《電力電子技術》教材是根據(jù)教育部高職高專課程建設要求來組織和編寫的,以項目教學為目的,以任務驅(qū)動為手段,凸顯工學結(jié)合特色。教材編寫的基本目標是實現(xiàn)理實一體化,在內(nèi)容安排上初步定為六個項目,分別是:調(diào)光臺燈的設計、內(nèi)圓磨床直流調(diào)速系統(tǒng)設計、電風扇無級調(diào)速控制器設計、開關電源設計、中頻感應加熱電源設計、簡易變頻器設計(有些內(nèi)容會根據(jù)實際適當調(diào)整)。每個項目還會細分若干個子項目。
邵黎明,常州輕工職業(yè)技術學院電氣學院骨干教師,從事電子電氣相關專業(yè)教學工作多年,實踐經(jīng)驗豐富,曾主持和參與過多項國家級和省部級教科研課題,科研能力突出。張濤,常州輕工職業(yè)技術學院繼續(xù)教育學院院長,從事電子電氣相關專業(yè)教學工作多年,實踐經(jīng)驗豐富,曾主持和參與過多項國家級和省部級教科研課題,科研能力突出,其在電子工業(yè)出版社出版的電力電子技術教材一經(jīng)出版,即迅速獲得廣泛認可,證明了其不俗的學術水平和科研造詣。
目 錄
緒論 1
第1章 晶閘管 3
1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理 3
1.1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu) 3
1.1.2 晶閘管的工作原理 5
1.2 晶閘管的特性 7
1.2.1 陽極伏安特性 7
1.2.2 晶閘管的門極伏安特性 7
1.3 晶閘管的主要參數(shù) 8
1.3.1 電壓參數(shù) 8
1.3.2 電流參數(shù) 9
1.3.3 動態(tài)參數(shù) 12
1.3.4 晶閘管的型號 12
1.4 晶閘管的測試與使用 13
1.4.1 測試晶閘管的簡易方法 13
1.4.2 晶閘管的正確使用 14
1.5 雙向晶閘管 15
1.5.1 基本結(jié)構(gòu)和伏安特性 15
1.5.2 主要參數(shù) 16
1.6 光控晶閘管 17
1.7 晶閘管的驅(qū)動電路 17
1.8 晶閘管的過電壓保護 18
1.8.1 晶閘管的關斷過電壓及其保護 18
1.8.2 晶閘管交流側(cè)過電壓及其保護 19
1.8.3 晶閘管直流側(cè)過電壓及其保護 21
1.9 晶閘管的過電流保護與電壓、電流上升率的限制 22
1.9.1 晶閘管的過電流保護 22
*1.9.2 電壓與電流上升率的限制 23
*1.10 晶閘管的串聯(lián)和并聯(lián) 23
1.10.1 晶閘管的串聯(lián) 24
1.10.2 晶閘管的并聯(lián) 25
本章小結(jié) 26
習題1 27
第2章 可控整流電路 29
2.1 單相半波可控整流電路 29
2.1.1 電阻性負載 29
2.1.2 電感性負載及續(xù)流二極管 33
2.1.3 反電動勢負載 37
2.2 單相全波和單相全控橋式可控整流電路 39
2.2.1 單相全波可控整流電路 39
2.2.2 單相全控橋式整流電路 42
2.3 單相半控橋式整流電路 43
2.3.1 電阻性負載 44
2.3.2 電感性負載 44
2.3.3 反電動勢負載 47
2.4 三相半波可控/不可控整流電路 49
2.4.1 三相半波不可控整流電路 49
2.4.2 三相半波可控整流電路 49
2.4.3 共陽極三相半波可控整流電路 56
2.4.4 共用變壓器的共陰極、共陽極三相半波可控整流電路 56
2.5 三相全控橋可控整流電路 57
2.5.1 工作原理 57
2.5.2 對觸發(fā)脈沖的要求 58
2.5.3 對大電感負載的分析 59
2.6 三相橋式半控整流電路 60
2.6.1 電阻性負載 61
2.6.2 電感性負載 63
*2.7 大功率可控整流電路 64
2.7.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 64
2.7.2 多重化整流電路 66
2.8 可控整流電路的應用實例 67
本章小結(jié) 69
習題2 69
第3章 有源逆變電路 72
3.1 有源逆變的工作原理 72
3.1.1 電網(wǎng)與直流電動機間的能量轉(zhuǎn)換 72
3.1.2 有源逆變的工作原理 73
3.2 三相有源逆變電路 75
3.2.1 三相半波有源逆變電路 75
3.2.2 三相橋式有源逆變電路 77
3.3 逆變失敗及最小逆變角的確定 78
3.3.1 逆變失敗的原因 78
3.3.2 最小逆變角的確定及限制 80
*3.4 有源逆變電路的應用 81
3.4.1 用接觸器控制直流電動機正、反轉(zhuǎn)的電路 81
3.4.2 采用兩組晶閘管反向并聯(lián)的可逆電路 82
3.4.3 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的串級調(diào)速 86
本章小結(jié) 89
習題3 90
第4章 晶閘管的觸發(fā)電路 92
4.1 對觸發(fā)電路的要求 92
4.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 93
4.2.1 單結(jié)晶體管 93
4.2.2 單結(jié)晶體管馳張振蕩電路 95
4.2.3 單結(jié)晶體管的同步和移相觸發(fā)器 96
4.3 同步電壓為鋸齒波的晶閘管觸發(fā)電路 97
4.3.1 觸發(fā)脈沖的形成與放大 98
4.3.2 鋸齒波的形成及脈沖移相 98
4.3.3 鋸齒波同步電壓的形成 99
4.3.4 雙窄脈沖形成環(huán)節(jié) 99
4.3.5 強觸發(fā)電路 100
4.4 集成化晶閘管移相觸發(fā)電路 101
4.4.1 KC04移相觸發(fā)電路 101
4.4.2 KC42脈沖列調(diào)制形成器 101
4.4.3 KC41六路雙脈沖形成器 103
4.4.4 由集成元器件組成三相觸發(fā)電路 104
4.5 觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步與防止誤觸發(fā)的措施 105
4.5.1 觸發(fā)電路同步電源電壓的選擇 105
4.5.2 防止誤觸發(fā)的措施 106
本章小結(jié) 106
習題4 107
第5章 全控型元器件 108
5.1 功率晶體管(GTR) 108
5.1.1 功率晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理 109
5.1.2 功率晶體管的主要參數(shù) 111
5.1.3 功率晶體管的驅(qū)動電路 113
5.2 可關斷晶閘管(GTO) 114
5.2.1 可關斷晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理 114
5.2.2 可關斷晶閘管的驅(qū)動電路 114
5.3 功率場效應晶體管(功率MOSFET) 115
5.3.1 功率場效應晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理 115
5.3.2 功率MOSFET特性 116
5.3.3 功率MOSFET的主要參數(shù) 117
5.3.4 功率MOSFET的驅(qū)動電路 118
5.4 絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 119
5.4.1 絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理 119
5.4.2 絕緣柵雙極晶體管的特性 120
5.4.3 IGBT的驅(qū)動電路 123
5.5 全控型元器件的保護與串、并聯(lián)使用 123
5.5.1 全控型元器件的保護 123
5.5.2 全控型元器件的串聯(lián)和并聯(lián) 125
*5.6 其他新型電力電子元器件 126
本章小結(jié) 129
習題5 129
第6章 無源逆變電路 131
6.1 變頻的基本概念 131
6.1.1 變頻的作用 131
6.1.2 變頻器的分類 131
6.1.3 變頻器中逆變電路的基本工作原理與換流方式 132
6.1.4 變頻器的安裝、調(diào)試與故障檢修 133
6.2 負載諧振式逆變器 136
6.2.1 并聯(lián)諧振逆變器 136
6.2.2 串聯(lián)諧振逆變器 138
6.3 三相逆變器 139
6.3.1 電壓型三相逆變器 140
6.3.2 電流型三相逆變器 142
6.4 脈寬調(diào)制(PWM)型逆變電路 145
6.4.1 脈寬調(diào)制(PWM)型逆變電路的基本原理 146
6.4.2 脈寬調(diào)制(PWM)型逆變電路的調(diào)制、控制方式 149
*6.5 無源逆變電路的應用 151
6.5.1 變頻調(diào)速裝置 151
6.5.2 變速恒頻發(fā)電技術 153
本章小結(jié) 156
習題6 156
第7章 交流變換電路 158
7.1 晶閘管交流開關 158
7.1.1 簡單交流開關的基本形式 158
7.1.2 晶閘管交流開關應用舉例 159
7.2 由過零觸發(fā)開關電路組成的單相交流調(diào)功器 163
7.3 交流調(diào)壓電路 165
7.3.1 單相交流調(diào)壓電路 165
7.3.2 晶閘管交流穩(wěn)壓電路 169
7.3.3 三相交流調(diào)壓電路 170
*7.4 交—交變頻電路 172
7.4.1 單相輸出交—交變頻電路 172
7.4.2 三相輸出交—交變頻電路 173
7.4.3 交—交變頻電路的特點 174
本章小結(jié) 175
習題7 175
第8章 直流變換電路 177
8.1 降壓式斬波電路 177
8.1.1 基本斬波器的工作原理 177
8.1.2 電流連續(xù)工作方式 178
8.1.3 電流不連續(xù)工作方式 179
8.2 升壓式斬波電路 181
8.2.1 電流連續(xù)工作方式 181
8.2.2 電流不連續(xù)工作方式 182
8.3 升降壓式斬波電路 183
8.3.1 電流連續(xù)工作方式 184
8.3.2 電流斷續(xù)工作方式 185
8.3.3 輸出電壓的紋波 186
8.4 帶隔離變壓器的直流變換器 186
8.4.1 反激式變換器 187
8.4.2 正激式變換器 187
8.4.3 半橋式變換器 188
8.4.4 全橋式變換器 189
*8.5 直流變換器的脈寬調(diào)制(PWM)控制技術及應用 190
8.5.1 直流PWM控制的基本原理及控制電路 190
8.5.2 直流PWM控制技術的應用 192
本章小結(jié) 194
習題8 195
第9章 軟開關技術 198
9.1 軟開關的基本概念 198
9.1.1 開關過程器件損耗及硬、軟開關方式 198
9.1.2 零電壓開關與零電流開關 199
9.1.3 軟開關電路類型 199
9.2 典型的軟開關電路 201
9.2.1 零電壓開關準諧振電路(ZVSQRC) 201
9.2.2 零電流開關準諧振電路(ZCSQRC) 202
9.2.3 諧振直流環(huán)節(jié) 203
9.2.4 全橋零電壓開關PWM電路 204
9.2.5 零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路 206
本章小結(jié) 207
習題9 208
第10章 電力電子技術實訓 209
10.1 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及單相半波整流電路的研究 209
10.2 晶閘管調(diào)光電路安裝、調(diào)試及故障分析、處理 211
10.3 三相橋式全控整流電路及有源逆變電路實訓 213
10.4 直流調(diào)速控制電路的觸發(fā)回路安裝、調(diào)試及故障分析、處理 216
10.5 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實訓 217
10.6 認識全控型元器件 219
*10.7 變頻器操作訓練 221
10.8 三相交流調(diào)壓電路的連接與測試 225
10.9 電風扇無級調(diào)速器安裝、調(diào)試及故障分析、處理 227
10.10 升、降壓與復合斬波電路實訓 229
習題答案 234
參考文獻 250