电力电子技术

《电力电子技术》教材是根据教育部高职高专课程建设要求来组织和编写的，以项目教学为目的，以任务驱动为手段，凸显工学结合特色。教材编写的基本目标是实现理实一体化，在内容安排上初步定为六个项目，分别是：调光台灯的设计、内圆磨床直流调速系统设计、电风扇无级调速控制器设计、开关电源设计、中频感应加热电源设计、简易变频器设计（有些内容会根据实际适当调整）。每个项目还会细分若干个子项目。

邵黎明，常州轻工职业技术学院电气学院骨干教师，从事电子电气相关专业教学工作多年，实践经验丰富，曾主持和参与过多项重量和省部级教科研课题，科研能力突出。张涛，常州轻工职业技术学院继续教育学院院长，从事电子电气相关专业教学工作多年，实践经验丰富，曾主持和参与过多项重量和省部级教科研课题，科研能力突出，其在电子工业出版社出版的电力电子技术教材一经出版，即迅速获得广泛认可，证明了其不俗的学术水平和科研造诣。

绪论 1
第1章 晶闸管 3
1.1 晶闸管的结构和工作原理 3
1.1.1 晶闸管的结构 3
1.1.2 晶闸管的工作原理 5
1.2 晶闸管的特性 7
1.2.1 阳极伏安特性 7
1.2.2 晶闸管的门极伏安特性 7
1.3 晶闸管的主要参数 8
1.3.1 电压参数 8
1.3.2 电流参数 9
1.3.3 动态参数 12
1.3.4 晶闸管的型号 12
1.4 晶闸管的测试与使用 13
1.4.1 测试晶闸管的简易方法 13
1.4.2 晶闸管的正确使用 14
1.5 双向晶闸管 15
1.5.1 基本结构和伏安特性 15
1.5.2 主要参数 16
1.6 光控晶闸管 17
1.7 晶闸管的驱动电路 17
1.8 晶闸管的过电压保护 18
1.8.1 晶闸管的关断过电压及其保护 18
1.8.2 晶闸管交流侧过电压及其保护 19
1.8.3 晶闸管直流侧过电压及其保护 21
1.9 晶闸管的过电流保护与电压、电流上升率的 22
1.9.1 晶闸管的过电流保护 22
*1.9.2 电压与电流上升率的 23
*1.10 晶闸管的串联和并联 23
1.10.1 晶闸管的串联 24
1.10.2 晶闸管的并联 25
本章小结 26
习题1 27
第2章 可控整流电路 29
2.1 单相半波可控整流电路 29
2.1.1 电阻性负载 29
2.1.2 电感性负载及续流二极管 33
2.1.3 反电动势负载 37
2.2 单相全波和单相全控桥式可控整流电路 39
2.2.1 单相全波可控整流电路 39
2.2.2 单相全控桥式整流电路 42
2.3 单相半控桥式整流电路 43
2.3.1 电阻性负载 44
2.3.2 电感性负载 44
2.3.3 反电动势负载 47
2.4 三相半波可控/不可控整流电路 49
2.4.1 三相半波不可控整流电路 49
2.4.2 三相半波可控整流电路 49
2.4.3 共阳极三相半波可控整流电路 56
2.4.4 共用变压器的共阴极、共阳极三相半波可控整流电路 56
2.5 三相全控桥可控整流电路 57
2.5.1 工作原理 57
2.5.2 对触发脉冲的要求 58
2.5.3 对大电感负载的分析 59
2.6 三相桥式半控整流电路 60
2.6.1 电阻性负载 61
2.6.2 电感性负载 63
*2.7 大功率可控整流电路 64
2.7.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 64
2.7.2 多重化整流电路 66
2.8 可控整流电路的应用实例 67
本章小结 69
习题2 69
第3章 有源逆变电路 72
3.1 有源逆变的工作原理 72
3.1.1 电网与直流电动机间的能量转换 72
3.1.2 有源逆变的工作原理 73
3.2 三相有源逆变电路 75
3.2.1 三相半波有源逆变电路 75
3.2.2 三相桥式有源逆变电路 77
3.3 逆变失败及最小逆变角的确定 78
3.3.1 逆变失败的原因 78
3.3.2 最小逆变角的确定及 80
*3.4 有源逆变电路的应用 81
3.4.1 用接触器控制直流电动机正、反转的电路 81
3.4.2 采用两组晶闸管反向并联的可逆电路 82
3.4.3 绕线转子异步电动机的串级调速 86
本章小结 89
习题3 90
第4章 晶闸管的触发电路 92
4.1 对触发电路的要求 92
4.2 单结晶体管触发电路 93
4.2.1 单结晶体管 93
4.2.2 单结晶体管驰张振荡电路 95
4.2.3 单结晶体管的同步和移相触发器 96
4.3 同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路 97
4.3.1 触发脉冲的形成与放大 98
4.3.2 锯齿波的形成及脉冲移相 98
4.3.3 锯齿波同步电压的形成 99
4.3.4 双窄脉冲形成环节 99
4.3.5 强触发电路 100
4.4 集成化晶闸管移相触发电路 101
4.4.1 KC04移相触发电路 101
4.4.2 KC42脉冲列调制形成器 101
4.4.3 KC41六路双脉冲形成器 103
4.4.4 由集成元器件组成三相触发电路 104
4.5 触发脉冲与主电路电压的同步与防止误触发的措施 105
4.5.1 触发电路同步电源电压的选择 105
4.5.2 防止误触发的措施 106
本章小结 106
习题4 107
第5章 全控型元器件 108
5.1 功率晶体管（GTR） 108
5.1.1 功率晶体管的结构与工作原理 109
5.1.2 功率晶体管的主要参数 111
5.1.3 功率晶体管的驱动电路 113
5.2 可关断晶闸管（GTO） 114
5.2.1 可关断晶闸管的结构及工作原理 114
5.2.2 可关断晶闸管的驱动电路 114
5.3 功率场效应晶体管（功率MOSFET） 115
5.3.1 功率场效应晶体管的结构与工作原理 115
5.3.2 功率MOSFET特性 116
5.3.3 功率MOSFET的主要参数 117
5.3.4 功率MOSFET的驱动电路 118
5.4 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 119
5.4.1 绝缘栅双极晶体管的结构与工作原理 119
5.4.2 绝缘栅双极晶体管的特性 120
5.4.3 IGBT的驱动电路 123
5.5 全控型元器件的保护与串、并联使用 123
5.5.1 全控型元器件的保护 123
5.5.2 全控型元器件的串联和并联 125
*5.6 其他新型电力电子元器件 126
本章小结 129
习题5 129
第6章 无源逆变电路 131
6.1 变频的基本概念 131
6.1.1 变频的作用 131
6.1.2 变频器的分类 131
6.1.3 变频器中逆变电路的基本工作原理与换流方式 132
6.1.4 变频器的安装、调试与故障检修 133
6.2 负载谐振式逆变器 136
6.2.1 并联谐振逆变器 136
6.2.2 串联谐振逆变器 138
6.3 三相逆变器 139
6.3.1 电压型三相逆变器 140
6.3.2 电流型三相逆变器 142
6.4 脉宽调制（PWM）型逆变电路 145
6.4.1 脉宽调制（PWM）型逆变电路的基本原理 146
6.4.2 脉宽调制（PWM）型逆变电路的调制、控制方式 149
*6.5 无源逆变电路的应用 151
6.5.1 变频调速装置 151
6.5.2 变速恒频发电技术 153
本章小结 156
习题6 156
第7章 交流变换电路 158
7.1 晶闸管交流开关 158
7.1.1 简单交流开关的基本形式 158
7.1.2 晶闸管交流开关应用举例 159
7.2 由过零触发开关电路组成的单相交流调功器 163
7.3 交流调压电路 165
7.3.1 单相交流调压电路 165
7.3.2 晶闸管交流稳压电路 169
7.3.3 三相交流调压电路 170
*7.4 交―交变频电路 172
7.4.1 单相输出交―交变频电路 172
7.4.2 三相输出交―交变频电路 173
7.4.3 交―交变频电路的特点 174
本章小结 175
习题7 175
第8章 直流变换电路 177
8.1 降压式斩波电路 177
8.1.1 基本斩波器的工作原理 177
8.1.2 电流连续工作方式 178
8.1.3 电流不连续工作方式 179
8.2 升压式斩波电路 181
8.2.1 电流连续工作方式 181
8.2.2 电流不连续工作方式 182
8.3 升降压式斩波电路 183
8.3.1 电流连续工作方式 184
8.3.2 电流断续工作方式 185
8.3.3 输出电压的纹波 186
8.4 带隔离变压器的直流变换器 186
8.4.1 反激式变换器 187
8.4.2 正激式变换器 187
8.4.3 半桥式变换器 188
8.4.4 全桥式变换器 189
*8.5 直流变换器的脉宽调制（PWM）控制技术及应用 190
8.5.1 直流PWM控制的基本原理及控制电路 190
8.5.2 直流PWM控制技术的应用 192
本章小结 194
习题8 195
第9章 软开关技术 198
9.1 软开关的基本概念 198
9.1.1 开关过程器件损耗及硬、软开关方式 198
9.1.2 零电压开关与零电流开关 199
9.1.3 软开关电路类型 199
9.2 典型的软开关电路 201
9.2.1 零电压开关准谐振电路（ZVSQRC） 201
9.2.2 零电流开关准谐振电路（ZCSQRC） 202
9.2.3 谐振直流环节 203
9.2.4 全桥零电压开关PWM电路 204
9.2.5 零电压转换PWM电路 206
本章小结 207
习题9 208
第10章 电力电子技术实训 209
10.1 单结晶体管触发电路及单相半波整流电路的研究 209
10.2 晶闸管调光电路安装、调试及故障分析、处理 211
10.3 三相桥式全控整流电路及有源逆变电路实训 213
10.4 直流调速控制电路的触发回路安装、调试及故障分析、处理 216
10.5 锯齿波同步移相触发电路实训 217
10.6 认识全控型元器件 219
*10.7 变频器操作训练 221
10.8 三相交流调压电路的连接与测试 225
10.9 电风扇无级调速器安装、调试及故障分析、处理 227
10.10 升、降压与复合斩波电路实训 229
习题答案 234
参考文献 250