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电力电子学——电力电子变换和控制技术(第4版)

“十一五”国家规划教材

作者:
康勇 陈宇 陈坚
定价:
45.50元
ISBN:
978-7-04-060132-9
版面字数:
480.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
“十一五”国家规划教材
出版时间:
2024-02-05
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
电力电子技术

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材《电力电子学——电力电子变换和控制技术》(第3版)的修订版本,与之相配套的MOOC课程“电力电子学”是首批国家级一流本科课程。

本书保留了第3版的体系结构与教学思想,以电路理论、电子学和控制理论的基本原理为起点,完整、系统地介绍电力电子变换和控制的基本知识和技术发展,论述电力电子变换电源和电力系统中电力电子补偿控制技术。本书对第3版的陈述逻辑、内容细节等进行了优化,重绘了全书配图,并根据电力电子技术近年来的发展情况增加了相关内容。

本书共分10章,第1章为电力电子变换和控制技术导论,第2~10章分别介绍功率半导体器件,直流—直流、直流—交流、交流—直流和交流—交流四类变换器,辅助元器件和系统,谐振开关型变换器,多级开关电路组合型电力电子变换电源的应用,开关型电力电子补偿器。

本书为新形态教材,全书一体化设计,运用了多种形式的媒体资源,丰富了知识的呈现形式。重点难点教学视频、习题解答、扩展阅读等均有对应的二维码,扫描即可实现在线同步学习。此外,读者亦可登录中国大学MOOC(爱课程)网站学习配套MOOC课程“电力电子学”(华中科技大学)。希望本书可以优化读者的阅读与学习体验,方便教师授课、学生自学。

本书适用于电气工程及其自动化专业、自动化专业及其他相关专业的本科生,可用作相关专业研究生的参考书,也可供从事电力电子变换和控制技术的工程技术人员使用。

  • 前辅文
  • 第1章 电力电子变换和控制技术导论
    • 1.1 电力电子学科的形成
    • 1.2 电力电子变换和控制的技术、经济意义
    • 1.3 开关型电力电子变换器的基本原理及控制方法
    • 1.4 开关型电力电子变换器的基本特性
    • 1.5 开关型电力电子变换器的应用领域
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第2章 功率半导体器件
    • 2.1 半导体简述
      • 2.1.1 本征半导体、P型半导体与N型半导体
      • 2.1.2 PN结
    • 2.2 电力半导体二极管
      • 2.2.1 二极管的基本特性
      • 2.2.2 电力半导体二极管的重要参数
      • 2.2.3 电力半导体二极管的主要应用
    • 2.3 电力双极晶体管
      • 2.3.1 晶体管的基本特性
      • 2.3.2 晶体管的静态伏-安特性
      • 2.3.3 电力双极晶体管使用参数和特性
    • 2.4 晶闸管及其派生器件
      • 2.4.1 晶闸管的工作原理
      • 2.4.2 晶闸管的伏-安特性
      • 2.4.3 晶闸管的主要特性参数
      • 2.4.4 晶闸管的派生器件
    • 2.5 电力MOS场效晶体管
      • 2.5.1 MOS管的工作原理
      • 2.5.2 MOS管的工作特性
    • 2.6 绝缘栅双极型晶体管
      • 2.6.1 工作原理
      • 2.6.2 IGBT的静态特性
      • 2.6.3 IGBT的擎住效应
    • 2.7 宽禁带半导体器件
      • 2.7.1 宽禁带半导体材料简介
      • 2.7.2 SiC器件
      • 2.7.3 GaN器件
      • 2.7.4 宽禁带半导体器件在实际应用中的挑战与机遇
    • 2.8 功率模块和功率集成电路
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第3章 直流—直流变换器
    • 3.1 直流—直流降压变换器(Buck变换器)
      • 3.1.1 基本概念介绍
      • 3.1.2 CCM的工作特性分析
      • 3.1.3 BCM的工作特性分析
      • 3.1.4 DCM的工作特性分析
      • 3.1.5 变压比M的特性分析
    • 3.2 直流—直流升压变换器(Boost变换器)
      • 3.2.1 电路结构和升压原理
      • 3.2.2 CCM的工作特性分析
      • 3.2.3 BCM的工作特性分析
      • 3.2.4 DCM的工作特性分析
      • 3.2.5 变压比M的特性分析
    • 3.3 直流降压-升压变换器(Buck-Boost变换器和Cuk变换器)
      • 3.3.1 Buck-Boost变换器
      • 3.3.2 带独立电感的Cuk变换器
      • 3.3.3 带耦合电感的Cuk变换器
    • 3.4 非隔离型直流—直流变换器的若干讨论
      • 3.4.1 典型非隔离型直流—直流变换器的比较
      • 3.4.2 半桥非隔离型(两象限)直流—直流变换器
      • 3.4.3 全桥非隔离型(四象限)直流—直流变换器
      • 3.4.4 多相、多重直流—直流变换器
    • 3.5 隔离型单端直流—直流变换器
      • 3.5.1 隔离型Buck变换器——单端正激变换器(forward converter)
      • 3.5.2 隔离型Buck-Boost变换器——单端反激变换器(flyback converter)
    • 3.6 隔离型双端直流—直流变换器
      • 3.6.1 隔离型半桥直流—直流变换器
      • 3.6.2 隔离型全桥直流—直流变换器
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第4章 直流—交流变换器(逆变器)
    • 4.1 逆变器的类型和性能指标
      • 4.1.1 逆变器的类型
      • 4.1.2 逆变器输出波形性能指标
    • 4.2 电压型单相方波逆变器工作原理
      • 4.2.1 电压型单相半桥逆变器
      • 4.2.2 电压型单相全桥逆变器
    • 4.3 单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制
    • 4.4 正弦脉冲宽度调制技术
      • 4.4.1 SPWM基本原理
      • 4.4.2 双极性SPWM
      • 4.4.3 单极性SPWM
      • 4.4.4 其他SPWM
    • 4.5 三相逆变器工作原理
      • 4.5.1 电压型三相方波逆变器
      • 4.5.2 电压型三相SPWM逆变器
      • 4.5.3 谐波注入SPWM
      • 4.5.4 三相逆变器电压空间矢量调制
      • 4.5.5 电流型三相逆变器
    • 4.6 大功率逆变器
      • 4.6.1 变压器耦合型多重化逆变器
      • 4.6.2 多电平逆变器
      • 4.6.3 多电平逆变器的SPWM
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第5章 交流—直流变换器(整流器)
    • 5.1 整流器的类型、基本原理和性能指标
      • 5.1.1 不控整流电路
      • 5.1.2 相控整流电路
      • 5.1.3 整流器的性能指标
    • 5.2 负载性质和交流电路电感对整流特性的影响
      • 5.2.1 负载电感对整流特性的影响
      • 5.2.2 反电动势负载时的相控整流特性
      • 5.2.3 交流电源侧电感对整流特性的影响
    • 5.3 相控整流电路输出电压的谐波分析
      • 5.3.1 m脉波相控整流电路输出电压通用公式
      • 5.3.2 单相和三相桥式相控整流电路输出电压的谐波特性
      • 5.3.3 谐波改善实例:带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路
    • 5.4 相控有源逆变电路
      • 5.4.1 有源逆变原理
      • 5.4.2 有源逆变安全工作条件
      • 5.4.3 三相全桥相控整流和有源逆变的控制特性
    • 5.5 相控整流及有源逆变晶闸管触发控制
      • 5.5.1 相控整流及有源逆变的闭环控制系统
      • 5.5.2 相控整流及有源逆变晶闸管的触发方式
    • 5.6 高频PWM整流器(交流—直流双向高频PWM变换器)
      • 5.6.1 高频PWM整流器的电路结构
      • 5.6.2 高频PWM整流器的工作原理
      • 5.6.3 高频PWM整流器的控制系统
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第6章 交流—交流变换器
    • 6.1 晶闸管交流电压控制器的类型
    • 6.2 单相交流电压控制器
      • 6.2.1 电阻负载
      • 6.2.2 阻感性负载
      • 6.2.3 PWM交流电压控制器
    • 6.3 三相交流电压控制器
      • 6.3.1 三相星形联结交流电压控制器
      • 6.3.2 三相开口三角形交流电压控制器
    • 6.4 有变压器抽头的交流电压控制器
    • 6.5 晶闸管交流—交流相控直接变频器
      • 6.5.1 基本工作原理
      • 6.5.2 实用电路结构
      • 6.5.3 交流—交流相控直接变频器的优缺点
    • 6.6 矩阵式交流—交流相控直接变频器
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第7章 辅助元器件和系统
    • 7.1 触发、驱动器
      • 7.1.1 晶闸管的驱动电路
      • 7.1.2 P-MOSFET、IGBT的驱动器
    • 7.2 过电流保护和过电压保护
      • 7.2.1 过电流保护
      • 7.2.2 过电压保护
      • 7.2.3 开关管串联、并联应用时的均压、均流保护
    • 7.3 开关管的开通、关断过程与安全工作区
      • 7.3.1 线路电感Lσ=0时开关管的开通、关断过程
      • 7.3.2 线路电感Lσ≠ 0时开关管的开通、关断过程
      • 7.3.3 安全工作区
    • 7.4 缓冲器
      • 7.4.1 开关管的RCD与RC缓冲电路
      • 7.4.2 P-MOSFET、IGBT的限幅钳位缓冲器
    • 7.5 电感(电抗器)、方波变压器和脉冲变压器
      • 7.5.1 电感(电抗器)
      • 7.5.2 方波变压器和脉冲变压器
    • 7.6 滤波器
      • 7.6.1 滤波器基本功能和类型
      • 7.6.2 LC滤波器特性分析
    • 7.7 散热系统
    • 7.8 控制系统和辅助电源
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第8章 谐振开关型变换器
    • 8.1 软开关变换器的分类
      • 8.1.1 硬开关的概念
      • 8.1.2 软开关的概念
      • 8.1.3 软开关技术的分类
    • 8.2 准谐振变换器(QRC)
      • 8.2.1 谐振开关
      • 8.2.2 零电流开关准谐振变换器(ZCS QRC)
      • 8.2.3 零电压开关准谐振变换器(ZVS QRC)
    • 8.3 零电流开关(ZCS)PWM变换器和零电压开关(ZVS)PWM变换器
      • 8.3.1 ZCS PWM变换器
      • 8.3.2 ZVS PWM变换器
    • 8.4 零电压转换PWM变换器
    • 8.5 移相控制零电压开关全桥变换器
      • 8.5.1 工作原理
      • 8.5.2 主要特性
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第9章 多级开关电路组合型电力电子变换电源的应用
    • 9.1 新能源发电系统
      • 9.1.1 变速恒频交流发电系统
      • 9.1.2 太阳能光伏发电系统
      • 9.1.3 新能源发电的控制技术
    • 9.2 高压直流输电系统
      • 9.2.1 采用晶闸管相控整流—有源逆变的直流输电系统
      • 9.2.2 采用全控型器件的柔性直流输电系统
    • 9.3 不间断电源系统
    • 9.4 带功率因数校正(APFC)的两级开关电源
      • 9.4.1 前级功率因数校正单元
      • 9.4.2 后级输出调节单元
    • 9.5 典型多级电力电子变换——无线电能传输系统
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 第10章 开关型电力电子补偿器
    • 10.1 电力传输的基本运行特性
    • 10.2 并联型电力电子补偿器
      • 10.2.1 晶闸管投、切并联电容器TSC
      • 10.2.2 晶闸管相控并联电抗器TCR
      • 10.2.3 静止补偿器STATCOM
      • 10.2.4 并联型有源电力滤波器PAPF
    • 10.3 串联型电力电子补偿器
      • 10.3.1 晶闸管控制的串联电容补偿器TCSC
      • 10.3.2 可关断晶闸管控制的串联电容补偿器GCSC
      • 10.3.3 PWM变流器型静止同步串联补偿器SSSC
      • 10.3.4 串联型电力有源滤波器SAPF
    • 10.4 柔性电力系统综合电力电子补偿器
      • 10.4.1 统一潮流控制器UPFC
      • 10.4.2 统一电能质量控制器UPQC
    • 小结
    • 复习题及思考题
  • 附录A 傅里叶级数
  • 附录B 常系数线性二阶微分方程的通解
  • 参考文献

相关图书