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电力电子技术


作者:
王勇
定价:
45.90 元
版面字数:
520.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
352
最新
印次时间:
2023年01月
ISBN:
978-7-04-053605-8
物料号:
53605-00
出版时间:
2020-07-31
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
电力电子技术

本书是作者根据多年从事电力电子技术教学与科研工作的经验,在学习、研究国内外众多教材、论文的基础上编写完成的。

本书主要内容包括电力电子器件、基本概念、变换器电路分析和应用等。器件部分不仅介绍外特性知识,针对重点器件,更有半导体原理和模型的介绍;基本概念部分介绍电力电子电路的分析方法以及电力电子变换器中常用的磁路知识,是变换器分析的基础;变换器电路分析和应用部分系统地介绍DC-DC、AC-DC、DC-AC、AC-AC等电路,重点和特色章节是DC-DC、DC-AC部分。以上三个部分为电力电子技术的应用与研究提供了理论和技术基础。

本书可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化等相关专业的本科生教材,也可供从事相关研究的工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 绪论
        • 1.1 什么是电力电子
          • 1.2 电力电子技术的发展
            • 1.3 电力电子技术的应用
              • 1.3.1 电力电子技术在电源中的应用
                • 1.3.2 电力电子技术在电力系统中的应用
                  • 1.3.3 电力电子技术在新能源发电中的应用
                  • 本课程学习思路
                    • 习题
                    • 第二章 电力电子器件
                      • 2.1 概述
                        • 2.1.1 电力电子器件的概念和特征
                          • 2.1.2 电力电子器件的分类
                            • 2.1.3 电力电子器件基础
                              • 2.1.4 电力电子器件的封装和散热
                              • 2.2 不可控器件——功率二极管
                                • 2.2.1 结型功率二极管的基本结构和工作原理
                                  • 2.2.2 结型功率二极管的基本特性
                                    • 2.2.3 肖特基势垒二极管
                                      • 2.2.4 功率二极管的主要参数
                                        • 2.2.5 功率二极管的主要类型
                                        • 2.3 半控型器件——晶闸管
                                          • 2.3.1 晶闸管的结构与工作原理
                                            • 2.3.2 晶闸管的基本特性
                                              • 2.3.3 晶闸管的主要参数
                                                • 2.3.4 晶闸管的派生器件
                                                • 2.4 典型全控型器件
                                                  • 2.4.1 门极可关断晶闸管
                                                    • 2.4.2 电力晶体管GTR(双极结型晶体管BJT)
                                                      • 2.4.3 电力场效应晶体管(Power FET)
                                                        • 2.4.4 绝缘栅双极晶体管(IGBT)
                                                          • 2.4.5 可控器件小结
                                                          • 2.5 其他新型电力电子器件
                                                            • 2.5.1 MOS控制晶闸管MCT
                                                              • 2.5.2 静电感应晶体管SIT
                                                                • 2.5.3 静电感应晶闸管SITH
                                                                  • 2.5.4 集成门极换流晶闸管IGCT
                                                                    • 2.5.5 基于宽禁带半导体材料的电力电子器件
                                                                      • 2.5.6 电力电子器件的发展历史
                                                                      • 2.6 驱动电路与缓冲电路
                                                                        • 2.6.1 电力电子器件的驱动
                                                                          • 2.6.2 缓冲电路
                                                                          • 本章小结
                                                                            • 习题
                                                                            • 第三章 电力电子电路和磁路的基本概念和分析方法
                                                                              • 3.1 概述
                                                                                • 3.2 电力电子电路稳态的概念
                                                                                  • 3.3 非正弦稳态电路的数学分析
                                                                                    • 3.3.1 非正弦周期波形的傅里叶分析
                                                                                      • 3.3.2 线电流畸变(line-current distortion)——典型非正弦周期波形的分析
                                                                                      • 3.4 电感和电容的响应——伏秒平衡与安秒平衡
                                                                                        • 3.4.1 伏秒平衡
                                                                                          • 3.4.2 安秒平衡
                                                                                          • 3.5 磁路基础知识
                                                                                            • 3.5.1 电力电子电路中的磁路、电磁基本定律
                                                                                              • 3.5.2 铁磁材料特性
                                                                                                • 3.5.3 自感或电感L
                                                                                                  • 3.5.4 变压器
                                                                                                  • 本章小结
                                                                                                    • 习题
                                                                                                    • 第四章 DC-DC变换器
                                                                                                      • 4.1 概述
                                                                                                        • 4.2 DC-DC变换器的开关模式控制
                                                                                                          • 4.3 降压式(Buck)变换器
                                                                                                            • 4.3.1 Buck变换器的组成及工作原理
                                                                                                              • 4.3.2 Buck变换器的CCM模式分析
                                                                                                                • 4.3.3 Buck变换器的临界模式分析
                                                                                                                  • *4.3.4 Buck变换器的DCM模式分析
                                                                                                                    • 4.3.5 输出电压纹波脉动的分析
                                                                                                                    • 4.4 升压式(Boost)变换器
                                                                                                                      • 4.4.1 Boost变换器的组成
                                                                                                                        • 4.4.2 Boost变换器的CCM模式
                                                                                                                          • 4.4.3 临界模式分析
                                                                                                                            • *4.4.4 Boost变换器的DCM模式
                                                                                                                              • *4.4.5 寄生参数对Boost变换器的影响
                                                                                                                                • 4.4.6 输出纹波电压脉动的分析
                                                                                                                                • 4.5 升降压(Buck-Boost)变换器
                                                                                                                                  • 4.5.1 Buck-Boost变换器的组成
                                                                                                                                    • 4.5.2 Buck-Boost变换器的CCM模式
                                                                                                                                      • 4.5.3 临界模式分析
                                                                                                                                        • *4.5.4 Buck-Boost变换器的DCM模式
                                                                                                                                          • *4.5.5 寄生参数对Buck-Boost变换器的影响
                                                                                                                                            • 4.5.6 输出纹波电压脉动的分析
                                                                                                                                              • 4.5.7 三种变换器拓扑的比较
                                                                                                                                              • 4.6 Cúk变换器
                                                                                                                                                • 4.6.1 Cúk变换器的组成与对偶性
                                                                                                                                                  • 4.6.2 Cúk变换器的工作原理
                                                                                                                                                  • 4.7 Sepic变换器和Zeta变换器
                                                                                                                                                    • 4.8 几种常用DC-DC变换器效率与占空比关系的分析和比较
                                                                                                                                                      • 4.9 隔离型DC-DC概述
                                                                                                                                                        • 4.10 隔离DC-DC——单端正激(Forward)变换器
                                                                                                                                                          • 4.10.1 Forward变换器的组成
                                                                                                                                                            • 4.10.2 电流连续时的Forward变换器工作过程分析
                                                                                                                                                            • 4.11 隔离DC-DC——单端反激(Flyback)变换器
                                                                                                                                                              • 4.11.1 Flyback变换器的组成
                                                                                                                                                                • 4.11.2 Flyback变换器工作原理
                                                                                                                                                                  • 4.11.3 Flyback变换器CCM工作原理和基本关系
                                                                                                                                                                    • 4.11.4 临界模式分析
                                                                                                                                                                      • 4.11.5 Flyback变换器的DCM模式
                                                                                                                                                                        • 4.11.6 寄生参数对Flyback变换器的影响
                                                                                                                                                                        • 4.12 两种隔离型变换器的比较
                                                                                                                                                                          • 4.13 全桥(Full-Bridge)变换器
                                                                                                                                                                            • 4.13.1 全桥变换器组成及工作原理
                                                                                                                                                                              • 4.13.2 全桥DC-DC变换器的典型应用与控制方式
                                                                                                                                                                                • 4.13.3 直流电机驱动全桥DC-DC变换器的控制方式
                                                                                                                                                                                • 4.14 推挽(Push-Pull)变换器
                                                                                                                                                                                  • 本章小结
                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                    • 第五章 DC-AC变换器(PWM逆变与整流)
                                                                                                                                                                                      • 5.1 概述
                                                                                                                                                                                        • 5.2 逆变器的分类
                                                                                                                                                                                          • 5.3 SPWM原理与实现
                                                                                                                                                                                            • 5.3.1 面积等效原理(冲量等效原理)
                                                                                                                                                                                              • 5.3.2 SPWM的工作原理
                                                                                                                                                                                                • 5.3.3 单桥臂逆变器谐波分析
                                                                                                                                                                                                  • 5.3.4 同步调制与异步调制
                                                                                                                                                                                                    • 5.3.5 过调制与方波调制
                                                                                                                                                                                                      • 5.3.6 SPWM的具体实现
                                                                                                                                                                                                      • 5.4 单相逆变器
                                                                                                                                                                                                        • 5.4.1 单相半桥逆变器
                                                                                                                                                                                                          • 5.4.2 单相全桥逆变器的调制方式
                                                                                                                                                                                                            • 5.4.3 单相全桥逆变器直流侧纹波分析
                                                                                                                                                                                                              • 5.4.4 方波逆变器的移相对消控制
                                                                                                                                                                                                                • 5.4.5 单相逆变器输出电压电流纹波
                                                                                                                                                                                                                • 5.5 三相逆变器
                                                                                                                                                                                                                  • 5.5.1 三相逆变器的SPWM控制
                                                                                                                                                                                                                    • 5.5.2 直流侧纹波分析
                                                                                                                                                                                                                      • 5.5.3 输出电流纹波分析
                                                                                                                                                                                                                        • 5.5.4 三相逆变器的开关组合
                                                                                                                                                                                                                          • 5.5.5 三次谐波注入调制
                                                                                                                                                                                                                            • 5.5.6 空间矢量调制SVPWM
                                                                                                                                                                                                                              • 5.5.7 三相电流型逆变器
                                                                                                                                                                                                                              • 5.6 其他逆变开关模式介绍
                                                                                                                                                                                                                                • 5.6.1 选择性谐波消除控制
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.6.2 滞环电流控制
                                                                                                                                                                                                                                  • 5.7 PWM整流器
                                                                                                                                                                                                                                    • 5.7.1 逆变器、整流器双向功率流动分析
                                                                                                                                                                                                                                      • 5.7.2 PWM整流器电路分析
                                                                                                                                                                                                                                        • 5.7.3 PWM整流器的相量分析
                                                                                                                                                                                                                                          • 5.7.4 PWM整流器的控制器设计
                                                                                                                                                                                                                                            • 5.7.5 电流型PWM整流器
                                                                                                                                                                                                                                            • 5.8 逆变器拓扑概述
                                                                                                                                                                                                                                              • 5.8.1 三相三线制逆变器
                                                                                                                                                                                                                                                • 5.8.2 三相四线制逆变器——电容中点结构和四桥臂结构
                                                                                                                                                                                                                                                  • 5.8.3 多电平逆变电路
                                                                                                                                                                                                                                                  • 5.9 逆变器控制和滤波器的设计
                                                                                                                                                                                                                                                    • 5.9.1 逆变器的闭环控制结构
                                                                                                                                                                                                                                                      • 5.9.2 逆变器的输出滤波器设计
                                                                                                                                                                                                                                                      • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                        • 第六章 AC-DC变换器(二极管整流)
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.2 单相桥式二极管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.2.1 电阻负载或电流源负载(Ls=0)
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.2.2 电流源负载(Ls≠ 0)
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.2.3 直流侧电压恒定负载
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.2.4 直流侧电压恒定时单相整流器特性分析
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.2.5 实际RC负载单相整流桥
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3 单相整流器对三相四线制中性线电流的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.4 三相桥式二极管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.1 电流源负载(且Ls=0)
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.2 电流源负载(且Ls≠0)
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.3 直流侧电压恒定负载
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.4.4 直流侧电压恒定时三相整流器的特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4.5 实际三相二极管整流器
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.6 单相整流器和三相整流器的比较
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第七章 AC-DC变换器(晶闸管整流和有源逆变电路)
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2 晶闸管整流电路的基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.1 单相半波可控整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.2 三相半波可控整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.3 几个重要概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.4 触发信号的产生
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.5 实际的晶闸管整流电路——桥式整流电路概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3 单相桥式晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.1 纯电阻负载单相桥式晶闸管整流电路且Ls=
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.2 带阻感负载(电流源负载)单相桥式晶闸管整流电路且Ls=
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.3.3 考虑输入电感影响的单相全桥晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3.4 实际的单相晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.5 单相晶闸管整流电路的逆变模式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4 三相桥式晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.4.1 电阻性负载三相桥式晶闸管整流电路且Ls=
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.4.2 阻感负载(电流源负载)三相晶闸管整流电路且Ls=
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4.3 考虑输入电感的三相晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.4 实际的三相晶闸管整流电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.5 三相晶闸管整流电路的逆变模式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.5 整流电路的谐波和功率因数分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.5.1 单相桥式、三相桥式晶闸管相控整流电路输入侧电流谐波和功率因数分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5.2 单相桥式、三相桥式二极管不控整流电路输入侧电流谐波和功率因数分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.3 单相桥式、三相桥式二极管不控整流、晶闸管相控整流电路输出电压谐波分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.6 二极管不控、晶闸管相控整流电路输入侧电压分析——公共连接点线电压波形畸变
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.6.1 线电压畸变
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6.2 通过输入电流谐波计算公共连接点电压畸变
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第八章 AC-AC变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2 交流电力控制电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.1 交流调压电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.2 交流调功电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.3 交流电力电子开关
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.3 交-交变频电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3.1 相控式交-交变频电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *8.3.2 矩阵式交-交变频电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第九章 软开关变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2 软开关的基本概念和发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.1 功率电路的开关过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.2 软开关技术的概念和发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 谐振电路的构成与频率特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.4 谐振变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.4.1 串联负载串联谐振变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4.2 并联负载串联谐振变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5 准谐振软开关变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5.1 准谐振开关概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5.2 零电压开关准谐振变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • *9.5.3 零电流开关准谐振变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.6 PWM软开关变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.6.1 零开关PWM变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • *9.6.2 零转换PWM变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.6.3 移相控制ZVS-PWM全桥变换器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                相关图书