目錄
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第6版前言
第5版前言
符號說明
第1章緒論
1.1什么是電力電子技術
1.2電力電子技術的發(fā)展史
1.3電力電子技術的應用
1.4本教材的內容簡介和使用說明
第2章電力電子器件
2.1電力電子器件概述
2.1.1電力電子器件的概念和特征
2.1.2應用電力電子器件的系統(tǒng)組成
2.1.3電力電子器件的分類
2.1.4本章內容和學習要點
2.2不可控器件——電力二極管
2.2.1PN結與電力二極管的工作原理
2.2.2電力二極管的基本特性
2.2.3電力二極管的主要參數(shù)
2.2.4電力二極管的主要類型
2.3半控型器件——晶閘管
2.3.1晶閘管的結構與工作原理
2.3.2晶閘管的基本特性
2.3.3晶閘管的主要參數(shù)
2.3.4晶閘管的派生器件
2.4典型全控型器件
2.4.1門極可關斷晶閘管
2.4.2電力晶體管
2.4.3電力場效應晶體管
2.4.4絕緣柵雙極晶體管
2.5其他全控型器件
2.5.1MOS控制晶閘管MCT
2.5.2靜電感應晶體管SIT
2.5.3靜電感應晶閘管SITH
2.5.4集成門極換流晶閘管IGCT
2.6功率集成電路與集成電力電子模塊
2.7基于寬禁帶材料的電力電子器件
本章小結
習題及思考題
第3章整流電路
3.1可控整流電路
3.1.1單相半波可控整流電路
3.1.2單相橋式全控整流電路
3.1.3單相全波可控整流電路
3.1.4單相橋式半控整流電路
3.1.5三相半波可控整流電路
3.1.6三相橋式全控整流電路
3.2變壓器漏感對整流電路的影響
3.3整流電路的諧波和功率因數(shù)
3.3.1諧波和無功功率分析基礎
3.3.2帶阻感負載時可控整流電路交流側諧波和功率因數(shù)分析
3.3.3電容濾波的不可控整流電路交流側諧波和功率因數(shù)分析
3.3.4整流輸出電壓和電流的諧波分析
3.4大功率可控整流電路
3.4.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路
3.4.2多重化整流電路
3.5整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
3.5.1逆變的概念
3.5.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
3.5.3逆變失敗與小逆變角的限制
3.6整流電路相位控制的具體實現(xiàn)
3.6.1集成觸發(fā)器
3.6.2晶閘管CPLD準數(shù)字觸發(fā)器集成電路
本章小結
習題及思考題
第4章逆變電路
4.1換流方式
4.1.1逆變電路的基本工作原理
4.1.2換流方式分類
4.2電壓型逆變電路
4.2.1單相電壓型逆變電路
4.2.2三相電壓型逆變電路
4.3電流型逆變電路
4.3.1單相電流型逆變電路
4.3.2三相電流型逆變電路
4.4多重逆變電路和多電平逆變電路
4.4.1多重逆變電路
4.4.2多電平逆變電路
本章小結
習題及思考題
第5章直流-直流變流電路
5.1直接直流變流電路
5.1.1降壓斬波電路
5.1.2升壓斬波電路
5.1.3升降壓斬波電路
5.1.4丘克斬波電路
5.1.5多重斬波電路
5.2間接直流變流電路
5.2.1正激電路
5.2.2反激電路
5.2.3半橋電路
5.2.4全橋電路
5.2.5推挽電路
5.2.6整流電路
5.3雙向直流-直流變流電路
5.3.1非隔離型雙向直流-直流變流電路
5.3.2隔離型雙向直流-直流電路
本章小結
習題及思考題
第6章交流-交流變流電路
6.1交流調壓電路
6.1.1單相交流調壓電路
6.1.2三相交流調壓電路
6.2其他交流電力控制電路
6.2.1交流調功電路
6.2.2交流電力電子開關
6.3交-交變頻電路
6.3.1單相交-交變頻電路
6.3.2三相交-交變頻電路
6.4矩陣式變頻電路
本章小結
習題及思考題
第7章脈寬調制（PWM）及相關控制技術
7.1PWM控制技術的基本原理
7.2PWM逆變電路及其典型脈寬調制方法
7.2.1計算法和調制法
7.2.2異步調制和同步調制
7.2.3自然采樣法與規(guī)則采樣法
7.2.4PWM逆變電路的諧波分析
7.2.5提高直流電壓利用率和減少開關次數(shù)
7.2.6空間矢量脈寬調制
7.2.7多重化逆變電路和多電平逆變電路的PWM控制
7.3滯環(huán)脈寬調制與跟蹤控制技術
7.3.1滯環(huán)脈寬調制（滯環(huán)控制）
7.3.2采用線性控制器的跟蹤控制技術
7.4PWM整流電路及其控制技術
7.4.1PWM整流電路的工作原理
7.4.2PWM整流電路的控制技術
本章小結
習題及思考題
第8章軟開關技術
8.1軟開關的基本概念
8.1.1硬開關與軟開關
8.1.2零電壓開關與零電流開關
8.2軟開關電路的分類
8.3典型的軟開關電路
8.3.1零電壓開關準諧振電路
8.3.2直流環(huán)節(jié)諧振電路
8.3.3移相全橋型零電壓開關PWM電路
8.3.4零電壓轉換PWM電路
8.4諧振變流電路
本章小結
習題及思考題
第9章電力電子器件的應用技術
9.1電力電子器件的驅動
9.1.1電力電子器件驅動電路概述
9.1.2晶閘管的觸發(fā)電路
9.1.3典型全控型器件的驅動電路
9.1.4典型寬禁帶器件的驅動電路
9.2電力電子器件的保護
9.2.1過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護
9.2.2過電流保護
9.2.3緩沖電路
9.3電力電子器件的串聯(lián)使用和并聯(lián)使用
9.3.1晶閘管的串聯(lián)
9.3.2IGBT的串聯(lián)和電力MOSFET的串聯(lián)
9.3.3晶閘管的并聯(lián)
9.3.4電力MOSFET的并聯(lián)和IGBT的并聯(lián)
本章小結
習題及思考題
第10章電力電子技術的應用
10.1晶閘管直流電動機系統(tǒng)
10.1.1工作于整流狀態(tài)時
10.1.2工作于有源逆變狀態(tài)時
10.1.3直流可逆電力拖動系統(tǒng)
10.2變頻器和交流調速系統(tǒng)
10.2.1交-直-交變頻器
10.2.2交流電動機變頻調速的控制方式
10.3不間斷電源
10.4開關電源
10.4.1開關電源的結構
10.4.2開關電源的控制方式
10.4.3開關電源的應用
10.5功率因數(shù)校正技術
10.5.1功率因數(shù)校正電路的基本原理
10.5.2單級功率因數(shù)校正技術
10.6電力電子技術在輸配電系統(tǒng)中的應用
10.6.1高壓直流輸電
10.6.2無功功率控制
10.6.3電力系統(tǒng)的諧波抑制
10.6.4電能質量控制、柔性交流輸電與定制電力技術
10.7電力電子技術在新能源發(fā)電和儲能系統(tǒng)中的應用
10.7.1光伏發(fā)電系統(tǒng)
10.7.2風力發(fā)電系統(tǒng)
10.7.3燃料電池發(fā)電系統(tǒng)
10.7.4電池儲能系統(tǒng)
10.8電力電子技術的其他應用
10.8.1照明電路
10.8.2焊機電源
本章小結
習題及思考題
結束語
教學實驗
實驗1三相橋式全控整流電路的性能研究
實驗2直流斬波電路的性能研究
實驗3單相交流調壓電路的性能研究
實驗4單相交-直-交變頻電路的性能研究
實驗5半橋型開關穩(wěn)壓電源的性能研究
附錄
附錄A術語索引
附錄B與電力電子技術有關的學術組織及其主辦的學術會議與期刊
參考文獻
〖＝�常ā�11468101010111213131416171819192123242526283035383839393940414445474747515556576065686971737880808386868889919195
96979999100100102103105108109111114114117122123124124125129131133134135136139141143146148150150152156156158158159164166166167167168172175178178179180181182186187188190192
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符 號 說 明
符號說明
A——安培；安培表；晶閘管的陽極
a——調制度
a,b,c——三相電源
b——晶體管基極
BUcbo——晶體管發(fā)射極開路時集電極和基極間反向擊穿
電壓
BUceo——晶體管基極開路時集電極和發(fā)射極間擊穿電壓
BUcer——晶體管發(fā)射極和基極間接電阻時集電極和發(fā)射
極間擊穿電壓
BUces——晶體管發(fā)射極和基極短路時集電極和發(fā)射極間
擊穿電壓
BUcex——晶體管發(fā)射結反向偏置時集電極和發(fā)射極間擊
穿電壓
C——電容器；電容量
C——IGBT集電極
c——晶體管集電極
Cin——MOSFET輸入電容
Ciss——MOSFET漏源短路時的輸入電容
Coss——MOSFET共源極輸出電容
Crss——MOSFET反向轉移電容
D——MOSFET漏極
D——畸變功率；占空比
di/dt——晶閘管通態(tài)電流臨界上升率
du/dt——晶閘管斷態(tài)電壓臨界上升率
E——IGBT發(fā)射極
E——直流電源電動勢
e——晶體管發(fā)射極
eL——電感的自感電動勢
EM——電動機反電動勢
Ｆ——電容量的單位（法）
f——頻率
G——發(fā)電機；MOSFET柵極；晶閘管門極；GTO門極；IGBT柵極
Gfs——MOSFET跨導
hFE——晶體管直流電流增益
HRIn——n次諧波電流含有率
I——整流后負載電流的有效值
I1——變壓器一次相電流有效值
i1——變壓器一次相電流瞬時值
I2——變壓器二次相電流有效值
i2——變壓器二次相電流瞬時值
IATO——GTO大可關斷陽極電流
ib——晶體管基極電流
ie——晶體管集電極電流
Ic——IGBT集電極電流
Iceo——晶體管集電極與發(fā)射極間漏電流
IcM——晶體管集電極大允許電流
Ics——晶體管集電極飽和電流
IVD——流過整流管的電流有效值
ID——MOSFET漏極直流電流
Id——整流電路的直流輸出電流平均值
iＶD——流過整流管的電流瞬時值
id——整流電路的直流輸出電流瞬時值
IdVD——流過整流管的平均電流
IDM——MOSFET漏極電流幅值
IDR——流過續(xù)流二極管的電流有效值
iDR——流過續(xù)流二極管的電流瞬時值
IdVT——流過晶閘管的平均電流
ie——晶體管發(fā)射極電流
IF(AV)——電力二極管的正向平均電流
IFSM——電力二極管的浪涌電流
IG——晶閘管、GTO的門極電流
IH——晶閘管的維持電流
IL——晶閘管的擎住電流
I′n——變壓器一次線電流中的n次諧波有效值
io——輸出電流；負載電流
Ｉo——負載電流有效值
ip——兩組整流橋之間的環(huán)流（平衡電流）瞬
時值
IR——整流后輸出電流中諧波電流有效值
IＶT——流過晶閘管的電流有效值
iＶT——流過晶閘管的電流瞬時值
IＶT(AV)——晶閘管的通態(tài)平均電流
IＶTSM——晶閘管的浪涌電流
i*——指令電流
K——晶閘管的陰極
K——常數(shù)
L——電感；電感量；電抗器符號
LB——從二次側計算時變壓器漏感
Lp——平衡電抗器
M——電動機
m——相數(shù)；一個周期的脈波數(shù)
n——電動機轉速
nN——電動機額定轉速
N——線圈匝數(shù)；載波比
N——負（組）；三相電源中點
P——功率；有功功率
P——正（組）
p——極對數(shù)
PCM——IGBT集電極大耗散功率
PcM——晶體管集電極大耗散功率
Pd——整流電路輸出直流功率
PG——直流發(fā)電機功率
PM——直流電動機反電動勢功率
PR——電阻上消耗的功率
PSB——晶體管二次擊穿功率
Q——無功功率
R——電阻器；電阻
RB——從變壓器二次側計算的變壓器等效電阻
RM——直流電動機電樞電阻
S——視在功率
S——MOSFET源極；功率開關器件
s——秒
Sr——電力二極管的恢復系數(shù)
t——時間
td——晶體管、GTO開通時的延遲時間；電力二極管關斷延遲
時間
td(on)——MOSFET、IGBT開通時的延遲時間
td(off)——MOSFET、IGBT關斷時的延遲時間
tf——電力半導體器件關斷時的下降時間
tfi——MOSFET、IGBT等器件關斷時的電流下降時間
tfv——MOSFET、IGBT等器件開通時的電壓下降時間
tgr——晶閘管正向阻斷恢復時間
tgt——晶閘管的開通時間
THDi——電流諧波總畸變率
TJM——電力二極管、晶體管的高工作結溫
toff——晶體管、GTO、MOSFET、IGBT的關斷時間
ton——晶體管、GTO、MOSFET、IGBT的開通時間
tq——晶閘管的關斷時間
tr——電力半導體器件開通時的上升時間
tri——MOSFET、IGBT等器件開通時的電流上升時間
trv——MOSFET、IGBT等器件關斷時的電壓上升時間
trr——電力二極管反向恢復時間；晶閘管反向阻斷恢復時間
ts——晶體管、GTO關斷時的存儲時間
tt——GTO關斷時的尾部時間
tδ——并聯(lián)諧振逆變電路觸發(fā)引前時間
Tαβγ/abc——空間矢量由abc坐標轉換為αβγ坐標的變換矩陣
Tabc/αβγ——空間矢量由αβγ坐標轉換為abc坐標的變換矩陣
Tdqo/αβγ——空間矢量由αβγ坐標轉換為dqo坐標的變換矩陣
Tαβγ/dqo——空間矢量由dqo坐標轉換為αβγ坐標的變換矩陣
Tdqo/abc——空間矢量由abc坐標轉換為dqo坐標的變換矩陣
Tabc/dqo——空間矢量由dqo坐標轉換為abc坐標的變換矩陣
Ts——變流器的開關周期
U、V、W——逆變器輸出端
U——整流電路負載電壓有效值
U1——變壓器一次相電壓有效值
u1——變壓器一次相電壓瞬時值
U1L——變壓器一次線電壓有效值
U2——變壓器二次相電壓有效值
U2L——變壓器二次線電壓有效值
uc——載波電壓
Uces——晶體管飽和時集電極和發(fā)射極間的管壓降
UCES——IGBT大集射極間電壓
uco——控制電壓
Ud——整流電路輸出電壓平均值；逆變電路的直流側電壓
uＶD——整流管兩端電壓瞬時值
ud——整流電路輸出電壓瞬時值
uDR——續(xù)流二極管兩端電壓瞬時值
UDRM——晶閘管的斷態(tài)重復峰值電壓
UDS——MOSFET漏極和源極間電壓
Udα——延遲角為α時整流電壓平均值
Udβ——延遲角為β時逆變電壓平均值
UF——電力二極管的正向壓降
UFＰ——電力二極管的正向電壓過沖
ug——晶閘管門極電壓瞬時值
uGE——IGBT柵極和發(fā)射極間電壓
uGE(th)——IGBT的開啟電壓
UGS——MOSFET柵極和源極間電壓
Ui——DC-DC電路輸入電壓
uk——整流變壓器的阻抗電壓
uL——電抗器兩端電壓瞬時值
Un——整流電路輸出電壓中的n次諧波有效值
Unm——整流電路輸出電壓中的n次諧波電壓大值
Uo——DC-DC電路輸出電壓
uo——負載電壓
ur——信號波電壓
up——峰值電壓
UR——整流電路輸出電壓中諧波電壓有效值
URP——電力二極管的反向電壓過沖
URRM——電力二極管、晶閘管的反向重復峰值電壓
us——同步電壓
UT——MOSFET的開啟電壓
UTO——電力二極管門檻電壓
UTM——晶閘管通態(tài)（峰值）電壓
UUN——逆變電路負載U相相電壓有效值
UUV——逆變電路負載U相和V相間線電壓有效值
V——晶體管；IGBT；電力MOSFET
VD——整流管
VDR——續(xù)流二極管
VS——硅穩(wěn)壓管
VT——晶閘管；GTO
V→1、V→2、V→3、
V→4、V→5、V→6、
V→0、V→n、V→n+1——三相橋式電壓型逆變電路交流側端口可產(chǎn)生的線電壓空間矢量
?瘙經(jīng)→ref——期望產(chǎn)生的三相線電壓空間矢量
X——電抗器的電抗值
XB——從二次側計算時的變壓器漏抗
Xp——平衡電抗器的電抗
x→——表示為空間矢量的三相變量
xa、xb、xc——三相變量的各相變量瞬時值，三相變量對應空間矢量的三維空間直角坐標系各分量的值
xα、xβ、xγ——三相變量對應空間矢量的αβγ坐標系各分量的值
xd、xq、xo——三相變量對應空間矢量的dqo坐標系各分量的值
x→abc——空間直角坐標系下的空間矢量
x→αβγ——αβγ坐標系下的空間矢量
x→dqo——dqo坐標系下的空間矢量
Z——復數(shù)阻抗
Z1——基波阻抗
Zn——n次諧波的阻抗
α——晶閘管的觸發(fā)延遲角；晶體管共基極電流放大系數(shù)
β——晶閘管的逆變控制角；晶體管電流放大系數(shù)
βmin——小逆變角
βoff——GTO電流關斷增益
δ——晶閘管的停止導電角；并聯(lián)諧振逆變電路觸發(fā)引前角；波形畸變率
γ——換相重疊角；紋波因數(shù)；輸出電壓比
θ——晶閘管的導通角；空間矢量dgo坐標系的d軸與αβγ坐標系的α軸之間的夾角
φ——位移因數(shù)角；相位滯后角；負載阻抗角
ω——角頻率
ωc——載波角頻率
ωr——信號波角頻率
ν——基波因數(shù)
λ——功率因數(shù)
�肌�—磁通
σ——三角化率