電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 周永勤 李然 于樂 趙鵬舒
定 價:49.8 元
叢書名:一流本科專業(yè)一流本科課程建設(shè)系列教材
- 作者:周永勤李然于樂趙鵬舒
- 出版時間:2023/12/1
- ISBN:9787111734772
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM1
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書介紹了電力半導(dǎo)體器件的原理和特性,以及由這些器件組成的各種電力電子變流電路。緒論部分介紹了電力電子技術(shù)的定義及開關(guān)變流的基本原理;器件部分簡單介紹了電力二極管和普通晶閘管,著重介紹了全控型器件和新型材料器件,以及器件的驅(qū)動、散熱和保護(hù)電路;變流電路介紹了 DC-DC、DC-AC、AC-DC 和AC-AC四種基本變換,同時介紹了全控型器件變流電路的典型應(yīng)用,包括PWM整流、SVPWM逆變、斬控式交流調(diào)壓和軟開關(guān)等;仿真與實訓(xùn)部分介紹了MATLAB/Simulink和Proteus的使用方法及硬件焊接技術(shù),將單片機控制技術(shù)與電力電子變流電路相結(jié)合,實現(xiàn)完整的系統(tǒng)設(shè)計方案。
電是當(dāng)今社會不可缺少的能源,無論生產(chǎn)、生活、交通運輸、通信和軍事都離不開電,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對電能的要求越來越高,各種不同裝置和設(shè)備要求有不同的電源,需要對電能進(jìn)行變換和控制。采用半導(dǎo)體電力開關(guān)器件構(gòu)成各種開關(guān)電路,按一定規(guī)律周期性、實時控制開關(guān)器件的通、斷狀態(tài),可以實現(xiàn)電能的高效變換與控制。這種利用半導(dǎo)體電力開關(guān)器件對電能進(jìn)行處理、控制和變換的技術(shù),稱為電力電子技術(shù)。
晶閘管的問世,標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。電力電子技術(shù)建立在電力電子器件的基礎(chǔ)上,伴隨著電力電子器件的發(fā)展而不斷進(jìn)步,各種全控型器件的出現(xiàn)大大提高了變流裝置的性能。因此,本書在章節(jié)安排上突出了全控型器件及其變流電路的應(yīng)用,并依據(jù)電力電子技術(shù)近年來的發(fā)展情況進(jìn)行內(nèi)容編排。第1章緒論,概括性地介紹電力電子技術(shù)的定義、發(fā)展史、開關(guān)變流的基本原理及應(yīng)用領(lǐng)域;第2章電力電子器件,介紹電力電子器件的基本原理、主要參數(shù)、開關(guān)特性,以及散熱、驅(qū)動條件和保護(hù)措施;第3章DC-DC變換——直流斬波器,介紹基本斬波電路、復(fù)合斬波電路、多相多重斬波電路、直流斬波電路的PWM控制方法及應(yīng)用;第4章DC-AC變換——逆變器,介紹逆變電路的概念、單相/三相逆變電路的工作原理、PWM控制技術(shù)及該技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用;第5章AC-DC變換——整流器,介紹單相/三相整流電路的工作原理、諧波與功率因數(shù)、有源逆變工作狀態(tài)、相位控制、PWM整流,以及整流器的典型應(yīng)用;第6章AC-AC變換——交流調(diào)壓和交-交變頻器,簡述了交-交變換電路的分類及應(yīng)用,介紹了單相/三相交流調(diào)壓電路、交流調(diào)功電路、交流電力電子開關(guān)、交-交變頻電路的工作原理和控制方式及相關(guān)應(yīng)用;第7章軟開關(guān)技術(shù),介紹軟開關(guān)的基本概念、分類及其典型應(yīng)用;第8章電力電子技術(shù)仿真及實訓(xùn),介紹MATLAB/Simulink和Proteus的使用方法及硬件焊接技術(shù),將單片機控制技術(shù)與電力電子變流電路相結(jié)合,設(shè)計了六種簡單實用的電力電子技術(shù)實訓(xùn)項目。
本書編寫時關(guān)注近年來電力電子技術(shù)的最新研究進(jìn)展,內(nèi)容側(cè)重電力電子技術(shù)的應(yīng)用性和實用性,內(nèi)容充實、語言簡練、概念清晰、案例簡單實用。每章后面均配有小結(jié),大部分章配有習(xí)題和思考題或?qū)嵺`題,方便學(xué)生學(xué)習(xí)和思考。
“電力電子技術(shù)”對自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、機械設(shè)計制造及自動化等專業(yè)而言,既是一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課,又是一門專業(yè)性課程,它不僅分析了各種變換電路的基本原理,而且結(jié)合實際介紹了其在各方面的應(yīng)用?紤]到各專業(yè)的側(cè)重點有所不同,本書內(nèi)容較全面,以滿足不同專業(yè)教學(xué)要求和培養(yǎng)對象的需求。對于自動化專業(yè),負(fù)載多為電動機,需與“運動控制系統(tǒng)(電氣傳動)”課程相銜接。對于電氣工程及其自動化專業(yè),需關(guān)注電力補償與調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量改善、DC-DC變換和軟開關(guān)技術(shù)等。本書適合32~64學(xué)時的教學(xué)使用。
本書在編寫過程中,參考了許多專家學(xué)者的論文和著作,也參考了許多網(wǎng)上的資料,在此一并表示感謝。書后僅列出了一些主要的參考文獻(xiàn),如有不妥之處首先表示歉意,并懇請與本書編者或出版社聯(lián)系,以便及時更正。
本書由周永勤、李然、于樂和趙鵬舒編寫。李然編寫了第3、6章,于樂編寫了第4、7、8章,趙鵬舒編寫了第5章和附錄,周永勤編寫了第1、2章并完成了全書的規(guī)劃統(tǒng)稿。哈爾濱理工大學(xué)李文娟教授對本書的編寫給予了大力支持和幫助,并作為本書主審,對全書進(jìn)行了認(rèn)真審閱,提出了許多寶貴意見;周凱、金寧治、楊光儀、耿新、郭慶波為本書的編寫提供了許多資料及指導(dǎo),在此表示衷心感謝。
特別感謝哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院為本書的編寫提供了政策和資金的支持,特別感謝教學(xué)主管院長高俊國教授和電力電子系主任于德亮博士給予的持續(xù)、大力幫助。
由于編者學(xué)識水平有限,書中難免會有錯誤和疏漏之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者
前言
第1章緒論
1.1電力電子技術(shù)的定義
1.2電力變換的基本原理
1.3電力電子技術(shù)的發(fā)展史
1.4電力電子技術(shù)的應(yīng)用
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第2章電力電子器件
2.1電力電子器件概述
2.2電力二極管
2.3半控型電力電子器件
2.3.1晶閘管
2.3.2晶閘管派生器件
2.4全控型電力電子器件
2.4.1門極關(guān)斷晶閘管
2.4.2電力晶體管
2.4.3電力場效應(yīng)晶體管
2.4.4絕緣柵雙極型晶體管
2.4.5其他全控型器件和模塊
2.5寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件
2.6電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)
2.6.1電力電子器件的驅(qū)動
2.6.2電力電子器件的散熱
2.6.3電力電子器件的保護(hù)
2.6.4電力電子器件的串并聯(lián)
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第3章DC-DC變換——直流
斬波器
3.1斬波電路概述
3.2基本斬波電路
3.2.1降壓斬波電路
3.2.2升壓斬波電路
3.2.3其他基本斬波電路
3.3復(fù)合斬波電路
3.3.1電流可逆斬波電路
3.3.2橋式可逆斬波電路
3.4多相多重斬波電路
3.5帶隔離的DC-DC變流電路
3.6直流斬波器的典型應(yīng)用
3.6.1升壓斬波電路的應(yīng)用
3.6.2直流斬波調(diào)速電路
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第4章DC-AC變換——
逆變器
4.1逆變電路概述
4.1.1逆變電路的分類
4.1.2逆變電路的控制方式
4.1.3換流方式
4.2單相逆變電路的工作原理
4.2.1電壓源型單相逆變電路
4.2.2電流源型單相逆變電路
4.3PWM控制技術(shù)
4.3.1PWM控制的基本原理
4.3.2調(diào)制法生成SPWM波形
4.3.3規(guī)則采樣法
4.3.4跟蹤型SPWM控制技術(shù)
4.3.5空間矢量PWM控制
4.4三相逆變電路的工作原理
4.4.1電壓源型三相逆變電路
4.4.2電流源型三相逆變電路
4.4.3三相逆變電路PWM控制原理
4.5逆變電路的典型應(yīng)用
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第5章AC-DC變換——整流器
5.1整流電路概述
5.2單相整流電路
5.2.1單相半波可控整流電路
5.2.2單相橋式全控整流電路
5.2.3單相全波可控整流電路
5.2.4單相橋式半控整流電路
5.3三相整流電路
5.3.1三相半波可控整流電路
5.3.2三相橋式全控整流電路
5.3.3變壓器漏感對整流電路的影響
5.4整流電路的諧波與功率因數(shù)
5.5整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
5.5.1單相整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
5.5.2三相整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
5.5.3逆變失敗和最小逆變角的限制
5.6整流電路相位控制的實現(xiàn)
5.7PWM整流電路
5.7.1概述
5.7.2電壓源型(VSR)PWM整流電路
5.7.3電流源型(CSR)PWM整流電路
5.8整流器的典型應(yīng)用
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第6章AC-AC變換——交流調(diào)壓和交-交變頻器
6.1AC-AC變換電路概述
6.2單相交流調(diào)壓電路
6.2.1電阻性負(fù)載
6.2.2阻感性負(fù)載
6.2.3斬控式單相交流調(diào)壓
6.3三相交流調(diào)壓電路
6.4其他交流電力控制電路
6.4.1交流調(diào)功電路
6.4.2交流電力電子開關(guān)
6.5交-交變頻電路
6.5.1單相交-交變頻電路
6.5.2三相交-交變頻電路
6.6AC-AC變換器的典型應(yīng)用
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
實踐題
第7章軟開關(guān)技術(shù)
7.1軟開關(guān)技術(shù)的基本概念
7.2軟開關(guān)技術(shù)的分類
7.3軟開關(guān)技術(shù)的典型應(yīng)用
7.3.1準(zhǔn)諧振變換器
7.3.2零開關(guān)PWM變換器
7.3.3零轉(zhuǎn)換PWM變換器
本章小結(jié)
習(xí)題和思考題
第8章電力電子技術(shù)仿真及實訓(xùn)
8.1仿真工具M(jìn)ATLAB/Simulink軟件基礎(chǔ)
8.1.1計算機仿真技術(shù)
8.1.2MATLAB/Simulink仿真軟件介紹
8.1.3電力電子電路仿真
8.2仿真工具Proteus軟件基礎(chǔ)
8.2.1Proteus功能簡介
8.2.2Proteus Schematic Capture虛擬仿真
8.2.3Proteus Schematic Capture開發(fā)環(huán)境簡介
8.3硬件焊接技術(shù)基礎(chǔ)
8.3.1焊接技術(shù)概述
8.3.2焊接材料與工具
8.3.3焊接工藝
8.3.4拆焊
8.4電力電子實訓(xùn)項目
8.4.1降壓直流斬波控制系統(tǒng)
8.4.2升壓直流斬波控制系統(tǒng)
8.4.3PWM調(diào)光控制系統(tǒng)
8.4.4風(fēng)扇智能溫度控制系統(tǒng)
8.4.5直流電動機PWM驅(qū)動控制系統(tǒng)
8.4.6步進(jìn)電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)
本章小結(jié)
附錄
附錄A教學(xué)實驗
實驗一電力電子器件特性實驗
實驗二直流斬波器實驗
實驗三SPWM變頻調(diào)速實驗
實驗四晶閘管整流電路實驗
實驗五單相交流調(diào)壓實驗
附錄B術(shù)語索引
參考文獻(xiàn)