电力电子技术及应用

目录 前言 第1章绪论1 1.1电力电子技术的定义与特点1 1.1.1电力电子技术的定义1 1.1.2电力电子学1 1.1.3电力电子技术的特点2 1.1.4电力电子技术的作用3 1.2电力电子技术的发展历史3 1.3电力电子技术的发展趋势与前景6 1.4电力电子技术的应用领域7 1.5电力电子技术研究的内容9 1.5.1电力电子器件9 1.5.2电力电子变换器的主电路拓扑结构10 1.5.3电力电子变换器的基本类型11 1.5.4电力电子电路的控制12 思考题与习题13 第1篇不/半控型器件及相控变流器 第2章不/半控型器件15 2.1电力二极管15 2.1.1电力二极管的结构15 2.1.2基本特性16 2.1.3主要参数16 2.1.4主要类型17 2.2晶闸管及其派生器件17 2.2.1晶闸管的结构和工作原理17 2.2.2晶闸管的基本特性19 2.2.3晶闸管的主要参数21 2.2.4晶闸管的派生器件23 思考题与习题26 第3章晶闸管门极触发电路及保护27 3.1晶闸管门极触发电路的基本要求27 3.2晶闸管门极触发电路的分类28 3.3晶闸管门极触发电路29 3.3.1单结晶体管触发电路29 3.3.2强触发脉冲电路31 3.3.3集成触发电路31 3.3.4数字触发电路37 3.3.5GTO门极触发电路41 3.4触发电路的定相43 3.5电力电子器件的缓冲电路与串并联47 3.5.1缓冲电路47 3.5.2电力电子器件的串并联50 3.6晶闸管的保护52 3.6.1过电压的产生及过电压保护52 3.6.2过电流保护53 3.7电力电子器件的发热与散热54 3.7.1电力电子器件的发热54 3.7.2电力电子器件的散热56 思考题与习题58 第4章移相控制理论基础60 4.1移相控制数学基础60 4.1.1三角函数常用公式60 4.1.2三角函数的微积分公式63 4.1.3单相正弦交流分析63 4.1.4三相正弦交流分析64 4.2移相控制理论66 4.2.1移相控制理论概述66 4.2.2单脉波波形的分析67 4.2.3双脉波波形的分析68 4.2.4三脉波波形的分析71 4.2.5六脉波波形的分析73 4.2.6不同脉波的波形系数变化规律76 4.3整流电路的运行方式与控制角的关系77 思考题与习题78 第5章相控整流电路及有源逆变电路80 5.1相控整流电路80 5.2二极管不控整流电路82 5.2.1单相半波不控整流电路82 5.2.2单相桥式不控整流电路83 5.3单相可控整流电路84 5.3.1电阻性负载的单相半波可控整流电路84 5.3.2电感性负载的单相半波可控整流电路86 5.3.3电阻性负载的单相桥式整流电路89 5.3.4 电感性负载的单相全控整流电路91 5.3.5带续流二极管电感性负载的单相桥式全控整流电路92 5.3.6带反电势负载的单相桥式全控整流电路93 5.3.7单相桥式半控整流电路94 5.4三相半波可控整流电路97 5.4.1电阻性负载的三相半波可控整流电路97 5.4.2电感性负载的三相半波可控整流电路102 5.4.3有续流二极管的三相半波可控整流电路103 5.4.4共阳极连接的三相半波可控整流电路104 5.5三相桥式全控整流电路104 5.5.1大电感负载在α=0时的理想工作状态105 5.5.2大电感负载在α＞0时的理想工作状态107 5.5.3纯电阻性负载时的工作状态110 5.5.4三相桥式全控整流电路的换流过程分析112 5.6有源逆变电路116 5.6.1电源间能量传输的条件116 5.6.2利用三相桥式全控整流电路构成的有源逆变电路116 5.6.3逆变状态的颠覆现象 118 5.6.4整流桥拉入逆变状态运行的特殊应用119 5.7负载性质对整流器的影响和整流器的功率因数121 5.7.1有限电感负载时的工作状况122 5.7.2反电动势负载（0＜L＜∞）时的工作状况125 5.7.3整流电路的功率因数127 5.8相控整流器的工程设计129 5.8.1相控整流电路的设计流程129 5.8.2设计举例133 思考题与习题134 第2篇全控型器件及脉冲控制变流器 第6章全控型电力电子器件137 6.1电力双极型晶体管137 6.1.1GTR的结构及工作原理137 6.1.2GTR的类型137 6.1.3GTR的特性138 6.1.4GTR的主要参数139 6.2电力场效应晶体管140 6.2.1Power MOSFET的结构及工作原理140 6.2.2Power MOSFET的静态特性和主要参数141 6.2.3Power MOSFET的动态特性和主要参数142 6.2.4Power MOSFET的安全工作区143 6.3绝缘栅双极型晶体管144 6.3.1IGBT的结构及工作原理144 6.3.2IGBT的基本特性144 6.3.3擎住效应和安全工作区146 6.4其他新型电力电子器件146 6.4.1静电感应晶体管146 6.4.2静电感应晶闸管147 6.4.3MOS控制晶闸管147 6.4.4集成门极换流晶闸管148 6.4.5功率集成电路148 6.4.6智能功率模块149 思考题与习题150 第7章全控型器件的驱动电路与保护电路151 7.1驱动电路的基本要求151 7.2GTR的驱动电路和保护电路152 7.3Power MOSFET的驱动电路和保护电路155 7.4IGBT的驱动电路156 思考题与习题159 第8章脉冲宽度调制技术160 8.1PWM的基本原理160 8.2PWM的工作模式161 8.2.1单极性PWM模式161 8.2.2双极性PWM模式161 8.3正弦波脉冲宽度调制技术162 8.3.1单相单极性SPWM163 8.3.2单相双极性SPWM163 8.3.3三相双极性SPWM164 8.4SPWM的实现方案165 8.4.1计算法和调制法165 8.4.2异步调制和同步调制165 8.4.3自然采样法和规则采样法166 8.4.4PWM跟踪控制方法168 思考题与习题171 第9章PWM整流电路172 9.1PWM整流电路的基本原理172