本書從實際應用出發(fā)，較全面地介紹了常用電力電子裝置的基本組成、控制方式及其設計思想。本書包括開關電源、逆變器、UPS電源、DCDC電源及電力系統(tǒng)用電力電子裝置等內容，并對實際裝置原理電路進行了分析，對很多工程實際問題進行了探討，最后以一個實例說明電力電子裝置及其系統(tǒng)的設計過程和方法，幫助讀者提高科學研究的能力。
本書可作為高等院校電氣工程及其自動化、自動化及相關專業(yè)的本科生教材，對從事電力電子變換和控制技術工作的科技人員也很有實際參考價值。
前言
《電力電子裝置及系統(tǒng)》是高等院校電氣工程及其自動化等專業(yè)的一門專業(yè)課教材。該書以電力應用為目標，介紹了各類常用的電力電子裝置及系統(tǒng)，但因篇幅有限，僅從不同的角度介紹各類裝置和部分實用電路，希望讀者在學習中能夠舉一反三，盡快地掌握電力電子裝置的基本設計方法。
本書共8章： 第1章緒論，概括地介紹了電力電子裝置的主要類型、發(fā)展前景及電力電子器件的應用技術； 第2章高頻開關電源，簡單概括了開關電源的各種拓撲電路，重點分析了單端反激變換器及其高頻變壓器的設計制作，最后講述了高頻整流器； 第3章逆變器，介紹了恒頻恒壓、變頻調速、感應加熱逆變器的電路結構和工作原理，并討論了實用電路； 第4章不間斷電源UPS，講述了各類UPS電源的工作原理，討論了UPS電源的鎖相和切換技術，并介紹了UPS電源模塊化應用； 第5章直流直流變流裝置，介紹直流斬波變換的調速系統(tǒng)、具有中間交流環(huán)節(jié)的直流電源和軟開關直流電源； 第6章晶閘管變流裝置，介紹了晶閘管作為開關器件的交流調功器、交流調壓器、相控調速系統(tǒng)和諧振逆變器，并給出了一個電源裝置的完整電路圖； 第7章電力系統(tǒng)用電力電子裝置，介紹了電力系統(tǒng)的無功補償、有源濾波和直流輸電系統(tǒng)的基本原理及其實用價值； 第8章電力電子裝置的研制與試驗，通過實例說明了電力電子裝置的研制過程和基本設計方法。為適合不同層次的學生學習，本書還簡單概括介紹了電力電子技術的基礎知識，另有標*號的內容是為優(yōu)秀學生自學和擴大知識面提供的。
本書的第4~6章由段善旭教授編寫，第7章由朝澤云講師編寫，其余各章節(jié)由楊蔭福教授編寫。楊蔭福教授負責全書統(tǒng)稿。
李升元高工為本書的第2、6章提供了部分實用電路和資料，在編寫過程中還得到華中科技大學陳堅、康勇、鄒云屏、徐至新、熊蕊、李曉帆等教授的支持和幫助，在此一并向他們表示衷心的感謝。同時感謝楊莉莎高工、鐘和清博士、李勛講師、陳有謀老師為本書校對、編排付出的辛勤勞動。也感謝李勛講師、碩士研究生唐軍、扶瑞云、丁志亮為本書繪圖和稿件整理所做的大量工作。
中國電源學會副理事長陳堅教授在全書定稿前做了仔細的評閱，并提出了許多中肯的寶貴意見，在此表示衷心感謝。此外，對書末所列參考文獻的作者也表示衷心的感謝。
由于電力電子裝置及其系統(tǒng)包含的內容很多、范圍很廣，作者水平有限，難免有疏漏和錯誤之處，懇請廣大的讀者批評指正。
作者
2006年7月于華中科技大學
目錄
第1章緒論
1.1電力電子裝置及系統(tǒng)概述
1.1.1電力電子裝置及系統(tǒng)的概念
1.1.2電力電子裝置的主要類型
1.1.3電力電子裝置的應用概況
1.1.4電力電子裝置的發(fā)展前景
1.2半導體電力電子開關器件
1.2.1電力二極管
1.2.2晶閘管
1.2.3電力晶體三極管
1.2.4電力場效應晶體管
1.2.5絕緣門極雙極型晶體管IGBT
*1.2.6MCT和IGCT
1.2.7半導體電力開關模塊和電源集成電路
1.3電力電子器件的應用技術
1.3.1散熱技術
1.3.2緩沖電路
1.3.3保護技術
習題及思考題
第2章高頻開關電源
2.1高頻開關電源概述
2.1.1高頻開關電源的發(fā)展狀況
2.1.2高頻開關電源的基本組成
2.2單端反激開關電源
2.2.1單端反激電源的基本關系式
2.2.2自激型單端反激開關電源
2.2.3他激型單端反激開關電源
*2.3高頻開關變壓器
2.3.1磁性材料的基本術語和定義
2.3.2開關變壓器常用的磁性材料
2.3.3高頻開關電源變壓器的設計原則
2.3.4單端反激式開關電源變壓器計算
2.4功率因數(shù)為1的高頻整流器
2.4.1非連續(xù)電流模式功率因數(shù)校正器
2.4.2連續(xù)電流模式功率因數(shù)校正器
2.4.3三相高頻整流器
習題及思考題
第3章逆變器
3.1恒頻恒壓正弦波逆變器
3.1.1逆變器概論
3.1.2單相恒壓恒頻正弦波逆變器實例
3.1.3三相恒壓恒頻正弦波逆變器
*3.1.4數(shù)字化波形控制技術
3.2交流電動機變頻調速系統(tǒng)
3.2.1變頻調速概論
3.2.2智能功率模塊變頻調速裝置
3.2.3高壓變頻器
3.3感應加熱電源
3.3.1高頻諧振逆變器的工作原理
3.3.2高頻感應加熱電源的控制
習題及思考題
電力電子裝置及系統(tǒng)目錄第4章不間斷電源UPS
4.1UPS的功能及原理
4.1.1概述
4.1.2UPS的類型及其工作原理
4.1.3典型UPS的性能對比
4.1.4UPS的發(fā)展方向
4.2UPS的組成和設計
4.2.1蓄電池組
4.2.2整流器和PFC電路
4.2.3逆變器
4.2.4逆變、市電的切換電路
4.2.5濾波電路
4.2.6旁路控制電源和系統(tǒng)輔助電源
4.2.7接地裝置、保護和報警系統(tǒng)
4.3UPS輸出電壓控制
4.3.1UPS輸出電壓波形控制
4.3.2UPS同步鎖相技術
4.3.3UPS交流電壓幅值快速檢測
*4.4UPS的模塊化及串并聯(lián)冗余技術
4.4.1“冗余式”UPS供電系統(tǒng)結構
4.4.2UPS的模塊化系統(tǒng)設計
4.4.3UPS的并聯(lián)控制策略
習題及思考題
第5章直流直流變流裝置
5.1應用直流斬波變換的調速系統(tǒng)
5.1.1直流電動機無觸點啟動器
5.1.2四象限斬波調速系統(tǒng)
5.2滑差電機調速系統(tǒng)
5.3具有中間變換環(huán)節(jié)的DC/DC變換器
5.3.1主電路工作原理
5.3.2控制電路工作原理
5.3.3驅動電路及IGBT的短路保護
*5.4高頻軟開關變換
5.4.1概論
5.4.2移相控制全橋軟開關DC/DC變換器
習題及思考題
第6章晶閘管變流裝置
6.1晶閘管交流變換器
6.1.1交流調功器
6.1.2過零觸發(fā)集成電路
6.1.3移相控制交流調壓
6.2晶閘管相控調速系統(tǒng)
6.2.1晶閘管相控整流直流電動機調速系統(tǒng)
6.2.2晶閘管相控交流調壓調速系統(tǒng)
6.2.3繞線式異步電動機串級調速
6.3交流凈化型穩(wěn)壓電源
6.3.1穩(wěn)壓電源類型
6.3.2交流凈化型穩(wěn)壓電源
6.4晶閘管諧振型逆變器
6.4.1諧振逆變器主電路結構
6.4.2一個400Hz逆變器實例
習題及思考題
第7章電力系統(tǒng)用電力電子裝置
7.1電力系統(tǒng)無功補償
7.1.1無功補償裝置概述
7.1.2先進靜止無功發(fā)生器ASVG
7.2電力系統(tǒng)有源濾波裝置
7.2.1概述
7.2.2有源濾波器APF
7.2.3三相四線制有源電力濾波器
7.2.4電力有源濾波裝置
7.3電力系統(tǒng)諧波與無功功率綜合補償
7.3.1兩類逆變器組成綜合補償系統(tǒng)
7.3.2逆變器的控制策略
7.4遠距離直流輸電系統(tǒng)
7.4.1直流輸電的基本原理
7.4.2直流輸電特點
7.4.3直流輸電的基本結構
7.4.4直流輸電的濾波裝置
習題及思考題
第8章電力電子裝置的研制與試驗
8.1電力電子裝置的研制流程
8.2研究對象的方案論證
8.2.1研究對象的技術條件
8.2.2文獻檢索
8.2.3方案論證
8.3主電路設計
8.3.1輸出濾波器
8.3.2輸出變壓器設計
8.3.3緩沖電路設計
8.3.4直流濾波電路設計
8.3.5主開關器件的選擇
8.4控制系統(tǒng)及輔助電源設計
8.4.1抗沖擊負荷的電路設計
8.4.2調壓環(huán)節(jié)
8.4.3過溫保護
8.4.4輔助電源
8.4.5驅動電路
8.5電磁兼容技術和措施
8.5.1電磁兼容性概念
8.5.2常用的抑制電磁干擾的措施
8.5.3電磁兼容性測試
8.5.4電磁兼容設計
*8.6電路仿真
8.6.1電路仿真的意義
8.6.2計算機仿真方法簡介
8.6.3電路仿真實例
8.7整機調試與電性能試驗
8.7.1印制板的調試
8.7.2主機調試
8.7.3整機調試
8.8結構設計和例行試驗
8.8.1結構設計
8.8.2三防處理
8.8.3環(huán)境試驗
習題及思考題
參考文獻
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