电力电子技术-(第2版)

目　录



绪论　1

一、什么是电力电子技术　1

二、电力电子技术的发展　1

三、电力电子技术的主要功能　2

四、电力电子技术的应用　2

五、本教材的教学建议　3



项目一　单相半波整流调光灯电路　5

任务一　晶闸管及其导通关断条件测试　6

一、任务描述与目标　6

二、相关知识　6

(一)晶闸管结构及导通关断条件　6

(二)晶闸管的阳极伏安特性　9

(三)晶闸管主要参数　9

(四)晶闸管命名及型号含义　12

三、任务实施　13

(一)晶闸管测试　13

(二)晶闸管导通关断条件测试　14

四、总结与提升　16

(一)晶闸管好坏的判断　16

(二)晶闸管导通关断原理　17

(三)晶闸管的选择　17

五、习题与思考　18

任务二　单结晶体管及单结晶体管触发电路测试　19

一、任务描述与目标　19

二、相关知识　19

(一)单结晶体管的结构及测试方法　19

(二)单结晶体管伏安特性及主要参数　22

(三)单结晶体管自激振荡电路　24

(四)单结晶体管触发电路　24

三、任务实施　26

(一)单结晶体管测试　26

(二)单结晶体管触发电路调试　27

四、总结与提升　28

(一)单结晶体管触发电路的移相范围　28

(二)单结晶体管构成的其他触发电路　29

(三)触发电路元件的选择　30

五、习题与思考　31

任务三　单相半波可控整流电路调试　31

一、任务描述与目标　31

二、相关知识　31

(一)单相半波可控整流电路结构　31

(二)单相半波可控整流电路电阻负载工作原理　32

(三)单相半波可控整流电路电感性负载工作原理　36

三、任务实施　39

(一)单相半波可控整流电路电阻性负载调试　39

(二)单相半波可控整流电路电感性负载调试　41

四、总结与提升　43

(一)单相半波可控整流电路电阻性负载相关参数计算　43

(二)单相半波可控整流电路电阻电感性负载相关参数计算　44

五、习题与思考　46



项目二　单相桥式全控整流调光灯电路　47

任务一　锯齿波同步触发电路调试　48

一、任务描述与目标　48

二、相关知识　48

(一)锯齿波同步触发电路的组成　48

(二)锯齿波同步触发电路工作原理及波形分析　49

三、任务实施　50

四、总结与提升——锯齿波同步触发电路的其他环节　52

五、习题与思考　54

任务二　西门子tca785集成触发电路调试　54

一、任务描述与目标　54

二、相关知识　55

(一)西门子tca785介绍　55

(二)西门子tca785集成触发电路　58

三、任务实施　59

四、总结与提升——tca785构成宽频率范围的单相晶闸管触发器　61

五、习题与思考　62

任务三　单相桥式全控整流电路调试　63

一、任务描述与目标　63

二、相关知识　63

(一)单相桥式全控整流电路结构　63

(二)单相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理　63

(三)单相桥式全控整流电路电感性负载工作原理　65

(四)单相桥式全控整流电路电感性负载接续流二极管电路工作原理　66

三、任务实施　67

(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载调试　67

(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载调试　69

四、总结与提升　71

(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载相关参数计算　71

(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载不接续流二极管相关参数计算　72

(三)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载接续流二极管相关参数计算　72

五、习题与思考　74



项目三　单相交流调压调光灯电路　75

任务一　双向晶闸管及其测试　75

一、任务描述与目标　75

二、相关知识　76

(一)双向晶闸管的结构及测试方法　76

(二)双向晶闸管的特性与主要参数　77

(三)双向晶闸管的触发方式　80

(四)双向晶闸管命名及型号含义　80

三、任务实施　81

四、总结与提升　82

(一)普通晶闸管和双向晶闸管的判别　82

(二)双向晶闸管的触发原理　82

五、习题与思考　83

任务二　单相交流调压电路调试　83

一、任务描述与目标　83

二、相关知识　84

(一)双向晶闸管触发电路　84

(二)单相交流调压电路　86

三、任务实施　89

(一)双向晶闸管实现的单相交流调压电路调试　89

(二)普通晶闸管反并联实现的单相交流调压电路调试　90

四、总结与提升　92

(一)电阻电感性负载时阻抗角的确定　92

(二)电阻电感负载时参数计算　92

五、习题与思考　93



项目四　同步电机励磁电源电路　94

任务一　三相集成触发电路调试　95

一、任务描述与目标　95

二、相关知识　95

(一)kc04移相集成触发器　95

(二)kc41c六路双脉冲形成器　96

(三)kc04、kc41c组成的三相集成触发电路　97

三、任务实施　98

四、总结与提升　101

(一)mc787和mc788集成触发器简介　101

(二)tc787/tc788内部结构及工作原理　102

五、习题与思考　103

任务二　三相半波可控整流电路调试　103

一、任务描述与目标　103

二、相关知识　104

(一)三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算　104

(二)三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数计算　107

(三)三相半波可控整流电路电感性负载接续流二极管时工作原理及参数计算　109

三、任务实施　110

四、总结与提升　112

(一)共阳极的三相半波可控整流电路工作原理　112

(二)三相半波可控整流电路常见故障分析　113

五、习题与思考　113

任务三　三相桥式全控整流电路调试　114

一、任务描述与目标　114

二、相关知识　114

(一)三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算　114

(二)三相桥式全控整流电路大电感负载不接续流二极管时工作原理及参数计算　117

(三)三相桥式全控整流电路大电感负载接续流二极管时工作原理及参数计算　119

三、任务实施　120

四、总结与提升　122

(一)触发电路与主电路电压的同步　122

(二)三相桥式全控整流电路常见故障分析　124

(三)整流电路的保护　125

五、习题与思考　127

任务四　三相桥式全控有源逆变电路调试　128

一、任务描述与目标　128

二、相关知识　128

(一)有源逆变的工作原理　128

(二)逆变失败与逆变角的限制　130

(三)三相全控桥有源逆变电路　132

三、任务实施　132

四、总结与提升　134

(一)晶闸管直流电动机可逆拖动系统概述　134

(二)逻辑控制无环流可逆电路　135

(三)有环流反并联可逆系统　136

五、习题与思考　137



项目五　开关电源电路　138

任务一　gtr、mosfet、igbt、gto及其测试　139

一、任务描述与目标　139

二、相关知识　139

(一)gtr(大功率晶体管)　139

(二)power mosfet(功率场效应晶体管)　146

(三)igbt(绝缘门极晶体管)　151

(四)gto(可关断晶闸管)　154

三、任务实施　158

四、习题与思考　160

任务二　dc/dc变换电路调试　160

一、任务描述与目标　160

二、相关知识　161

(一)dc/dc电路的工作原理　161

(二)开关状态控制电路　164

(三)其他电路　169

三、任务实施　170

四、总结与提升——软开关技术　172

五、习题与思考　174



项目六　中频感应加热电源电路　176

任务一　认识中频感应加热电源　176

一、任务描述与目标　176

二、相关知识　177

(一)感应加热的原理与发展历史　177

(二)中频感应加热电源的用途　178

(三)中频感应加热电源的组成　179

三、习题与思考　182

任务二　数字移相触发电路　182

一、任务描述与目标　182

二、相关知识　182

(一)数字移相触发电路组成　182

(二)数字移相触发电路工作原理　183

三、任务实施　185

四、总结与提升——基于单片机的晶闸管触发电路　187

五、习题与思考　190

任务三　中频感应加热电源主电路调试　190

一、任务描述与目标　190

二、相关知识　190

(一)逆变的基本概念和换流方式　190

(二)单相并联谐振逆变电路　192

(三)逆变触发电路　194

(四)逆变主电路的启动与保护　197

三、任务实施　200

四、总结与提升　203

(一)单相串联谐振逆变电路　203

(二)中频感应加热电源常见故障的诊断　204

五、习题与思考　206



项目七　变频器逆变电路　207

任务一　认识变频器　207

一、任务描述与目标　207

二、相关知识　208

(一)变频器的用途　208

(二)变频器的基本结构　208

(三)变频器主电路结构　210

三、习题与思考　214

任务二　脉宽调制型逆变电路调试　215

一、任务描述与目标　215

二、相关知识　215

(一)pwm的基本原理　215

(二)单相桥式pwm变频电路工作原理　216

(三)三相桥式pwm变频电路的工作原理　219

(四)pwm变频电路的调制控制方式　220

三、任务实施　222

(一)单相正弦波脉宽调制spwm逆变电路　222

(二)三相正弦波脉宽调制spwm电路调试　224

四、总结与提升——spwm波形的生成　225

五、习题与思考　226



项目八　拓展项目　227

任务一　认识新型电力电子器件　227

一、任务描述与目标　227

二、相关知识　228

(一)集成门极换流晶闸管(igct)　228

(二)mos控制晶闸管(mct)　230

(三)发射极关断晶闸管(eto)　231

三、习题与思考　233

任务二　光伏发电中的电力电子技术　233

一、任务描述与目标　233

二、相关知识　234

(一)光伏发电概述　234

(二)光伏发电中的电力电子技术　235

三、习题与思考　240



附录　241

参考文献　287