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現代電力電子技術
來源:互聯網

《現代電力電子技術》一書著重講解了電力電子器件的基本構造、運作原理和性能特征,并詳盡闡述了電力電子技術中的四種關鍵變換電路,分別為直流-交流、直流-直流、交流-直流、交流-交流變換電路,并結合了一系列計算機仿真實例。全書共分為七章,第一章為緒論,第二章探討了多種類型的電力電子器件,第三至第六章則依次剖析了四大類基本電力電子變換電路,第七章通過計算機仿真實例展示了開關穩壓電源和SPWM逆變器的工作原理并進行了波形分析。本書強調實踐性,適合于電氣工程及其自動化專業、自動化專業以及其他相關專業的本科學生,并可供相關專業研究生作為參考資料,同時也適用于從事電力電子變換和控制的技術人員。

前言

電力電子學——電力電子變換和控制技術是高等工科學校電氣工程及其自動化、自動化以及機電一體化等相關專業學生的必修課程。電力電子技術跨越電力、電子和控制三大領域,是現代電子技術的重要組成部分,是連接弱電和強電的關鍵環節,同時也是相關從業人員必備的專業知識。本書共有七章,第一章為緒論,概述了電力電子技術的概念、電能變換方法、發展歷史和特點。第二章介紹了電力電子器件,涵蓋了不同類型半導體電力電子器件的工作原理和特性。第三至第六章分別討論了整流電路、直流斬波電路、逆變電路、交流調壓和變頻電路的基本原理和特性,其中包括單相三相可控整流電路、有源逆變電路、直流斬波電路、復合斬波電路、無源逆變電路、脈寬調制型(PWM)逆變電路、交流調壓電路、交-交變頻電路等,并且每一章末尾均運用MATLAB仿真軟件對相關電路進行了仿真,以便讀者能夠直觀地理解電路特性。第七章聚焦于電力電子技術的應用與實訓,具體講述了開關穩壓電源和SPWM逆變器的MATLAB設計與仿真。通過MATLAB仿真應用程序,讀者可以構建模型并進行仿真,借助計算機觀察電路的仿真運行狀態,從而深化對理論分析結果的認識,同時強化對知識的吸收。本書的內容選擇遵循了以電工、電子學和控制理論最基本的原則為基礎,系統而完整地呈現了電力電子變換和控制技術的核心知識、新技術的發展趨勢和應用前景。書中注重文筆流暢、概念明確、論述深入淺出,易于學生閱讀。除了第一章和第七章之外,其他章節均設有小結,有助于復習。編寫分工如下:上海工程技術大學李媛媛副教授負責撰寫第一、二、六、七章,王宇嘉副教授負責撰寫第三、五章,張穎副教授負責撰寫第四章。上海工程技術大學張莉萍教授擔任本書的主要審查人。在編寫過程中,得到了學校領導和同事的支持和協助,作者對此深表感激。此外,還要特別感謝參與本書編寫整理的碩士研究生閆華山、劉學晶,以及進行仿真程序調試的魏然、黃牡丹、喬木、王晶晶等同學。由于時間和能力的限制,作者真誠期望各位教師、學生、專業人士以及廣大讀者對本書的內容、結構、遺漏或錯誤提出寶貴的意見和建議。編者于2014年3月完成此書。

目錄

第1章緒論1

1.1電力電子技術概述1

1.2電能變換及控制的方法1

1.3電力電子技術的發展史2

1.4電力電子技術的特點3

1.5電力電子技術的應用4

第2章電力電子器件7

2.1電力電子器件概述7

2.2電力二極管8

2.2.1電力二極管的基本結構與工作原理8

2.2.2電力二極管的基本特性10

2.2.3電力二極管的主要參數11

2.2.4電力二極管的主要類型12

2.3電力晶體管12

2.3.1電力晶體管的基本結構與工作原理13

2.3.2電力晶體管的工作特性13

2.3.3電力晶體管的主要參數16

2.4晶閘管17

2.4.1晶閘管的基本結構與工作原理17

2.4.2晶閘管的工作特性18

2.4.3晶閘管的主要參數21

2.4.4晶閘管的主要類型23

2.5電力MOS場效應晶體管26

2.5.1電力MOSFET的基本結構與工作原理26

2.5.2電力MOSFET的工作特性27

2.5.3電力MOSFET的主要參數29

2.6絕緣柵雙極型晶體管29

2.6.1IGBT的基本結構與工作原理29

2.6.2IGBT的工作特性30

2.6.3IGBT的擎住效應31

2.7其他新型電力電子器件33

2.8電力電子器件驅動與保護電路34

2.8.1晶閘管SCR的觸發驅動器34

2.8.2GTO的觸發驅動器35

2.8.3晶體管的驅動器36

2.8.4MOSFET和IGBT的驅動器37

2.8.5電力電子器件的緩沖電路38

2.8.6過電流保護和過電壓保護40

2.9初識MATLAB仿真模塊中的電力電子器件42

本章小結43

第3章整流電路44

3.1概述44

3.2單相可控整流電路44

3.2.1單相半波可控整流電路44

3.2.2單相橋式全控整流電路48

3.2.3單相橋式半控整流電路51

3.3三相可控整流電路54

3.3.1三相半波可控整流電路54

3.3.2三相全波可控整流電路65

3.4有源逆變電路72

3.4.1整流與逆變的關系72

3.4.2電源間能量的變換關系72

3.4.3有源逆變電路的工作原理73

3.4.4三相半波共陰極逆變電路75

3.5整流電路的MATLAB仿真實例77

3.5.1感容濾波的單相橋式不可控整流電路77

3.5.2電感性負載單相橋式全控整流電路79

3.5.3三相全橋不可控整流電路82

3.5.4三相全橋全控整流電路86

本章小結88

第4章直流斬波電路90

4.1概述90

4.2直流斬波電路的工作原理91

4.2.1斬波電路的基本原理91

4.2.2基本直流斬波電路92

4.3復合斬波電路104

4.3.1電流可逆斬波電路104

4.3.2橋式可逆斬波電路105

4.3.3直流直流變換電路的比較110

4.4斬波電路的MATLAB仿真實例110

4.4.1Buck降壓電路110

4.4.2Boost升壓電路111

4.4.3BuckBoost升降壓電路114

本章小結115

第5章逆變電路116

5.1逆變電路概述116

5.1.1晶閘管逆變電路的換流問題116

5.1.2逆變電路的類型119

5.2無源逆變電路124

5.2.1無源逆變電路的工作原理124

5.2.2電流型逆變電路125

5.2.3電壓型逆變電路129

5.3強迫換流式逆變電路133

5.3.1串聯二極管式電流源型逆變器結構134

5.3.2工作過程(換流機理)134

5.4脈寬調制型(PWM)逆變電路136

5.4.1基本原理137

5.4.2正弦脈寬調制方法140

5.4.3電流滯環控制PWM143

5.5逆變電路的MATLAB仿真實例144

5.5.1單相方波逆變電路144

5.5.2雙極性SPWM單相逆變器145

5.5.3倍頻SPWM逆變器147

5.5.4三相SPWM逆變器148

本章小結150

第6章交流調壓和變頻電路151

6.1交流調壓電路151

6.1.1單相交流調壓電路151

6.1.2三相交流調壓電路156

6.2交交變頻電路160

6.2.1單相交交變頻電路160

6.2.2三相交交變頻電路162

6.3MATLAB仿真實例167

本章小結170

第7章電力電子技術的應用與實訓172

7.1開關穩壓電源的MATLAB設計與仿真172

7.1.1開關電源簡介172

7.1.2開關電源的特點172

7.1.3整流穩壓開關電源MATLAB仿真173

7.2SPWM逆變器的MATLAB設計與仿真177

7.2.1SPWM逆變器的基本原理177

7.2.2SPWM調制的相關技術177

7.2.3SPWM逆變器MATLAB仿真178

參考文獻181

參考資料 >

現代電力電子技術.缺書網.2024-09-09

現代電力電子技術.讀書網.2024-09-09

現代電力電子技術.書葵網.2024-09-09

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