- 电子工业出版社
- 9787121201561
- 1-1
- 293386
- 64217273-8
- 平塑单衬
- 16开
- 2013年6月
- 423
- 256
- TM1
- 电力系统自动化技术
- 高职高专
内容简介
本书结合国家示范院校专业建设开展的课程改革，按照以能力为本位、以就业为导向的原则进行编写。主要内容分为器件和转换电路两大部分。在器件方面，除介绍普通的晶闸管外，还介绍了门极关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、晶闸管的派生器件、功率二极管等；在转换电路部分，主要介绍可控整流、触发电路及保护电路、有源逆变电路、变频电路、交流调压电路、直流转换电路；后面还介绍了较为典型的应用电路及综合实训内容。本书实用性较强，将课程内容与典型应用融为一体，注重培养读者的专业应用能力。
本书配有免费的电子教学课件、练习题参考答案，详见前言。
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目录
绪论 1
第1章 电力电子器件 4
1.1 普通晶闸管 5
1.1.1 晶闸管的结构 5
1.1.2 晶闸管的工作原理 5
1.1.3 晶闸管的伏安特性 7
1.1.4 晶闸管的主要参数 8
1.1.5 晶闸管的型号及简单测试方法 10
1.2 全控型电力电子器件 10
1.2.1 门极可关断晶闸管（GTO） 10
1.2.2 大功率晶体管（GTR） 14
1.2.3 功率场效应晶体管 22
1.2.4 绝缘栅双极型晶体管 25
1.2.5 静电感应晶体管（SIT） 32
1.2.6 静电感应晶闸管 33
1.3 晶闸管的派生器件 34
1.3.1 快速晶闸管 35
1.3.2 双向晶闸管 35
1.3.3 逆导晶闸管 36
1.3.4 光控晶闸管 37
1.4 功率二极管 37
1.4.1 功率二极管的工作原理 37
1.4.2 功率二极管的主要参数 38
1.4.3 功率二极管的主要类型 38
实训1 晶闸管的简易测试及导通、关断条件测试 39
习题与思考题1 41
第2章 晶闸管可控整流电路 42
2.1 单相半波可控整流电路 43
2.1.1 电阻性负载 43
2.1.2 电感性负载及续流二极管 47
2.1.3 反电动势负载 51
2.2 单相全波和单相全控桥式可控整流电路 52
2.2.1 单相全波可控整流电路 52
2.2.2 单相全控桥式整流电路 55
2.3 三相半波可控整流电路 56
2.3.1 三相半波不可控整流电路 56
2.3.2 三相半波可控整流电路 58
2.3.3 共阳极整流电路 64
2.3.4 共用变压器的共阴极、共阳极三相半波可控整流电路 65
2.4 三相全控桥式整流电路 66
2.4.1 工作原理 66
2.4.2 对触发脉冲的要求 67
2.4.3 对大电感负载的分析 68
2.5 变压器漏电抗对整流电路的影响 69
2.5.1 换相期间的输出电压 69
2.5.2 换相重叠角 70
2.5.3 可控整流电路的外特性 71
实训2 单相半波可控整流电路的连接与测试 72
实训3 单相全控桥式整流电路的连接与测试 74
实训4 三相全控桥式整流电路的连接与测试 78
实训5 三相半控桥式整流电路的连接与测试 82
习题与思考题2 85
第3章 晶闸管的触发电路及保护电路 87
3.1 对触发电路的要求 88
3.2 单结晶体管触发电路 89
3.2.1 单结晶体管 89
3.2.2 单结晶体管弛张振荡电路 91
3.2.3 单结晶体管的同步和移相触发电路 92
3.3 同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路 93
3.3.1 触发脉冲的形成与放大 93
3.3.2 锯齿波的形成及脉冲移相 94
3.3.3 锯齿波同步电压的形成 95
3.3.4 双窄脉冲形成环节 96
3.3.5 强触发电路 96
3.4 集成触发电路 97
3.4.1 KC04移相触发电路 97
3.4.2 KC42脉冲列调制形成器 99
3.4.3 KC41六路双脉冲形成器 100
3.4.4 由集成元件组成的三相触发电路 100
3.5 触发脉冲与主电路电压的同步及防止误触发的措施 101
3.5.1 触发电路同步电源电压的选择 101
3.5.2 防止误触发的措施 102
3.6 晶闸管的过电压保护 103
3.6.1 晶闸管的关断过电压及其保护 103
3.6.2 晶闸管交流侧过电压及其保护 104
3.6.3 晶闸管直流侧过电压及其保护 106
3.7 晶闸管的过电流保护与电压、电流上升率的限制 106
3.7.1 晶闸管的过电流保护 106
3.7.2 电压与电流上升率的限制 108
实训6 锯齿波同步触发电路的连接与测试 108
实训7 用KC04触发的三相全控桥式整流电路的连接与测试 110
习题与思考题3 114
第4章 有源逆变电路 116
4.1 有源逆变的工作原理 117
4.1.1 有源逆变过程的能量转换 117
4.1.2 有源逆变的工作原理 118
4.2 三相有源逆变电路 119
4.2.1 三相半波有源逆变电路 119
4.2.2 三相桥式有源逆变电路 122
4.3 逆变失败及最小逆变角的确定 123
4.3.1 逆变失败的原因 123
4.3.2 最小逆变角的确定及限制 125
4.4 有源逆变电路的应用 126
4.4.1 用接触器控制直流电动机正反转的电路 126
4.4.2 采用两组晶闸管反并联的可逆电路 127
4.4.3 绕线转子异步电动机的串级调速 130
实训8 三相桥式有源逆变电路的连接与测试 132
习题与思考题4 136
第5章 变频电路 138
5.1 变频电路的作用、基本原理和换流方式 139
5.1.1 变频电路的作用 139
5.1.2 变频电路的基本原理 139
5.1.3 变频电路的换流方式 141
5.2 谐振式变频电路 142
5.2.1 并联谐振式变频电路 142
5.2.2 串联谐振式变频电路 144
5.3 三相变频电路 145
5.3.1 电压型三相变频电路 145
5.3.2 电流型三相变频电路 148
5.4 脉宽调制变频电路 150
5.4.1 脉宽调制变频电路概述 150
5.4.2 单相PWM变频电路 152
5.4.3 三相桥式PWM变频电路 153
5.4.4 用大规模集成电路芯片形成SPWM波 154
习题与思考题5 157
第6章 交流调压电路 158
6.1 单相交流调压电路 159
6.1.1 电阻性负载 159
6.1.2 电感性负载 160
6.2 三相交流调压电路 164
6.2.1 带中线星形连接的三相交流调压电路 164
6.2.2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路 164
6.2.3 用三对反并联晶闸管连接的三相三线交流调压电路 165
6.3 交流过零调功电路 167
6.3.1 调功器的工作原理 167
6.3.2 实例——单相晶闸管过零调功电路 168
实训9 三相交流调压电路的连接与测试 170
习题与思考题6 172
第7章 直流变换电路 173
7.1 直流电压变换电路的工作原理及其分类 174
7.1.1 直流电压变换电路的工作原理 174
7.1.2 直流电压变换电路的分类 175
7.2 单象限直流电压变换电路 175
7.2.1 降压变换电路 175
7.2.2 升压变换电路 179
7.2.3 库克变换电路 181
7.3 全桥式直流变换器电路 184
7.3.1 双极性电压开关PWM控制方式 185
7.3.2 单极性电压开关PWM控制方式 187
实训10 IGBT斩波电路的连接与测试 189
习题与思考题7 192
第8章 电力电子装置的典型应用 194
8.1 稳压电源 195
8.1.1 稳压电源的基本工作原理 195
8.1.2 隔离式高频变换电路 197
8.1.3 开关电源的应用 199
8.2 有源功率因数校正装置 202
8.2.1 有源功率因数校正的工作原理 203
8.2.2 APFC集成控制电路UC3854及其应用 203
8.3 不间断电源 206
8.3.1 UPS的分类 206
8.3.2 UPS整流器 208
8.3.3 UPS中的逆变器 210
8.3.4 UPS中的锁相技术 211
8.3.5 UPS中的静态开关 212
8.4 变频调速装置 213
8.4.1 变频调速的基本控制方式 213
8.4.2 SPWM变频调速装置 214
习题与思考题8 215
综合实训1 整流变压器设计 216
综合实训2 平波电抗器设计 220
综合实训3 脉冲变压器设计 224
综合实训4 双闭环调速系统电路设计与调试 230
附录A 电源相序的测定 238
附录B 变压器极性的测定 239
参考文献 241
第1章 电力电子器件 4
1.1 普通晶闸管 5
1.1.1 晶闸管的结构 5
1.1.2 晶闸管的工作原理 5
1.1.3 晶闸管的伏安特性 7
1.1.4 晶闸管的主要参数 8
1.1.5 晶闸管的型号及简单测试方法 10
1.2 全控型电力电子器件 10
1.2.1 门极可关断晶闸管（GTO） 10
1.2.2 大功率晶体管（GTR） 14
1.2.3 功率场效应晶体管 22
1.2.4 绝缘栅双极型晶体管 25
1.2.5 静电感应晶体管（SIT） 32
1.2.6 静电感应晶闸管 33
1.3 晶闸管的派生器件 34
1.3.1 快速晶闸管 35
1.3.2 双向晶闸管 35
1.3.3 逆导晶闸管 36
1.3.4 光控晶闸管 37
1.4 功率二极管 37
1.4.1 功率二极管的工作原理 37
1.4.2 功率二极管的主要参数 38
1.4.3 功率二极管的主要类型 38
实训1 晶闸管的简易测试及导通、关断条件测试 39
习题与思考题1 41
第2章 晶闸管可控整流电路 42
2.1 单相半波可控整流电路 43
2.1.1 电阻性负载 43
2.1.2 电感性负载及续流二极管 47
2.1.3 反电动势负载 51
2.2 单相全波和单相全控桥式可控整流电路 52
2.2.1 单相全波可控整流电路 52
2.2.2 单相全控桥式整流电路 55
2.3 三相半波可控整流电路 56
2.3.1 三相半波不可控整流电路 56
2.3.2 三相半波可控整流电路 58
2.3.3 共阳极整流电路 64
2.3.4 共用变压器的共阴极、共阳极三相半波可控整流电路 65
2.4 三相全控桥式整流电路 66
2.4.1 工作原理 66
2.4.2 对触发脉冲的要求 67
2.4.3 对大电感负载的分析 68
2.5 变压器漏电抗对整流电路的影响 69
2.5.1 换相期间的输出电压 69
2.5.2 换相重叠角 70
2.5.3 可控整流电路的外特性 71
实训2 单相半波可控整流电路的连接与测试 72
实训3 单相全控桥式整流电路的连接与测试 74
实训4 三相全控桥式整流电路的连接与测试 78
实训5 三相半控桥式整流电路的连接与测试 82
习题与思考题2 85
第3章 晶闸管的触发电路及保护电路 87
3.1 对触发电路的要求 88
3.2 单结晶体管触发电路 89
3.2.1 单结晶体管 89
3.2.2 单结晶体管弛张振荡电路 91
3.2.3 单结晶体管的同步和移相触发电路 92
3.3 同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路 93
3.3.1 触发脉冲的形成与放大 93
3.3.2 锯齿波的形成及脉冲移相 94
3.3.3 锯齿波同步电压的形成 95
3.3.4 双窄脉冲形成环节 96
3.3.5 强触发电路 96
3.4 集成触发电路 97
3.4.1 KC04移相触发电路 97
3.4.2 KC42脉冲列调制形成器 99
3.4.3 KC41六路双脉冲形成器 100
3.4.4 由集成元件组成的三相触发电路 100
3.5 触发脉冲与主电路电压的同步及防止误触发的措施 101
3.5.1 触发电路同步电源电压的选择 101
3.5.2 防止误触发的措施 102
3.6 晶闸管的过电压保护 103
3.6.1 晶闸管的关断过电压及其保护 103
3.6.2 晶闸管交流侧过电压及其保护 104
3.6.3 晶闸管直流侧过电压及其保护 106
3.7 晶闸管的过电流保护与电压、电流上升率的限制 106
3.7.1 晶闸管的过电流保护 106
3.7.2 电压与电流上升率的限制 108
实训6 锯齿波同步触发电路的连接与测试 108
实训7 用KC04触发的三相全控桥式整流电路的连接与测试 110
习题与思考题3 114
第4章 有源逆变电路 116
4.1 有源逆变的工作原理 117
4.1.1 有源逆变过程的能量转换 117
4.1.2 有源逆变的工作原理 118
4.2 三相有源逆变电路 119
4.2.1 三相半波有源逆变电路 119
4.2.2 三相桥式有源逆变电路 122
4.3 逆变失败及最小逆变角的确定 123
4.3.1 逆变失败的原因 123
4.3.2 最小逆变角的确定及限制 125
4.4 有源逆变电路的应用 126
4.4.1 用接触器控制直流电动机正反转的电路 126
4.4.2 采用两组晶闸管反并联的可逆电路 127
4.4.3 绕线转子异步电动机的串级调速 130
实训8 三相桥式有源逆变电路的连接与测试 132
习题与思考题4 136
第5章 变频电路 138
5.1 变频电路的作用、基本原理和换流方式 139
5.1.1 变频电路的作用 139
5.1.2 变频电路的基本原理 139
5.1.3 变频电路的换流方式 141
5.2 谐振式变频电路 142
5.2.1 并联谐振式变频电路 142
5.2.2 串联谐振式变频电路 144
5.3 三相变频电路 145
5.3.1 电压型三相变频电路 145
5.3.2 电流型三相变频电路 148
5.4 脉宽调制变频电路 150
5.4.1 脉宽调制变频电路概述 150
5.4.2 单相PWM变频电路 152
5.4.3 三相桥式PWM变频电路 153
5.4.4 用大规模集成电路芯片形成SPWM波 154
习题与思考题5 157
第6章 交流调压电路 158
6.1 单相交流调压电路 159
6.1.1 电阻性负载 159
6.1.2 电感性负载 160
6.2 三相交流调压电路 164
6.2.1 带中线星形连接的三相交流调压电路 164
6.2.2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路 164
6.2.3 用三对反并联晶闸管连接的三相三线交流调压电路 165
6.3 交流过零调功电路 167
6.3.1 调功器的工作原理 167
6.3.2 实例——单相晶闸管过零调功电路 168
实训9 三相交流调压电路的连接与测试 170
习题与思考题6 172
第7章 直流变换电路 173
7.1 直流电压变换电路的工作原理及其分类 174
7.1.1 直流电压变换电路的工作原理 174
7.1.2 直流电压变换电路的分类 175
7.2 单象限直流电压变换电路 175
7.2.1 降压变换电路 175
7.2.2 升压变换电路 179
7.2.3 库克变换电路 181
7.3 全桥式直流变换器电路 184
7.3.1 双极性电压开关PWM控制方式 185
7.3.2 单极性电压开关PWM控制方式 187
实训10 IGBT斩波电路的连接与测试 189
习题与思考题7 192
第8章 电力电子装置的典型应用 194
8.1 稳压电源 195
8.1.1 稳压电源的基本工作原理 195
8.1.2 隔离式高频变换电路 197
8.1.3 开关电源的应用 199
8.2 有源功率因数校正装置 202
8.2.1 有源功率因数校正的工作原理 203
8.2.2 APFC集成控制电路UC3854及其应用 203
8.3 不间断电源 206
8.3.1 UPS的分类 206
8.3.2 UPS整流器 208
8.3.3 UPS中的逆变器 210
8.3.4 UPS中的锁相技术 211
8.3.5 UPS中的静态开关 212
8.4 变频调速装置 213
8.4.1 变频调速的基本控制方式 213
8.4.2 SPWM变频调速装置 214
习题与思考题8 215
综合实训1 整流变压器设计 216
综合实训2 平波电抗器设计 220
综合实训3 脉冲变压器设计 224
综合实训4 双闭环调速系统电路设计与调试 230
附录A 电源相序的测定 238
附录B 变压器极性的测定 239
参考文献 241
