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《現代電力電子技術與應用》根據高校的教學要求,由作者根據多年的教學經驗和科研成果的總結編寫而成。《現代電力電子技術與應用》闡述了現代電力電子技術的基本內容,保留了經典電力電子技術部分內容,全書分11章,可分為五大單元。分別介紹現代電力電子技術的分析方法、功率器件、換流變換技術、SPWM產生及控制方法與典型應用。
《現代電力電子技術與應用》結構合理,內容新穎,闡述清楚,可作為電力電子和電力傳動專業本科和研究生教材,也可作為從事本專業工程技術人員的參考書。
電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行控制和轉換的學科,它包括電力電子器件、變流電路和控制電路3個部分,是電力、電子、控制三大電氣工程技術領域之間的交叉學科,在節能、減小環境污染、改善工作條件等方面有著重要的作用。
《現代電力電子技術與應用》結構合理,內容新穎,闡述清楚,可作為電力電子和電力傳動專業本科和研究生教材,也可作為從事本專業工程技術人員的參考書。
電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行控制和轉換的學科,它包括電力電子器件、變流電路和控制電路3個部分,是電力、電子、控制三大電氣工程技術領域之間的交叉學科,在節能、減小環境污染、改善工作條件等方面有著重要的作用。
目次
前言
第1章 現代電力電子技術學習的新概念和要點
1.1 開關控制的概念
1.2 開關電路的過渡過程分析
第2章 電力半導體器件原理和特性概述
2.1 電力電子器件（大容量）
2.1.1 二極管
2.1.2 SCR
2.1.3 GTO
2.2 電力電子器件（中、小容量）
2.2.1 GTR
2.2.2 P-MOSFET
2.2.3 IGBT
2.2.4 控制極驅動電路
2.3 功率模塊
2.3.1 逆導SCR
2.3.2 雙向晶閘管
2.3.3 智能化模塊——IPM
習題和思考題
第3章 電力電子器件處于開關狀態下的功耗研究
3.1 開關損耗的概念
3.1.1 開關時間對功耗的影響
3.1.2 二極管恢復阻斷時間大小對功耗產生影響分析
3.1.3 分布電感和電容產生的功耗
3.1.4 電壓電流軌跡對功耗的影響
3.2 如何減少開關損耗
3.2.1 軟開關和硬開關的區別
3.2.2 串聯電抗、并聯電容減少功耗
3.2.3 反并聯二極管
3.3 軟開關電路的實現
3.3.1 高頻逆變器概述
3.3.2 ZCS型諧振式變換器
3.3.3 ZVS型諧振式變換器
3.3.4 部分諧振變換
3.4 高頻軟開關的最新進展
3.4.1 諧振換流型橋臂
3.4.2 部分諧振PWM開關
習題和思考題
第4章 電力電子電路的分析方法
4.1 電力電子電路的數學模型
4.2 含開關的電路分析
4.2.1 簡單電路
4.2.2 基於狀態變量的分析方法
4.3 電力電子電路的分析
4.4 平均化數模分析法
4.4.1 狀態空間平均化數模的推導
4.4.2 線性化數模的分析
習題和思考題
第5章 整流電路
5.1 單相半波相控整流電路
5.2 單相全波整流電路
5.2.1 單相橋式半控整流電路
5.2.2 單相橋式全控整流電路
5.3 三相整流電路
5.3.1 三相半波可控整流
5.3.2 三相橋式全控整流電路
5.4 變壓器漏感對整流電路的影響
習題和思考題
第6章 交流調壓與交交變頻（AC/AC變換）
6.1 交流調壓
6.1.1 相控調壓
6.1.2 斬控調壓
6.2 交交變頻
6.2.1 相控式交交變頻
6.2.2 矩陣變換器
6.2.3 新型控制電路
習題和思考題
第7章 DC-DC的控制
7.1 直流開關、斬波器
7.1.1 斬波器的基礎理論
7.1.2 降壓型斬波器
7.1.3 升壓型斬波器
7.2 含高頻變壓器的DC-DC變換器
7.2.1 反激式DC-DC變換器
7.2.2 自激RCC變換器
7.2.3 正激式變換器
習題和思考題
第8章 逆變器
8.1 有源逆變電路
8.1.1 有源逆變的基本概念
8.1.2 逆變角的確定
8.1.3 有源逆變電路的分析
8.1.4 逆變角的限制與逆變失敗
8.2 無源逆變電路
8.2.1 電壓型逆變電路
8.2.2 三相逆變電路
8.3 電流型逆變電路
8.3.1 單相電流型逆變電路
8.3.2 三相電流型逆變電路
8.4 逆變器輸出電壓波形的改善
8.4.1 逆變器產生的高次諧波
8.4.2 矩形波逆變器的波形改善
8.4.3 PWM對逆變器輸出波形改善的影響
8.5 SPWM產生方法
8.5.1 SPWM的調制方式
8.5.2 SPWM的調制方式
8.5.3 SPWM的諧波特性
8.5.4 三相PWM的優化
習題和思考題
第9章 高頻逆變器
9.1 高頻逆變器的特點
9.2 不同的電路形式
9.3 單元件高頻逆變器
9.4 二元件高頻逆變器
9.4.1 電壓型電流諧振半橋式逆變器
9.4.2 電壓型ZCS橋式逆變器
9.5 高頻全橋逆變器
9.5.1 電壓型和電流型
9.5.2 電壓型ZCS全橋逆變器
9.5.3 輸出控制及提高輸出功率方法
習題和思考題
第10章 有源整流器
10.1 自勵式有源整流器
10.1.1 概述
10.1.2 有源整流器的工作原理
10.1.3 電感電流的控制方法
10.1.4 電流控制方法
10.1.5 有源整流器穩態和動態過程分析
10.1.6 有源整流器的波形分析
10.2 PWM整流器
10.2.1 間接電流控制
10.2.2 直接電流控制
10.2.3 三相電壓型PWM整流器
10.3 有源電力濾波器
10.3.1 有源電力濾波器的特點
10.3.2 有源電力濾波器主電路的結構
10.3.3 并聯型有源濾波器工作原理
第11章 電力電子技術應用
11.1 電源控制領域——UPS不間斷電源
11.1.1 UPS的分類
11.1.2 UPS的主要性能指標
11.1.3 UPS的基本電路和工作原理
11.2 電動機調速
11.2.1 在直流電動機調速中的應用
11.2.2 在交流電動機調速中應用綜述
11.2.3 異步機變頻調速的應用實例
11.2.4 PM電動機變頻調速驅動的應用
11.3 在電力系統中的應用
11.3.1 在電力系統調壓中的應用
11.3.2 在太陽能發電中的應用
附錄 部分習題和思考題答案
參考文獻
第1章 現代電力電子技術學習的新概念和要點
1.1 開關控制的概念
1.2 開關電路的過渡過程分析
第2章 電力半導體器件原理和特性概述
2.1 電力電子器件（大容量）
2.1.1 二極管
2.1.2 SCR
2.1.3 GTO
2.2 電力電子器件（中、小容量）
2.2.1 GTR
2.2.2 P-MOSFET
2.2.3 IGBT
2.2.4 控制極驅動電路
2.3 功率模塊
2.3.1 逆導SCR
2.3.2 雙向晶閘管
2.3.3 智能化模塊——IPM
習題和思考題
第3章 電力電子器件處于開關狀態下的功耗研究
3.1 開關損耗的概念
3.1.1 開關時間對功耗的影響
3.1.2 二極管恢復阻斷時間大小對功耗產生影響分析
3.1.3 分布電感和電容產生的功耗
3.1.4 電壓電流軌跡對功耗的影響
3.2 如何減少開關損耗
3.2.1 軟開關和硬開關的區別
3.2.2 串聯電抗、并聯電容減少功耗
3.2.3 反并聯二極管
3.3 軟開關電路的實現
3.3.1 高頻逆變器概述
3.3.2 ZCS型諧振式變換器
3.3.3 ZVS型諧振式變換器
3.3.4 部分諧振變換
3.4 高頻軟開關的最新進展
3.4.1 諧振換流型橋臂
3.4.2 部分諧振PWM開關
習題和思考題
第4章 電力電子電路的分析方法
4.1 電力電子電路的數學模型
4.2 含開關的電路分析
4.2.1 簡單電路
4.2.2 基於狀態變量的分析方法
4.3 電力電子電路的分析
4.4 平均化數模分析法
4.4.1 狀態空間平均化數模的推導
4.4.2 線性化數模的分析
習題和思考題
第5章 整流電路
5.1 單相半波相控整流電路
5.2 單相全波整流電路
5.2.1 單相橋式半控整流電路
5.2.2 單相橋式全控整流電路
5.3 三相整流電路
5.3.1 三相半波可控整流
5.3.2 三相橋式全控整流電路
5.4 變壓器漏感對整流電路的影響
習題和思考題
第6章 交流調壓與交交變頻（AC/AC變換）
6.1 交流調壓
6.1.1 相控調壓
6.1.2 斬控調壓
6.2 交交變頻
6.2.1 相控式交交變頻
6.2.2 矩陣變換器
6.2.3 新型控制電路
習題和思考題
第7章 DC-DC的控制
7.1 直流開關、斬波器
7.1.1 斬波器的基礎理論
7.1.2 降壓型斬波器
7.1.3 升壓型斬波器
7.2 含高頻變壓器的DC-DC變換器
7.2.1 反激式DC-DC變換器
7.2.2 自激RCC變換器
7.2.3 正激式變換器
習題和思考題
第8章 逆變器
8.1 有源逆變電路
8.1.1 有源逆變的基本概念
8.1.2 逆變角的確定
8.1.3 有源逆變電路的分析
8.1.4 逆變角的限制與逆變失敗
8.2 無源逆變電路
8.2.1 電壓型逆變電路
8.2.2 三相逆變電路
8.3 電流型逆變電路
8.3.1 單相電流型逆變電路
8.3.2 三相電流型逆變電路
8.4 逆變器輸出電壓波形的改善
8.4.1 逆變器產生的高次諧波
8.4.2 矩形波逆變器的波形改善
8.4.3 PWM對逆變器輸出波形改善的影響
8.5 SPWM產生方法
8.5.1 SPWM的調制方式
8.5.2 SPWM的調制方式
8.5.3 SPWM的諧波特性
8.5.4 三相PWM的優化
習題和思考題
第9章 高頻逆變器
9.1 高頻逆變器的特點
9.2 不同的電路形式
9.3 單元件高頻逆變器
9.4 二元件高頻逆變器
9.4.1 電壓型電流諧振半橋式逆變器
9.4.2 電壓型ZCS橋式逆變器
9.5 高頻全橋逆變器
9.5.1 電壓型和電流型
9.5.2 電壓型ZCS全橋逆變器
9.5.3 輸出控制及提高輸出功率方法
習題和思考題
第10章 有源整流器
10.1 自勵式有源整流器
10.1.1 概述
10.1.2 有源整流器的工作原理
10.1.3 電感電流的控制方法
10.1.4 電流控制方法
10.1.5 有源整流器穩態和動態過程分析
10.1.6 有源整流器的波形分析
10.2 PWM整流器
10.2.1 間接電流控制
10.2.2 直接電流控制
10.2.3 三相電壓型PWM整流器
10.3 有源電力濾波器
10.3.1 有源電力濾波器的特點
10.3.2 有源電力濾波器主電路的結構
10.3.3 并聯型有源濾波器工作原理
第11章 電力電子技術應用
11.1 電源控制領域——UPS不間斷電源
11.1.1 UPS的分類
11.1.2 UPS的主要性能指標
11.1.3 UPS的基本電路和工作原理
11.2 電動機調速
11.2.1 在直流電動機調速中的應用
11.2.2 在交流電動機調速中應用綜述
11.2.3 異步機變頻調速的應用實例
11.2.4 PM電動機變頻調速驅動的應用
11.3 在電力系統中的應用
11.3.1 在電力系統調壓中的應用
11.3.2 在太陽能發電中的應用
附錄 部分習題和思考題答案
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