《電力電子學(xué)》

第1章 緒論

1. 1 概述

1. 2 電力電子學(xué)的發(fā)展歷程

1. 3 電力電子學(xué)的任務(wù)及面臨的問題

1. 4 電力電子學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域

1. 5 電力電子學(xué)的未來前景

1. 6 電力電子的基本變換形式

1. 7 說明

第2章 電力電子器件的原理與特性

2. 1 電力電子器件的發(fā)展. 分類與應(yīng)用

2. 1. 1 電力電子器件及其發(fā)展現(xiàn)狀

2. 1. 2 常用電力電子器件的分類及其應(yīng)用領(lǐng)域

2. 1. 3 電力電子器件的發(fā)展趨勢

2. 2 功率二極管

2. 2. 1 功率二極管的基本特性

2. 2. 2 二極管的基本應(yīng)用

2. 3 晶閘管 SCR

2. 3. 1 結(jié)構(gòu)與工作原理

2. 3. 2 晶閘管的基本特性

2. 3. 3 晶閘管的主要特性參數(shù)

2. 3. 4 晶閘管家族的其他主要電力電子器件

2. 4 可關(guān)斷晶閘管 GTO

2. 4. 1 結(jié)構(gòu)與工作原理

2. 4. 2 特性與參數(shù)

2. 5 電力晶體管 GTR或BJT

2. 5. 1 電力晶體管的結(jié)構(gòu)

2. 5. 2 特性與參數(shù)

2. 5. 3 GTR的二次擊穿與安全工作區(qū)

2. 6 電力場效應(yīng)晶體管 電力MOSFET

2. 6. 1 概述

2. 6. 2 電力MOSFET的靜態(tài)特性與參數(shù)

2. 6. 3 電力MOSFET的動態(tài)特性和參數(shù)

2. 7 絕緣柵雙極晶體管 1GBT

2. 7. 1 IGBT的工作原理

2. 7. 2 IGBT的基本特性

2. 7. 3 擎住效應(yīng)

2. 7. 4 IGBT的安全工作區(qū)

2. 8 其他新型場控器件

2. 8. 1 MOS控制晶閘管MCT

2. 8. 2 集成門極換流晶閘管IGCT

2. 8. 3 靜電感應(yīng)晶體管SIT

2. 8. 4 靜電感應(yīng)晶閘管SITH

2. 8. 5 智能功率模塊IPM

2. 9 小結(jié)

第3章 相控整流電路

3. 1 概述

3. 1. 1 整流電路的分類

3. 1. 2 可控整流電路的一般結(jié)構(gòu)

3. 1. 3 學(xué)習(xí)整流電路的基本方法

3. 2 單相橋式全控整流電路

3. 2. 1 可控整流的基本概念

3. 2. 2 電阻性負載單相橋式全控整流電路

3. 2. 3 電感性負載單相橋式全控整流電路

3. 2. 4 電動機負載單相橋式全控整流電路

3. 3 單相橋式半控整流電路

3. 3. 1 電感性負載單相橋式半控整流電路

3. 3. 2 反電勢負載單相橋式半控整流電路

3. 4 三相半波可控整流電路

3. 4. 1 電阻性負載

3. 4. 2 電感性負載

3. 5 三相橋式全控整流電路

3. 5. 1 三相橋式全控整流電路的工作原理及波形

3. 5. 2 基本電量計算

3. 6 三相橋式半控整流電路

3. 6. 1 電阻性負載

3. 6. 2 電感性負載工作原理及失控現(xiàn)象

3. 7 整流器交流側(cè)電抗對整流電路的影響

3. 7. 1 換流期間電壓電流波形分析

3. 7. 2 換相壓降的計算和整流電路的輸出外特性

3. 7. 3 重疊角r的計算

3. 8 小結(jié)

3. 9 習(xí)題

第4章 有源逆變與相控變流器特性

4. 1 有源逆變電路的工作原理

4. 1. 1 有源逆變的工作原理

4. 1. 2 實現(xiàn)有源逆變的條件

4. 2 三相有源逆變電路

4. 2. 1 三相半波逆變電路的工作原理

4. 2. 2 三相橋式全控有源逆變電路

4. 2. 3 有源逆變失敗的原因與控制角的限制

4. 3 有源逆變的應(yīng)用

4. 3. 1 高壓直流輸電

4. 3. 2 繞線式異步電動機晶閘管串級調(diào)速

4. 3. 3 兩組變流器反并聯(lián)的直流可逆電力拖動系統(tǒng)

4. 4 整流電路的功率因數(shù)及其改善的方法

4. 4. 1 整流電路的功率因數(shù)

4. 4. 2 提高功率因數(shù)的措施

4. 5 小結(jié)

4. 6 習(xí)題

第5章 直直變換器

5. 1 降壓變換器

5. 1. 1 連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 1. 2 不連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 2 升壓變換器

5. 2. 1 連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 2. 2 不連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 3 升-降壓變換器

5. 3. 1 連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 3. 2 不連續(xù)導(dǎo)電模式

5. 4 丘克變換器

5. 5 多象限直流變換器

5. 5. 1 橋臂式二象限直流變換器

5. 5. 2 混合橋式二象限直直變換器

5. 5. 3 四象限直直變換器

5. 6 多相多重直直變換器

5. 7 帶隔離變壓器的直直變換器

5. 7. 1 正激式 Forward 變換器

5. 7. 2 反激式 Flyback 變換器

5. 7. 3 推挽式變換器

5. 7. 4 半橋式變換器

5. 7. 5 全橋式變換器

第6章 無源逆變電路

6. 1 無源逆變電路的原理

6. 1. 1 單相半橋逆變電路

6. 1. 2 單相全橋逆變電路

6. 1. 3 推挽式單相逆變電路

6. 1. 4 三相橋式逆變電路

6. 2 逆變器基本類型和性能指標(biāo)

6. 2. 1 逆變器基本類型

6. 2. 2 逆變器輸出波形性能指標(biāo)

6. 3 三相逆變器工作原理

6. 3. 1 電壓型三相逆變器工作原理

6. 3. 2 電流型三相逆變器工作原理

6. 4 PWM技術(shù)

6. 4. 1 正弦脈沖寬度調(diào)制原理

6. 4. 2 SPWM的基波電壓

6. 4. 3 對脈寬調(diào)制的制約條件

6. 4. 4 同步調(diào)制與異步調(diào)制

6. 4. 5 脈寬調(diào)制逆變器的基本控制方法

6. 5 逆變器輸出的其他控制方法

6. 5. 1 電流跟蹤控制

6. 5. 2 開關(guān)頻率恒定的電流跟蹤型PWM控制技術(shù)

6. 5. 3 電壓空間矢量PWM控制 磁鏈跟蹤控制

6. 6 三電平逆變器的原理與電路

6. 6. 1 電路原理

6. 6. 2 三電平逆變器的輸出波形

6. 7 多重化技術(shù)

6. 7. 1 多重電流型逆變器

6. 7. 2 多重電壓型逆變器

6. 8 習(xí)題

第7章 PWM整流電路及其應(yīng)用

7. 1 脈沖整流電路的基本原理及分類

7. 1. 1 基本原理

7. 1. 2 PWM整流器的分類與對偶性

7. 2 電壓型PWM整流器

7. 2. 1 單相PWM整流器主電路結(jié)構(gòu)及工作原理

7. 2. 2 主要方程式及相量圖

7. 2. 3 工作模式及能量關(guān)系

7. 2. 4 電壓型三相PWM整流器主電路結(jié)構(gòu)及工作原理

7. 2. 5 電壓型PWM整流器的控制

7. 3 電流型PWM整流器

7. 3. 1 單相PWM整流器主電路結(jié)構(gòu)及其工作原理

7. 3. 2 主要方程式及相量圖

7. 3. 3 工作模式及能量關(guān)系

7. 3. 4 單相電流型晶閘管PWM整流器工作原理

7. 3. 5 三相電流型PWM整流器主電路結(jié)構(gòu)及其工作原理

7. 4 電流型PWM整流器與電壓型PWM整流器的性能特點比較

7. 5 PWM整流器的應(yīng)用

7. 5. 1 PWM整流器在電力機車上的應(yīng)用

7. 5. 2 PWM整流器在大容量通用變頻器中的應(yīng)用

7. 5. 3 有源電子負載

7. 5. 4 可再生能源和儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)間的互聯(lián)

7. 6 小結(jié)

7. 7 習(xí)題

第8章 諧振變換器

8. 1 概述

8. 2 諧振電路的基本概念,

8. 2. 1 串聯(lián)諧振電路工作原理

8. 2. 2 并聯(lián)諧振電路工作原理

8. 2. 3 高階諧振電路

8. 3 負載諧振換流器

8. 3. 1 串聯(lián)負載諧振換流器

8. 3. 2 并聯(lián)負載諧振換流器

8. 3. 3 高階諧振換流器

8. 3. 4 E類換流器

8. 4 諧振開關(guān)換流器

8. 4. 1 零電流諧振開關(guān)換流器

8. 4. 2 零電壓諧振開關(guān)換流器

8. 5 諧振直流連接逆變器

8. 6 雙向諧振換流器

8. 7 小結(jié)

8. 8 習(xí)題

第9章 交流調(diào)壓電路及交交變頻電路

9. 1 概述

9. 1. 1 交流電力控制電路基本類型及其應(yīng)用

9. 1. 2 交交變頻電路基本類型及其應(yīng)用

9. 2 單相交流調(diào)壓電路

9. 2. 1 電阻負載工況分析

9. 2. 2 感性負載工況分析

9. 3 三相交流調(diào)壓電路

9. 3. 1 主電路基本形式

9. 3. 2 控制原則及工作條件分析

9. 3. 3 三相交流調(diào)壓電路典型波形分析

9. 4 其他類型的交流電力控制電路

9. 4. 1 交流調(diào)功電路

9. 4. 2 交流電力電子開關(guān)

9. 4. 3 交流斬波調(diào)壓電路

9. 5 三相交交變頻電路

9. 6 交交變頻電路的運行方式及性能特點

9. 6. 1 有環(huán)流與無環(huán)流運行方式

9. 6. 2 輸出電壓的控制

9. 6. 3 輸入側(cè)功率因數(shù)

9. 7 其他類型的交交變頻電路

9. 7. 1 三倍倍頻電路

9. 7. 2 負載換流的倍頻電路

9. 7. 3 矩陣式交交變頻電路

9. 8 習(xí)題

第10章 電力電子裝置對電網(wǎng)的影響及其抑制措施

10. 1 概述

10. 1. 1 諧波污染

10. 1. 2 功率因數(shù)

10. 1. 3 電磁干擾

10. 2 諧波的特性及其抑制

10. 2. 1 諧波產(chǎn)生機理

10. 2. 2 諧波抑制的方法

10. 3 功率因數(shù)校正

10. 3. 1 基本概念

10. 3. 2 功率因數(shù)校正電路

10. 4 電磁干擾的分類及其抑制

10. 4. 1 電磁干擾的分類

10. 4. 2 電磁干擾抑制

第11章 電力電子器件的應(yīng)用基礎(chǔ)

11. 1 晶閘管觸發(fā)電路

11. 1. 1 晶閘管對觸發(fā)電路的基本要求

11. 1. 2 觸發(fā)電路的型式

11. 1. 3 單結(jié)晶體管移相觸發(fā)電路

11. 2 可關(guān)斷晶閘管 GTO 的門控電路

11. 2. 1 門極驅(qū)動特性

11. 2. 2 門極控制信號波形分析

11. 2. 3 GTO的門控電路

11. 3 電力MOSFET和IGBT的柵控電路及其模塊

11. 3. 1 電力MOSFET的柵極驅(qū)動電路

11. 3. 2 IGBT的柵極驅(qū)動電路

11. 4 電力電子器件的串并聯(lián)應(yīng)用及系統(tǒng)容量擴展

11. 4. 1 晶閘管的串并聯(lián)

11. 4. 2 GTO的串并聯(lián)應(yīng)用

11. 4. 3 功率MOSFET的并聯(lián)應(yīng)用

11. 4. 4 IGBT的串并聯(lián)應(yīng)用

11. 5 器件使用中的保護措施

11. 5. 1 晶閘管的保護措施

11. 5. 2 功率MOSFET的保護

11. 5. 3 GTO的過電流保護

11. 5. 4 IGBT的保護

11. 6 電力電子器件的緩沖電路

11. 6. 1 緩沖電路的作用與基本類型

11. 6. 2 緩沖電路的基本結(jié)構(gòu)

11. 7 器件的散熱

11. 7. 1 散熱的原理與重要性

11. 7. 2 散熱器及其安裝

11. 8 習(xí)題

參考文獻 2100433B

電力電子學(xué)是一門利用電力電子器件對電能進行變換與控制的交叉技術(shù)學(xué)科，它包括對電壓、電流、頻率和相位的波開分析和電能變換與控制方法的研究等方面。該學(xué)科方向由三部分內(nèi)容組成，即電力電子器件、電力電子電路、電力電子系統(tǒng)及其控制。

本書的目的是著生研究各種電能變換電路的基本工作原理、電路結(jié)構(gòu)、電氣性能、波形分析方法和參數(shù)計算等，并培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計和實驗調(diào)試能力。本書可作為電氣工程及自動化專業(yè)本科教材，也可作為電氣工程領(lǐng)域及工業(yè)自動化領(lǐng)域研究生的參考書。

電力電子學(xué)預(yù)備知識

學(xué)習(xí)電力電子學(xué)課程需要先修電路理論、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、電機學(xué)等課程。

電力電子學(xué)學(xué)習(xí)資料

電力電子學(xué)課程背景

太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；大容量電能的高效遠距離傳輸；電動汽車和高鐵的飛馳；這都是利用電力電子變換電路和控制系統(tǒng)將一種形式的電能或能量，轉(zhuǎn)化為另一種形式的電能或能量的過程。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)、新能源、交通、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，有電能變換的地方就有電力電子。在此背景下，華中科技大學(xué)開設(shè)了電力電子學(xué)課程。

電力電子學(xué)課程定位

電力電子學(xué)課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在電氣工程學(xué)科中具有重要地位。

電力電子學(xué)適應(yīng)專業(yè)

電力電子學(xué)課程適用于電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)習(xí)。

電力電子學(xué)課程自第3次開課課程大綱進行了微調(diào)，第3~6次開課課程大綱相較第1~2次開課課程大綱在每章末補充了單元測驗，課程大綱具體內(nèi)容如下：