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第1章 电力电子学概述 1

1.1 了解电力电子学 1

1.2 电力变换 3

1.3 理想开关和实际情况 5

1.4 电力半导体器件的辅助电路和装置 7

1.4.1 门电路 7

1.4.2 辅助电路 7

1.4.3 冷却装置 8

1.4.4 应用理想开关时的问题 9

1.5 不同类型的变换器使用在不同的场合 9

练习题 12

第2章 交流电源工作的变换装置--有源变换装置和循环变流器 13

2.1 交流变直流 13

2.1.1 怎样变成直流--使用二极管正变换装置 13

2.1.2 三相交流变成直流 17

2.1.3 如何改变直流电压--使用晶闸管正变换装置 20

2.1.4 归纳功率变换的公式 28

2.1.5 实际地变换装置是怎样构成的 29

2.2 直流变交流--有源逆变器装置 30

2.2.1 怎样由直流变成交流 30

2.2.2 逆变换使用的范围 32

2.3 改变交流频率--使用有源变换装置的频率变换器 33

2.3.1 由交流变直流，再由直流变成交流 33

2.3.2 直接变换交流频率--循环变流器 37

2.4 控制交流功率--交流开关和交流功率调节器 43

2.4.1 通、断交流 43

2.4.2 用晶闸管开关控制交流功率 44

2.5 由变换装置产生的干扰--直流脉动、高次谐波、无功功率 47

2.5.1 直流脉动 47

2.5.2 交流电流波形是非正弦波 49

2.5.3 消耗无功功率 52

练习题 54

3.1 改变直流电压 55

第3章 直流斩波器与开关调节器 55

3.3 斩波器的原理 56

3.2 降低损耗、改变直流电压的方法 56

3.4 斩波器控制方法种类 58

3.4.1 三角波比较方式脉宽调制控制 58

3.4.2 滞环比较方式(瞬时比较方式) 60

3.5 斩波器的种类 61

3.5.1 降压斩波器 61

3.5.2 升压斩波器 61

3.5.3 升降压斩波器 62

3.5.4 可逆斩波器 63

3.6 使用范围 63

3.6.1 直流电动机的控制 64

3.6.2 磁轴承控制 64

3.6.3 直流电压的稳定性 64

3.7 开关调节器 64

3.7.2 反馈变流器 65

3.7.1 正向变流器 65

3.7.3 推挽式变流器 66

3.7.4 全桥式变流器 66

练习题 67

第4章 无源变换装置--逆变器 69

4.1 具有电压源特性的逆变器--电压型逆变器 69

4.1.1 电压型逆变器使用的范围 69

4.1.2 电压型逆变器电路 70

4.1.3 改变交流电压的方法 75

4.1.4 驱动电动机装置的工作原理 79

4.1.5 如何能够实现大容量的装置 81

4.1.6 使用电压型逆变器时注意事项 85

4.2 具有电流源特性的逆变器--电流型逆变器 86

4.2.1 电流型逆变器的使用的范围 86

4.2.2 电流型逆变器电路 87

4.2.3 改变交流电流的方法 91

4.2.4 驱动电动机装置的工作原理 93

4.2.5 如何能够实现大容量的装置 96

4.2.6 使用电流型逆变器时注意事项 98

4.3 优良特性的开关逆变器--谐振型逆变器 100

4.3.1 为什么必需优良特性的开关 100

4.3.2 谐振型逆变器的使用范围 101

4.3.3 谐振型逆变器电路 102

4.3.4 谐振型逆变器的几个问题 107

练习题 108

第5章 电力半导体器件 109

5.1 电力半导体器件的种类及其应用 109

5.2 二极管 111

5.2.1 p型半导体、n型半导体 111

5.2.2 二极管的结构 112

5.2.3 二极管的工作原理 113

5.3 双极晶体管 114

5.2.4 二极管的特性 114

5.3.1 双极晶体管的工作原理 115

5.3.2 双极晶体管的特性和特征 116

5.4 晶闸管和GTO晶闸管(门极可关断) 118

5.4.1 晶闸管 118

5.4.2 GTO晶闸管(门极可关断) 121

5.5 功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管 124

5.5.1 功率场效应晶体管(MOSFET) 124

5.5.2 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 127

5.6 电力半导体器件的功率损耗和冷却 129

5.6.1 为什么必需对电力半导体器件进行冷却 129

5.6.2 电力半导体器件的功率损耗 129

5.6.3 计算电力半导体器件的面结温度 130

练习题 132

6.1 电力电子技术控制的特征 133

6.1.1 数字式的开、关控制中损耗低的电力变换 133

第6章 电力电子学中的控制 133

6.1.2 迅速导通、关断控制的平滑控制 134

6.1.3 按照开关的速度高速处理控制 135

6.1.4 根据目的、用途多样的控制 135

6.2 电力电子技术控制的基本因素 136

6.2.1 PWM控制 136

6.2.2 空间矢量和坐标变换 143

6.2.3 交流电动机控制 145

6.2.4 转速传感器 150

6.2.5 变频器控制(PWM变频器控制) 153

6.3 微型计算机和专用集成电路(ASIC) 156

6.3.1 微型计算机和数字信号处理器(DSP) 156

6.3.2 专用集成电路(ASIC) 159

6.4 构成实际控制的实例 162

6.4.1 电力电子微处理器 162

6.4.2 应用实例 164

练习题 165

第7章 电动机控制 168

7.1 电动机可变速运行的结构 168

7.1.1 直流电动机如何变速 168

7.1.2 交流电动机如何变速 170

7.2 在钢铁轧钢机中如何使用电动机驱动控制系统 178

7.2.1 轧钢机 178

7.2.2 轧钢机的电动机控制系统构成 179

7.2.3 直流电动机驱动系统的实例 181

7.2.4 交流电动机驱动系统的构成 182

7.3 在机床中如何使用这些控制系统 188

7.3.1 数控(NC)机床 188

7.3.2 驱动系统的构成 189

7.3.3 进给轴驱动 190

7.3.4 主轴驱动 192

练习题 194

练习题解答 195

参考文献 202