無源逆變電源的原理與應用（簡體書）

《無源逆變電源的原理與應用》主要介紹了三個方面的內容。在器件及系統組件方面：除了傳統的晶閘管之外，主要介紹了全控型自關斷器件和新型功辜半導體器件：詳細介紹了逆變電源用蓄電池的組成、結構及工作原理。在電路方面：除重點介紹了電力電子器件的常用驅動電路、緩沖電路外，還著重分析了無源逆變電源中的核心電路——DC／AC無源逆變電路。在應用方面，從結構、原理及應用等方面重點介紹了三個典型無源逆變電源系統，即EPS應急電源系統、UPS不間斷電源系統和太陽能光伏發電系統：全書形式新穎、概念清晰，內容深入淺出、通俗易懂。《無源逆變電源的原理與應用》適合作為從事電力電子電源設備研發、設計，生產及維護人員的參考用書，也非常適合高等院校和高職院校自動化、電氣工程及其相關專業教師及學生用作教學參考書。

無源逆變技術是電力電子技術中的一個重要組成部分，它的作用是把從市電電網上得到的已經遭受污染的定壓定頻“粗電能”，或從蓄電池、太陽能電池、燃料電池等得到的電能質量較差的直流原始電能，變換成電能質量較高、能滿足用戶負載對電壓和頻率要求的交流電能。無源逆變技術主要應用于交流電動機的傳動、步進電機的控制、應急電源（EPS）、不間斷電源（UPS）、變頻電源、太陽能光伏發電系統、風力發電系統等所有需要將直流電能變換成交流電能的場合。由市電電網+整流設備，或蓄電池、太陽能電池、燃料電池等直流原始電源，與逆變器組合，共同構成了直接向交流負載供電的無源逆變電源。隨著科學技術的發展，用戶對交流電能質量的要求也越來越高，包括市電電源在內的所有原始電能，已經滿足不了一部分用戶對供電質量的需求，原始電能必須經過加工處理後才能使用，高質量的不間斷電源（UPS）就是完成上述加工處理工作的典型無源逆變電源。目前，城市供電系統的安全對策一般是采用并網供電，為城市電力提供可靠的電源保護。但從企業及工業、民用建筑使用情況來看，僅靠公用電網還遠遠不夠，必須具備應急供電系統（EPS）。組建應急供電系統的重要性是在事故發生的情況下確保提供所需的應急電力，以有效降低因為斷電而造成的損失，為人們生產和生活安全提供保障。由蓄電池組與逆變器組成的無源逆變電源（EPS應急電源）也是目前廣泛使用的，它是各種建筑物和重要公共設施的消防應急照明和消防動力用應急備用電源的一種。近十幾年來，隨著世界能源短缺和環境污染等問題日趨嚴重，太陽能電池的清潔性、安全性、長壽命，免維護以及資源可再生性等優點更加顯現。因此，太陽能電池產業及太陽能發電系統制造業又遇到了良好的發展機遇和巨大的市場空間，太陽能發電業也步入了高速發展時期，作為無源逆變電源的獨立型光伏發電系統，已廣泛用于航天、通信、交通，以及偏遠地區居民的供電等領域，近年來又開辟了太陽能路燈、草坪燈和屋頂太陽能光伏發電等新的應用領域。由于上述原因，為滿足當前人們對“無源逆變電源的原理及應用”的了解和掌握的需要，編寫了本書。本書主要介紹了三個方面的內容。在器件及系統組件方面：除了傳統的晶閘管之外，主要介紹了全控型自關斷器件和新型功率半導體器件，詳細介紹了逆變電源用蓄電池的組成、結構及工作原理。在電路方面：重點介紹了電力電子器件的常用驅動電路、緩沖電路，著重分析了無源逆變電源中的核心電路——DC/AC無源逆變電路。在應用方面：從結構、原理及應用等方面重點介紹了三個典型無源逆變電源系統，即EPS應急電源系統、UPS不間斷電源系統和太陽能光伏發電系統。全書形式新穎、概念清晰、內容深入淺出、通俗易懂。本書適合作為從事電力電子電源設備研發、設計、生產及維護人員的參考用書，也可作為高等院校和高職院校自動化、電氣工程及其相關專業教師及學生用教學參考書。本書由天津職業技術師范大學高鳳友主編，許書云、林嵩、孫永強參編。全書共分8章，其中第1、2、5、7、8章由高鳳友編寫，第3、4章由天津職業技術師范大學許書云編寫，第6章由天津機電工藝學院林嵩編寫。全書由高鳳友統稿，林嵩審核，天津職業技術師范大學孫永強、天津公用技師學院高錚協助整理。由于編者水平有限，經驗不足，書中難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。編者

第1章 逆變電源基礎知識1.1 逆變電源的基本概念1.2 逆變電源的分類1.3 無源逆變電路的基本組成1.4 無源逆變電源的主要技術指標1.5 逆變電源的發展過程與發展現狀第2章 逆變電源用大功率開關器件2.1 晶閘管2.1.1 晶閘管的基本結構2.1.2 晶閘管的基本工作原理2.1.3 晶閘管的基本特性2.1.4 晶閘管的主要參數2.1.5 其他晶閘管2.2 可關斷晶閘管2.2.1 可關斷晶閘管的基本結構和工作原理2.2.2 可關斷晶閘管GTO的主要技術參數2.3 功率晶體管2.3.1 功率晶體管的基本結構和工作原理2.3.2 功率晶體管的二次擊穿和安全工作區2.3.3 功率晶體管的主要技術參數2.4 功率場效應晶體管2.4.1 功率場效應晶體管的結構與工作原理2.4.2 功率場效應晶體管的主要技術參數2.5 絕緣柵雙極晶體管2.5.1 絕緣柵雙極晶體管的基本結構和工作原理2.5.2 絕緣柵雙極晶體管的主要技術參數2.6 其他新型電力電子器件簡介2.7 功率集成電路第3章 逆變電源用功率電子器件的驅動與緩沖電路3.1 逆變電源用功率電子器件的驅動電路3.1.1 晶閘管門極驅動電路3.1.2 可關斷晶閘管常用驅動電路3.1.3 功率晶體管常用驅動電路3.1.4 功率場效應晶體管和絕緣柵雙極晶體管常用驅動電路3.2 逆變電源用功率電子器件的緩沖電路3.2.1 功率晶體管緩沖電路3.2.2 可關斷晶閘管緩沖電路3.2.3 功率場效應晶體管和絕緣柵雙極晶體管常用緩沖電路第4章 無源逆變電路4.1 無源逆變電路的基本工作原理4.2 電壓型方波逆變電路4.2.1 電壓型單相半橋方波逆變電路4.2.2 電壓型單相全橋方波逆變電路4.2.3 電壓型三相橋式方波逆變電路4.3 電流型方波逆變電路4.3.1 電流型單相橋式方波逆變電路4.3.2 電流型三相橋式方波逆變電路4.4 方波逆變器存在的問題4.5 PWM波脈寬調制逆變電路4.5.1 SPWM波的產生原理與控制方式4.5.2 電壓型單相橋式SPWM波逆變電路4.5.3 電壓型三相橋式SPWM波逆變電路4.5.4 PWM控制逆變電路的優點第5章 逆變電源用蓄電池5.1 蓄電池基本知識5.1.1 電池的定義與分類5.1.2 蓄電池的分類與用途5.2 鉛酸蓄電池5.2.1 鉛酸蓄電池的結構5.2.2 鉛酸蓄電池的工作原理5.2.3 鉛酸蓄電池的放電、充電特性5.2.4 蓄電池的主要性能指標5.2.5 蓄電池的型號5.2.6 鉛酸蓄電池的使用與維護5.2.7 蓄電池常見故障現象及分析處理第6章 EPS應急電源6.1 EPS應急電源的組成、基本工作原理及應用范圍6.2 EPS逆變器的負載適應能力6.3 EPS應急電源的分類、選擇及配電要求6.3.1 EPS應急電源的分類6.3.2 EPS應急電源的選擇6.3.3 EPS應急電源系統配電要求6.4 EPS應急電源容量選擇計算方法6.4.1 容量選擇計算方法6.4.2 EPS應急電源典型配電方案及容量確定方法6.5 EPS應急電源系統與UPS不間斷電源系統的區別、技術特點6.5.1 EPS應急電源系統與UPS不間斷電源系統的區別6.5.2 技術特點第7章 UPS不間斷電源系統7.1 公共電網存在的問題7.1.1 電壓波動、頻率漂移7.1.2 諧波干擾7.1.3 電網噪聲7.1.4 過壓、欠壓7.1.5 斷電及間斷7.2 解決公共電網存在問題的方法7.3 UPS電源系統的組成、作用及工作原理7.3.1 UPS電源系統的基本組成及其作用7.3.2 UPS電源的分類7.4 UPS電源系統主要性能和技術指標7.5 不間斷電源系統使用注意事項第8章 太陽能光伏發電系統8.1 概述8.1.1 太陽能8.1.2 太陽能發電技術的應用8.1.3 太陽能電池及太陽能發電技術發展的主要階段8.2 太陽能電池的分類、結構及工作原理8.2.1 太陽能電池的定義與分類8.2.2 太陽能電池的結構及工作原理8.2.3 太陽能電池的效率8.2.4 硅太陽能電池的生產流程8.2.5 光伏發電的優點及缺點8.3 太陽能光伏發電系統的組成與工作原理8.3.1 太陽能光伏發電系統的基本組成8.3.2 光伏發電系統分類8.3.3 典型光伏發電系統8.4 獨立光伏發電系統的分類、特點及應用參考文獻