電力電子技術(第4版)（簡體書）

電力電子技術是自動化專業、電氣工程及其自動化專業的重要專業基礎課之一。本書主要包括電力電子器件、交流直流變換器、交流交流變換器、直流直流變換器、直流交流變換器、諧振開關電路、無功功率補償、諧波抑制和MATLAB/Simulink在電力電子技術中的仿真應用等內容，對讀者瞭解和掌握變換器特性，特別是設計新型變換器具有重要的作用。本書還增加了一些實際應用環節，具有較強的應用性和工程適用性。為了方便教學，本書提供電子課件，具體情況請查閱http://www.hxedu.com.cn。 本書注重學科體系的完整性，強調工程概念，注重理論與實際相結合，可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化和相關專業的本科教材，也可作為研究生和科研設計人員的參考書。

電力電子技術是一門融合了電力技術、電子技術和控制技術的交叉學科，是利用電力電子器件進行電能轉換的技術,近年來發展十分迅速。為了適應21世紀科技和經濟發展對電氣和電子信息類應用型人才的需求，在電子工業出版社的組織下，我們編寫了本教材。
隨著新型電力電子器件的出現和微型計算機技術的發展，電力電子技術在國民經濟發展中起著越來越重要的作用。各種新穎的變換器拓撲結構及控制方法層出不窮，使變換器的性能價格比不斷提高。因此，教材必須適應電力電子技術的發展，使學生不僅瞭解和掌握電力電子器件及變換器的原理，而且具有設計和仿真新型變換器的能力。本書介紹在自動化領域廣泛應用的MATLAB軟件在電力電子技術仿真中的應用，對學生更好地掌握電力電子技術和提高設計應用能力具有重要的作用。通過MATLAB仿真，可以解決實驗設備短缺的困難，對提高教學效果起到事半功倍的作用。
本書主要包括電力電子器件、交流直流變換器、交流交流變換器、直流直流變換器、直流交流變換器、諧振開關電路、無功功率補償、諧波抑制、MATLAB仿真和一些應用實例等內容。本教材適用於48～64學時的教學安排，“”部分為選學內容。
本書由王雲亮教授主編，除緒論外共7章。本書的緒論、第4章、第6章、第7章由王雲亮教授編寫，第1章由黃孫偉副教授編寫，第2章由岳有軍教授編寫，第3章由羅春麗老師編寫，第5章由黃華芳副教授編寫，每章的MATLAB仿真部分由張靜梅老師編寫，本書最後由王雲亮教授統稿。本書由天津大學許鎮琳教授主審，許教授在審閱中提出了許多寶貴的意見，在此謹致衷心的謝意。
此外，書中部分內容引用了國內外專家、學者的研究成果，在此謹向他們致以誠摯的謝意。本書在編寫過程中，得到了電子工業出版社和淩毅編輯的大力支持，也得到了編者所在單位的老師和學生的熱心幫助，在此一併對他們致以衷心的感謝。
本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化和相關專業的本科教材，也可作為從事機電一體化的研究生和科研設計人員的參考用書。
本書提供配套的電子課件，可登錄華信教育資源網：www.hxedu.com.cn,註冊後免費下載。
由於作者的業務水平和教學經驗有限，錯誤及不妥之處在所難免，殷切希望廣大同行和讀者給予批評指正。

緒論
第1章 電力電子器件
1.1 引言
1.2 電力電子器件的結構、特性和主要參數
1.2.1 功率二極管
1.2.2 晶閘管及派生器件
1.2.3 可關斷晶閘管
1.2.4 雙極型功率晶體管
1.2.5 功率場效應晶體管
1.2.6 絕緣柵雙極型晶體管
1.3 電力電子器件的驅動電路
1.3.1 晶閘管的門極驅動電路
1.3.2 可關斷晶閘管的門極驅動電路
1.3.3 雙極型功率晶體管的基極驅動電路
1.3.4 功率場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管的柵極驅動電路
1.3.5 集成驅動電路
1.4 電力電子器件的緩衝電路
1.4.1 緩衝電路的作用
1.4.2 緩衝電路的類型
1.4.3 緩衝電路元件的選擇
1.5 全控型器件的過電壓及過電流保護
1.6 電力電子器件的串聯與並聯技術
1.6.1 晶閘管的串並聯
1.6.2 可關斷晶閘管的串並聯
1.6.3 雙極型功率晶體管的串並聯
1.6.4 功率場效應晶體管的串並聯
1.6.5 絕緣柵雙極型晶體管的串並聯
*1.7 MATLAB Simulink/Power System工具箱及常用電力電子器件的仿真模型
1.7.1 MATLAB Simulink/Power System工具箱簡介
1.7.2 常用電力電子器件的仿真模型
小結
習題1
第2章 交流-直流變換器
2.1 引言
2.2 單相整流器
2.2.1 單相半波可控整流器
2.2.2 單相全控橋式整流器
2.2.3 電容濾波的不可控整流器
2.3 三相整流器
2.3.1 三相半波共陰極可控整流器
2.3.2 三相半波共陽極可控整流器
2.3.3 三相全控橋式整流器
*2.3.4 其他形式的大功率可控整流器
2.4 晶閘管觸發電路
2.4.1 晶閘管對觸發電路的要求
2.4.2 同步信號為鋸齒波的觸發電路
2.4.3 集成觸發電路
2.4.4 觸發電路的定相
2.5 變壓器漏抗對整流器的影響
2.6 有源逆變器
2.6.1 逆變的概念
2.6.2 三相橋式有源逆變器
2.6.3 逆變失敗與最小逆變角的限制
*2.7 整流器的諧波分析
2.7.1 整流器輸出電壓和負載電流的諧波分析
2.7.2 整流器在電感性負載時交流側電流的諧波分析
*2.8 相控整流器的MATLAB仿真
2.8.1 電力電子變換器中典型環節的仿真模型
2.8.2 單相全控橋式整流器的仿真
2.8.3 三相橋式整流器的仿真
小結
習題2
第3章 交流-交流變換器
3.1 引言
3.2 相控交流調壓器
3.2.1 單相交流調壓器
3.2.2 三相交流調壓器
3.3 晶閘管交流調功器和交流開關
3.3.1 晶閘管交流調功器
3.3.2 晶閘管交流開關
3.4 交-交變頻器
3.4.1 單相交-交變頻器
3.4.2 三相交-交變頻器
*3.5 交流調壓器的MATLAB仿真
3.5.1 單相交流調壓器的仿真
3.5.2 三相交流調壓器的仿真
小結
習題3
第4章 直流-直流變換器
4.1 引言
4.2 直流斬波器的控制
4.3 降壓變換器
4.3.1 電流連續模式時的工作情況
4.3.2 電流連續和斷續模式的邊界
4.3.3 電流斷續模式時的工作情況
4.3.4 寄生元件的影響
4.3.5 輸出電壓紋波
4.4 升壓變換器
4.4.1 電流連續模式時的工作情況
4.4.2 電流連續與斷續模式的邊界
4.4.3 電流斷續模式時的工作情況
4.4.4 寄生元件的影響
4.4.5 輸出電壓紋波
4.5 降壓-升壓變換器
4.5.1 電流連續模式時的工作情況
4.5.2 電流連續和斷續模式的邊界
4.5.3 電流斷續模式時的工作情況
4.5.4 寄生元件的影響
4.5.5 輸出電壓紋波
*4.6 庫克變換器
4.7 全橋式直流斬波器
4.7.1 雙極性PWM控制方式
4.7.2 單極性PWM控制方式
4.7.3 兩種控制方式的比較
4.8 直流斬波器的一般問題
*4.9 直流開關電源的應用
4.9.1 帶電氣隔離的變換器
4.9.2 直流開關電源的控制
4.9.3 PWM集成電路UC1524A
4.9.4 直流電源設計中的一些問題
*4.10 Boost變換器的MATLAB仿真
小結
習題4
第5章 直流-交流變換器
5.1 引言
5.2 逆變器的基本原理
5.3 電壓型逆變器
5.3.1 單相電壓型逆變器
5.3.2 三相電壓型逆變器
5.3.3 電壓型逆變器的特點
5.4 電流型逆變器
5.4.1 單相電流型逆變器
5.4.2 三相電流型逆變器
5.4.3 電流型逆變器的特點
5.5 正弦脈寬調製逆變器
5.5.1 SPWM的基本原理
5.5.2 SPWM的控制方法
5.5.3 SPWM的調製方式
5.5.4 三相橋式SPWM逆變器
5.5.5 SPWM的一般問題
5.5.6 SPWM波的生成方法
*5.6 逆變器的多重化和多電平化技術
5.6.1 多重化技術
5.6.2 多電平化技術
*5.7 直流-交流變換器的MATLAB仿真
5.7.1 PWM脈衝發生器(2級)的仿真模型
5.7.2 單相雙極性PWM逆變器的仿真
5.7.3 單相單極性PWM逆變器的仿真
5.7.4 三相電壓型PWM逆變器的仿真
小結
習題5
*第6章 諧振開關電路
6.1 引言
6.2 開關模式與諧振變換器分類
6.2.1 硬開關模式與諧振開關模式
6.2.2 諧振開關變換器的分類
6.3 准諧振開關變換器
6.3.1 零電流開關准諧振變換器
6.3.2 零電壓開關准諧振變換器
6.4 零開關PWM變換器
6.4.1 零電壓開關PWM變換器
6.4.2 零電流開關PWM變換器
6.5 諧振直流環逆變器
小結
習題6
*第7章 電力電子裝置應用中的一些問題
7.1 電力電子器件的換流方式
7.2 變換器的保護
7.2.1 變換器的過電壓保護
7.2.2 變換器的過電流保護
7.2.3 電壓上升率及電流上升率的限制
7.3 電力電子裝置的諧波與無功功率
7.3.1 諧波的產生及其危害
7.3.2 諧波的定義及標準
7.3.3 無功功率的產生及其危害
7.3.4 諧波的抑制方法和無功功率的補償方法
小結
習題7
參考文獻