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0.1电力电子器件 1

4.1.6 同步电压的选择 10 1

目 录 1

0绪论 1

0.2.2电力电子电路的控制方式 2

0.2电力电子电路及装置 2

0.2.1 电力电子电路的基本类型 2

0.3电力电子技术的应用 3

1电力电子器件 4

1.1电力二极管 4

1.1.1 电力二极管的结构和工作原理 4

1.1.2电力二极管的基本特性和主要参数 5

1.1.3电力二极管的主要类型 7

1.1.4二极管的型号表示 7

1.2普通晶闸管 7

1.2.1 晶闸管的结构和工作原理 8

1.2.2晶闸管的特性 9

1.2.3晶闸管的主要参数 11

1.2.4其他晶闸管 14

1.3可关断晶闸管 15

1.3.1 GTO的结构 16

1.3.2 GTO的工作原理 16

1.3.3 GTO的特性 17

1.3.4GTO的主要参数 18

1.4电力晶体管 18

1.4.1 GTR的结构和工作原理 19

1.4.3 GTR的特性 20

1.4.2 GTR的主要参数 20

1.4.4 GRT的二次击穿和安全工作区 22

1.5电力场效应晶体管 23

1.5.1 电力MOSFET的种类和结构 23

1.5.2 电力MOSFET的工作原理和特性 24

1.5.3 电力MOSFET的参数 26

1.5.4使用电力MOSFET应注意的问题 26

1.6绝缘栅晶体管 26

1.6.1 IGBT的结构和工作原理 27

1.6.2 IGBT的基本特性 27

1.6.3 IGBT的参数 28

1.6.4 IGBT擎住效应与安全工作区 28

1.7其他新型电力电子器件 29

1.7.1 静电感应晶体管 29

1.7.2静电感应晶闸管 30

1.7.3 MOS控制晶闸管 30

1.7.4功率集成电路 31

本章小结 32

习题及思考题 32

2可控整流电路 34

2.1单相半波可控整流电路 34

2.1.1 电阻负载 34

2.1.2阻感负载 37

2.1.3带续流二极管的阻感负载 38

2.2单相桥式全控整流电路 39

2.2.1 电阻负载 39

2.2.2 阻感负载 40

2.3.1 电阻负载 43

2.3单相桥式半控整流电路 43

2.3.2阻感负载 44

2.4三相半波可控整流电路 45

2.4.1 电阻负载 45

2.4.2阻感负载 47

2.5三相桥式全控整流电路 49

2.5.1三相桥式全控整流电路的形成 49

2.5.2 电阻负载 50

7.1.2 180°导电型三相桥式电压型逆变电路 1 52

2.5.3 阻感负载 53

2.6三相桥式半控整流电路 54

2.6.1 电阻负载 54

2.6.2 阻感负载 55

2.7.1 电阻、反电动势负载 56

2.7.2 阻感、反电动势负载 56

7.2.1并联谐振式逆变电路 1 56

2.7反电动势负载可控整流电路分析 56

2.8交流电源电路的电感效应 59

2.8.1 交流侧电感对可控整流电路换流的影响 59

2.8.2换流重叠角的计算 61

2.9.1 电压平衡方程式 62

2.9晶闸管可控整流供电的直流电动机机械特性 62

2.9.2电流连续时直流电动机的机械特性 63

2.9.3 电流断续时直流电动机的机械特性 63

2.10大功率可控整流电路 66

2.10.1并联工作的可控整流电路 66

2.10.2 串联工作的可控整流电路 71

本章小结 72

习题及思考题 73

3有源逆变电路 76

3.1.2变流器工作于逆变状态，下放重物 76

3.1有源逆变的工作原理 76

3.1.1 变流器工作于整流状态，提升重物 76

3.2常用的有源逆变电路 78

3.2.1三相半波有源逆变电路 78

3.2.2三相桥式有源逆变电路 79

3.3.1逆变失败的原因 82

3.3逆变失败的原因与最小逆变角的确定 82

3.3.2最小逆变角βmin的确定 84

3.4变流器供电的直流可逆拖动系统电动机机械特性 84

3.4.1 变流器逆变工作时直流电动机机械特性 84

3.4.2直流可逆电力拖动系统 86

3.5变流电路的谐波和功率因数 87

3.5.1整流输出电压的谐波分析 87

3.5.2交流侧谐波分析 89

3.5.3变流装置的功率因数 90

3.5.4减小谐波的方法 91

习题及思考题 92

本章小结 92

4电力电子器件的驱动和保护电路 94

4.1 晶闸管的触发电路 94

4.1.1 简单触发电路 94

4.1.2 同步信号为锯齿波的触发电路 96

4.1.3正弦波同步触发电路 98

4.1.4集成元件组成的触发电路 99

4.1.5集成化触发电路 101

4.2 GTO的驱动电路 103

4.2.1 门极触发脉冲的四度特性 103

4.2.2门极触发方式 103

4.2.3GTO驱动电路实例 104

4.3 GTR的驱动电路 106

4.3.2驱动电路 106

4.3.1理想的驱动信号 106

4.4 MOSFET和IGBT的驱动电路 108

4.5电力电子器件的缓冲电路 110

4.5.1缓冲电路的作用 110

4.5.2典型的缓冲电路 111

4.6电力电子器件及装置的保护 113

4.6.1过电流保护电路 113

4.7.1 晶闸管的串联 116

4.7电力电子器件的串联和并联 116

4.6.2过电压保护电路 116

4.7.2晶闸管的并联 117

4.7.3 GTR的串联 118

4.7.4 GTR的并联 119

本章小结 119

习题及思考题 119

5直流斩波电路 120

5.1基本直流斩波电路 120

5.1.1直流降压斩波电路 120

5.1.2直流升压斩波电路 122

5.1.3直流升压斩波电路在电力拖动中的应用 123

5.1.4直流升降压斩波电路 124

5.1.5丘克斩波电路 125

5.2.1直流可逆斩波电路 126

5.2直流可逆斩波电路和多相多重斩波电路 126

5.3.1 时间比控制法 128

5.3直流斩波电路的控制方法 128

5.2.2多相多重斩波电路 128

5.3.2瞬时值控制法 129

5.3.3时间比与瞬时值混合控制法 130

5.4晶闸管的换流技术 130

5.4.1 晶闸管的换流方法 131

5.4.2晶闸管强迫换流的直流斩波电路 132

5.4.3直流电力电子开关 133

本章小结 133

习题及思考题 134

6.1.1 电阻负载 135

6交流调压电路 135

6.1相控单相交流调压电路 135

6.1.2阻感负载 137

6.2相控三相交流调压电路 140

6.2.1 三相交流调压电路的基本形式 140

6.2.2 Y形三相交流调压电路 141

6.3其他交流调压电路 143

6.3.1 交流斩波电路 143

6.3.2交流调功电路 145

本章小结 146

6.3.3 交流电力电子开关 146

习题及思考题 147

7变频电路 148

7.1交直交电压型逆变电路 148

7.1.1单相桥式电压型逆变电路 148

7.1.3 120°导电型三相桥式电压型逆变电路 155

7.2交直交电流型逆变电路 156

7.2.2三相串联二极管式电流型逆变电路 161

7.2.3 门极可关断晶闸管电流型逆变电路 165

7.2.4电压型逆变电路与电流型逆变电路的比较 165

7.3逆变电路的调压方法与多重化 167

7.3.1输出电压的调节 167

7.3.2逆变电路的多重化 168

7.4单相交交变频电路 172

7.4.1 工作原理 172

7.4.2正弦型交交变频电路触发脉冲的控制方法 174

7.5三相交交变频电路 177

7.5.1 正弦电压波三相交交变频电路 177

7.5.2正弦电流波三相交交变频电路 178

7.5.3矩形电流波三相交交变频电路 179

7.5.4交交变频电路的优缺点 180

7.6矩阵式变频电路 180

本章小结 183

习题及思考题 184

8.1.1 PWM波的理论基础 186

8.1 PWM的基本工作原理 186

8脉冲宽度调制（PWM）技术 186

8.1.2 PWM波的产生 187

8.1.3 PWM波的调制方式 188

8.2生成SPWM波形的采样规则 190

8.2.1 自然采样法 190

8.2.2规则采样法 191

8.3调制信号为梯形波的PWM波 191

8.4 PWM逆变电路的多重化 192

本章小结 194

习题及思考题 194

9.1软开关电路的类型 195

9.2准谐振开关电路 195

9软开关技术 195

9.2.1零电压开关准谐振电路 196

9.2.2零电流开关准谐振电路 197

9.3零开关PWM电路 198

9.3.1 ZVS-PWM电路 198

9.3.2 ZCS-PWM电路 199

9.4零转换PWM电路 200

9.4.1 ZVT-PWM电路 200

9.4.2 ZCT-PWM电路 201

9.5软开关三相逆变器 202

本章小结 205

习题及思考题 205

参考文献 206