作区36
1.5电力场效应晶体管Power MOSFET36
1.5.1电力MOSFET的结构和
工作原理37
1.5.2电力MOSFET的基本特性38
1.5.3电力MOSFET的主要参数39
1.6绝缘栅双极晶体管IGBT40
1.6.1IGBT的结构和工作原理41
1.6.2IGBT的基本特性和主要参数41
1.6.3IGBT的擎住效应和安全
工作区43
1.6.4NPT型IGBT简介44
1.7其他电力电子器件45
1.7.1智能功率模块与功率集成电路45
1.7.2电子注入增强栅晶体管IEGT46
1.7.3MOS控制晶闸管MCT46
1.7.4集成门极换流晶闸管IGCT46
1.7.5静电感应晶体管SIT48
1.7.6静电感应晶闸管SITH49
1.7.7基于宽禁带半导体材料的
电力电子器件49
本章小结50
思考题与习题51
第2章电力电子器件的使用53
2.1电力电子器件的驱动电路53
2.1.1晶闸管触发电路54
2.1.2可关断晶闸管的门极驱动电路59
2.1.3大功率晶体管的基极驱动电路60
2.1.4电力MOSFET的栅极驱动
电路61
2.1.5IGBT的门极驱动电路63
2.2电力电子器件的保护64
2.2.1过电压的产生及过电压保护64
2.2.2过电流的产生及过电流保护67
2.2.3电力电子器件的热路及过热
保护69
2.2.4缓冲电路71
2.3电力电子器件的串联和并联使用77
2.3.1晶闸管的串联和并联使用原则77
2.3.2电力MOSFET和IGBT并联
运行78
本章小结78
思考题与习题79
第3章直流-直流变换技术80
3.1DC-DC变换的基本控制方式80
3.2基本斩波电路81
3.2.1降压斩波电路81
3.2.2升压斩波电路87
3.2.3升降压斩波电路92
3.2.4Cuk（库克）斩波电路93
3.2.5Speic和Zeta斩波电路95
3.3组合式斩波电路97
3.3.1电流可逆斩波电路97
3.3.2桥式可逆斩波电路97
3.3.3多相多重斩波电路98
3.4隔离型直流变换电路99
3.4.1正激电路99
3.4.2反激电路101
3.4.3半桥电路103
3.4.4全桥电路105
3.4.5推挽电路106
3.5反激式开关电源设计107
3.5.1开关电源电路组成108
3.5.2开关电源的性能指标109
3.5.3反激式开关电源电路分析110
3.5.4高频变压器的设计与计算112
本章小结115
思考题与习题115
第4章直流-交流变换技术118
4.1逆变器的分类与换流方式118
4.1.1逆变器的分类118
4.1.2换流方式119
4.2单相方波逆变电路119
4.2.1电压型单相方波逆变电路120
4.2.2电流型单相方波逆变电路123
4.3单相SPWM逆变技术124
4.3.1三角波调制法及其控制模式124
4.3.2同步调制与异步调制125
4.3.3单极性与双极性SPWM模式126
4.3.4SPWM的自然取样法和规则
取样法127
4.3.5电流跟踪SPWM逆变控制
技术129
4.4三相桥式方波逆变电路131
4.4.1电压型三相逆变电路131
4.4.2电流型三相逆变电路134
4.5三相SPWM逆变技术137
4.5.1三相SPWM逆变控制与输出
电压波形137
4.5.2三相SPWM逆变电路输出
电压波形分析138
4.5.3电压空间矢量PWM（SVPWM）
控制技术141
4.6多重逆变电路和多电平逆变电路144
4.6.1多重逆变电路144
4.6.2PWM逆变电路的多重化147
4.6.3多电平逆变电路148
本章小结149
思考题与习题149
第5章交流-直流变换技术151
5.1单相可控整流电路151
5.1.1单相全控桥式整流电路151
5.1.2单相全波可控整流电路158
5.1.3其他单相可控整流电路160
5.2三相可控整流电路161
5.2.1三相半波可控整流电路161
5.2.2三相桥式全控整流电路166
5.2.3触发电路的定相173
5.3变压器漏感对整流电路的影响175
5.3.1换相的物理过程和整流
电压波形175
5.3.2换相压降和换相重叠角176
5.4可控整流电路的有源逆变工作状态178
5.4.1单相可控整流电路的有源
逆变分析178
5.4.2三相整流电路的有源逆变
工作状态181
5.4.3逆变失败与最小逆变角
的限制184
5.5电容滤波的不可控整流电路186
5.5.1电容滤波的单相不可控
整流电路186
5.5.2电容滤波的三相不可控
整流电路187
5.6电压型单相PWM整流电路189
5.6.1低压大电流高频整流电路189
5.6.2电压型单相单管PWM
整流电路192
5.6.3电压型单相桥式PWM
整流电路195
5.7电压型三相PWM整流电路198
5.7.1电压型三相PWM整流电路198
5.7.2电流间接控制的三相PWM
整流系统199
5.7.3电流直接控制的三相PWM
整流系统200
本章小结200
思考题与习题202
第6章交流-交流变换技术205
6.1交流调压电路205
6.1.1单相交流调压电路205
6.1.2三相交流调压器210
6.1.3PWM斩控三相交流调压电路213
6.2交-交变频电路213
6.2.1单相交-交变频电路213
6.2.2三相交-交变频电路218
6.3矩阵式变换器222
6.3.1矩阵式变换器的拓扑结构222
6.3.2矩阵式变换器的功率开关223
6.3.3矩阵式变换器的换流223
6.3.4矩阵式变换器的控制原理224
6.4其他交流电力控制电路227
6.4.1交流调功电路227
6.4.2交流电力电子开关228
本章小结228
思考题与习题229
第7章软开关技术230
7.1软开关的基本概念230
7.1.1开关过程器件损耗及
开关方式230
7.1.2零电压开关与零电流开关231
7.1.3软开关电路的分类232
7.2准谐振软开关换流器234
7.2.1零电流准谐振变换器235
7.2.2零电压准谐振变换器238
7.2.3谐振型直流连接逆变器241
7.3零电压开关谐振变换器243
7.3.1全桥零电压开关LLC谐振
变换器243
7.3.2移相全桥型零电压开关PWM
直流-直流变换器252
7.4零电压转换PWM变换器254
7.5软开关技术新进展255
本章小结255
思考题与习题256
第8章电力电子技术在清洁能源系统中
的应用257
8.1清洁能源与组合电路概述257
8.2太阳能系统258
8.3风能系统261
8.4燃料电池能源系统263
8.5清洁能源汽车动力系统264
8.5.1纯电动汽车264
8.5.2混合动力汽车265
8.6混合能源发电系统266
8.7电力电子在清洁能源系统中应用的
关键技术267
本章小结270
思考题与习题270
参考文献271
|
| 內容試閱：
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前 言
随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，产生了利用大功率半导体开关器件和电路实现电能变换与控制的技术，即电力电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它横跨电力、电子和控制3个学科领域，被广泛应用于能源、国防、交通、工农业生产和人民生活等国计民生的各个领域，有着极其广阔的应用前景，已经成为现代电气工程领域的一个重要分支。在高等学校电力电子技术是一门应用性很强的课程，理论与应用相结合是这门课程的特点。
为了适应目前电气信息类专业基础课程教学的需要，本书一方面突出电力电子技术本身学科内容的系统性、完整性以及内容上的新颖性和先进性，另一方面根据电气信息类专业教学需要，做到教学内容的循序渐进，满足电气信息类几个相近专业的专业需求。
本书作者从事本科教学近30年，对本科高校学生应用能力的培养、理论水平的提高有一定经验。同时，在电力电子技术与运动控制领域的理论研究、工程应用方面做了大量工作，在教学改革方面做了一些有益的尝试与探索，取得了一定的成效。本书体现了作者多年来在教学改革方面的工作成果。
本书共9章，主要内容包括：绪论介绍电力电子的概念、典型应用、研究内容与发展趋势等；第1章讲述电力电子器件，主要介绍不控型电力二极管、半控型晶闸管，以及各类全控型自关断器件；第2章讲述电力电子器件及其驱动与保护电路；第3～6章分别介绍直流-直流变换技术、直流-交流变换技术、交流-直流变换技术、交流-交流变换技术，除基本变换电路、基本原理外，还介绍脉宽调制技术、整流和逆变的多重化、多电平技术，以及电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）、PWM 整流电路、矩阵式交-交变换器等；第7章介绍了软开关技术，包括几种准谐振软开关换流器和移相全桥型零电压开关PWM电路；第8章介绍电力电子技术在清洁能源系统中的应用。为深化电力电子技术课程的学习，本书安排了一定数量的应用性例题。
本书具有以下特点。
① 以电能变换为主线，阐明电力电子技术的基本原理和基本理论，从而形成了适应专业特点的课程体系。
② 更注重技术的完整性，围绕能量变换形式，将电路原理、控制技术分析、波形分析、数值分析结合起来。
③ 围绕能量变换将现代电力电子PWM技术和传统的相控技术联系起来，适应现代社会对电力电子技术的要求。比如交流-直流变换，既可以用PWM技术来实现，也可以用相控技术来实现，PWM技术与相控技术只是实现能量变换的方法或技术。所以，本书以电能变换技术构成知识模块（章），而不是将PWM技术独立成章。
④ 本书含有IGCT等新器件的介绍、LLC变换等新技术、反激电路中的高频变压器设计等内容，相控电路的篇幅做了一定程度的限制。
⑤ 本书在基本知识、应用、理论3个方面重新做了梳理，循序渐进、深入浅出，尽量均衡各方面知识。
⑥ 本书提供配套电子课件、习题解答和考试样卷等教辅资源，请登录华信教育资源网（http：www.hxedu.com.cn）免费注册下载。
本书由南余荣担任主编，负责全书的统稿、定稿工作。编写分工如下：第6章由蔡炯炯和南余荣共同编著，第7章由谢岳和南余荣共同编著，第8章由吴志刚和南余荣共同编著，其他部分全部由南余荣编著。陈怡教授对本书进行了全面、详细的审核，并提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心感谢！
本书编写引用了大量国内外同行的文献、著作，对本书所有参考文献的作者表示衷心感谢！作为浙江工业大学重点建设教材，本书得到了浙江工业大学教材出版基金的支持，同样表示衷心感谢！
作者才疏学浅，错误和疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
作 者
2018年9月于浙江杭州
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