电力电子学基础 第2版PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 电力电子学的内容 1

0.2 电力电子学的发展 2

0.3 电力电子技术的重要作用 3

0.4 本课程的性质、分析方法和学习要求 3

1 晶闸管及其可控整流电路 5

1.1 普通晶闸管 5

1.1.1 晶闸管结构 5

1.1.2 晶闸管的工作原理 6

1.1.3 晶闸管特性 8

1.1.4 晶闸管主要参数 9

1.2 单相半波可控整流电路 15

1.2.1 电阻负载 15

1.2.2 电阻电感负载 17

1.2.3 带续流二极管的电阻电感负载 19

1.3 单相桥式可控整流电路 20

1.3.1 单相桥式全控整流电路 20

1.3.2 单相桥式半控整流电路 23

1.4 三相半波可控整流电路 24

1.4.1 三相半波不可控整流电路 24

1.4.2 三相半波电阻负载可控整流电路 26

1.4.3 三相半波感性负载可控整流电路 28

1.5.1 共阴极接法与共阳极接法 30

1.5.2 三相桥式全控整流电路 30

1.5 三相桥式可控整流电路 30

1.5.3 三相桥式半控整流电路 39

1.6 反电势负载的特点 41

1.6.1 晶闸管整流电路反电势负载时的工作情况 41

1.6.2 反电势负载的特点 43

习题和思考题 44

2.1 换流重叠角 46

2.1.1 交流侧电感对三相不可控整流的影响 46

2 变流器运行 46

2.1.2 三相半波可控整流电路的换流重叠角 49

2.1.3 其它整流电路的换流重叠角 50

2.2 有源逆变 51

2.2.1 有源逆变产生的条件 51

2.2.2 三相半波可控整流电路的有源逆变 52

2.2.3 三相桥式全控电路的逆变工作状态 55

2.3 变流器外特性 56

2.3.1 整流器外特性 56

2.3.2 有源逆变器外特性 57

2.4 谐波 57

2.4.1 谐波分析 58

2.4.2 负载谐波的影响 61

2.4.3 电源中谐波的影响 62

2.5 功率因数 64

2.5.1 功率因数的基本概念 64

2.5.2 整流电路的功率因数 65

2.5.3 提高功率因数的途径 67

习题和思考题 70

3 门极触发电路 71

3.1 引言 71

3.1.1 门极触发信号的种类 71

3.1.2 晶闸管对门极触发电路的要求 71

3.2.1 单结晶体管(UJT) 73

3.2 单结晶体管触发电路 73

3.2.2 单结晶体管脉冲形成电路 74

3.2.3 用电位控制移相的单结晶体管触发电路 75

3.3 晶体管触发电路 76

3.3.1 锯齿波移相的晶体管触发电路 77

3.3.2 触发器的定相 82

3.4 集成触发器 84

3.4.1 集成触发器原理及应用 84

3.4.2 集成触发器类型 86

3.5 数字触发器 87

3.5.1 由硬件构成的数字触发器 87

3.5.2 微机数字触发器 88

习题和思考题 91

4 交流调压和直流变换 93

4.1 交流调压 93

4.1.1 单相交流调压 93

4.1.2 三相交流调压 98

4.1.3 晶闸管调功器 101

4.1.4 双向晶闸管 103

4.1.5 电力电子开关 105

4.2 直流斩波 107

4.2.1 斩波器的工作原理 107

4.2.2 晶闸管的换流问题 111

4.2.3 斩波器的换流 112

4.2.4 逆导晶闸管 117

4.3 直流脉宽调制(PWM) 118

4.3.1 不可逆输出的直流变换电路 118

4.3.2 可逆输出的直流变换电路 119

4.3.4 直流PWM的控制 121

4.3.5 直流PWM应用举例 125

习题和思考题 127

5 逆变和变频 128

5.1 概述 128

5.1.1 逆变与变频的含义 128

5.1.2 逆变和变频的两种型式 129

5.2 负载换流逆变器 130

5.2.1 RLC串联谐振逆变器 130

5.2.2 并联谐振逆变器 134

5.3 强迫换流电压型逆变器 136

5.3.1 串联电感式逆变器 137

5.3.2 串联二极管式逆变器 140

5.2.3 具有辅助换流晶闸管的逆变器 144

5.3.4 集中换流逆变器 147

5.4 强迫换流电流型逆变器 148

5.4.1 串联二极管式逆变器 148

5.4.2 辅助晶闸管换流逆变器 151

5.4.3 集中换流逆变器 152

5.4.4 电压型逆变器和电流型逆变器的比较 153

5.5 逆变器的谐波分析、调压方法和多重化 154

5.5.1 输出波形中的谐波含量 154

5.5.2 输出电压的调节 155

5.5.3 多重化 156

5.6 脉宽调制(PWM)逆变器 160

5.6.1 正弦脉宽调制(SPWM)及其优点 160

5.6.2 同步调制和异步调制 163

5.6.3 调制信号的波形 165

5.6.4 PWM波形的软件生成 167

5.6.5 指定谐波消除法 169

5.6.6 微机控制和专用集成电路 170

5.6.7 跟踪型PWM 171

5.7 交交变频器 172

5.7.1 正弦波交交变频器 172

5.7.2 方波型交交变频器 179

习题和思考题 181

6 全控型电力半导体器件 183

6.1 可关断晶闸管(GTO) 183

6.1.1 结构特点和关断原理 183

6.1.2 特性和参数 184

6.1.3 缓冲电路 185

6.1.4 对门极信号的要求 188

6.1.5 门极驱动电路 190

6.2 大功率晶体管(GTR) 192

6.2.1 特性和参数 193

6.2.2 安全工作区 194

6.2.3 缓冲电路 197

6.2.4 开关特性 200

6.2.5 驱动电路 202

6.2.6 GTR模块和逆变电路 207

6.3 电力场效应晶体管(P-MOSFET) 209

6.3.1 结构和工作原理 209

6.3.2 静态特性和参数 210

6.3.3 动态特性和参数 211

6.3.4 功率MOSFET的特点 213

6.3.5 功率MOSFET的驱动电路 214

6.4 静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH) 217

6.4.1 静电感应晶体管(SIT) 217

6.4.2 静电感应晶闸管(SITH) 218

6.5 复合电力半导体器件 219

6.5.1 绝缘栅极晶体管(IGBT) 219

6.5.2 金属氧化物可控晶闸管(MCT) 224

6.6.1 90年代电力半导体器件的水平 226

6.6.2 电力半导体器件的发展 226

6.6 电力电子技术发展和应用的概貌与趋势 226

6.6.3 各种装置的容量-频率范围 229

6.6.4 谐振变流技术 229

6.6.5 应用领域、发展趋势及新动向 233

习题和思考题 235

7 电力半导体器件的串并联和保护 237

7.1 电力半导体器件的串并联 237

7.1.1 晶闸管器件的串联运行 237

7.1.2 晶闸管器件的并联运行 238

7.1.3 大功率可控整流电路的几种接线型式 241

7.1.4 大功率晶体管的并联 241

7.2 电力电子器件和装置的保护 243

7.1.5 功率场效应管的并联应用 243

7.2.1 常规的过压、过流保护 244

7.2.2 用电子线路实施保护 248

习题和思考题 255

8 电力电子技术的应用 256

8.1 直流电动机调速及其可逆电路 256

8.1.1 直流电动机调速 256

8.1.2 可逆电路 257

8.2 交流电动机调速 264

8.2.1 交流电动机的调压调速 264

8.2.2 串级调速 265

8.2.3 变频调速 266

8.3 非电动机方面的一些应用 269

8.3.1 无触点开关 269

8.3.2 电加热 270

8.3.3 电压调节 272

8.3.4 不间断电源(UPS) 273

8.3.5 电化学 274

8.3.6 高压直流输电 275

8.3.7 蓄电池充电机 276

习题和思考题 277

参考文献 279