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第1章 电力电子学概述1

1.1 了解电力电子学1

1.2 电力变换3

1.3 理想开关和实际情况5

1.4 电力半导体器件的辅助电路和装置7

1.4.1 门电路7

1.4.2 辅助电路7

1.4.3 冷却装置8

1.4.4 应用理想开关时的问题9

1.5 不同类型的变换器使用在不同的场合9

练习题12

第2章 交流电源工作的变换装置--有源变换装置和循环变流器13

2.1 交流变直流13

2.1.1 怎样变成直流--使用二极管正变换装置13

2.1.2 三相交流变成直流17

2.1.3 如何改变直流电压--使用晶闸管正变换装置20

2.1.4 归纳功率变换的公式28

2.1.5 实际地变换装置是怎样构成的29

2.2 直流变交流--有源逆变器装置30

2.2.1 怎样由直流变成交流30

2.2.2 逆变换使用的范围32

2.3 改变交流频率--使用有源变换装置的频率变换器33

2.3.1 由交流变直流，再由直流变成交流33

2.3.2 直接变换交流频率--循环变流器37

2.4 控制交流功率--交流开关和交流功率调节器43

2.4.1 通、断交流43

2.4.2 用晶闸管开关控制交流功率44

2.5 由变换装置产生的干扰--直流脉动、高次谐波、无功功率47

2.5.1 直流脉动47

2.5.2 交流电流波形是非正弦波49

2.5.3 消耗无功功率52

练习题54

3.1 改变直流电压55

第3章 直流斩波器与开关调节器55

3.3 斩波器的原理56

3.2 降低损耗、改变直流电压的方法56

3.4 斩波器控制方法种类58

3.4.1 三角波比较方式脉宽调制控制58

3.4.2 滞环比较方式(瞬时比较方式)60

3.5 斩波器的种类61

3.5.1 降压斩波器61

3.5.2 升压斩波器61

3.5.3 升降压斩波器62

3.5.4 可逆斩波器63

3.6 使用范围63

3.6.1 直流电动机的控制64

3.6.2 磁轴承控制64

3.6.3 直流电压的稳定性64

3.7 开关调节器64

3.7.2 反馈变流器65

3.7.1 正向变流器65

3.7.3 推挽式变流器66

3.7.4 全桥式变流器66

练习题67

第4章 无源变换装置--逆变器69

4.1 具有电压源特性的逆变器--电压型逆变器69

4.1.1 电压型逆变器使用的范围69

4.1.2 电压型逆变器电路70

4.1.3 改变交流电压的方法75

4.1.4 驱动电动机装置的工作原理79

4.1.5 如何能够实现大容量的装置81

4.1.6 使用电压型逆变器时注意事项85

4.2 具有电流源特性的逆变器--电流型逆变器86

4.2.1 电流型逆变器的使用的范围86

4.2.2 电流型逆变器电路87

4.2.3 改变交流电流的方法91

4.2.4 驱动电动机装置的工作原理93

4.2.5 如何能够实现大容量的装置96

4.2.6 使用电流型逆变器时注意事项98

4.3 优良特性的开关逆变器--谐振型逆变器100

4.3.1 为什么必需优良特性的开关100

4.3.2 谐振型逆变器的使用范围101

4.3.3 谐振型逆变器电路102

4.3.4 谐振型逆变器的几个问题107

练习题108

第5章 电力半导体器件109

5.1 电力半导体器件的种类及其应用109

5.2 二极管111

5.2.1 p型半导体、n型半导体111

5.2.2 二极管的结构112

5.2.3 二极管的工作原理113

5.3 双极晶体管114

5.2.4 二极管的特性114

5.3.1 双极晶体管的工作原理115

5.3.2 双极晶体管的特性和特征116

5.4 晶闸管和GTO晶闸管(门极可关断)118

5.4.1 晶闸管118

5.4.2 GTO晶闸管(门极可关断)121

5.5 功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管124

5.5.1 功率场效应晶体管(MOSFET)124

5.5.2 绝缘栅双极晶体管(IGBT)127

5.6 电力半导体器件的功率损耗和冷却129

5.6.1 为什么必需对电力半导体器件进行冷却129

5.6.2 电力半导体器件的功率损耗129

5.6.3 计算电力半导体器件的面结温度130

练习题132

6.1 电力电子技术控制的特征133

6.1.1 数字式的开、关控制中损耗低的电力变换133

第6章 电力电子学中的控制133

6.1.2 迅速导通、关断控制的平滑控制134

6.1.3 按照开关的速度高速处理控制135

6.1.4 根据目的、用途多样的控制135

6.2 电力电子技术控制的基本因素136

6.2.1 PWM控制136

6.2.2 空间矢量和坐标变换143

6.2.3 交流电动机控制145

6.2.4 转速传感器150

6.2.5 变频器控制(PWM变频器控制)153

6.3 微型计算机和专用集成电路(ASIC)156

6.3.1 微型计算机和数字信号处理器(DSP)156

6.3.2 专用集成电路(ASIC)159

6.4 构成实际控制的实例162

6.4.1 电力电子微处理器162

6.4.2 应用实例164

练习题165

第7章 电动机控制168

7.1 电动机可变速运行的结构168

7.1.1 直流电动机如何变速168

7.1.2 交流电动机如何变速170

7.2 在钢铁轧钢机中如何使用电动机驱动控制系统178

7.2.1 轧钢机178

7.2.2 轧钢机的电动机控制系统构成179

7.2.3 直流电动机驱动系统的实例181

7.2.4 交流电动机驱动系统的构成182

7.3 在机床中如何使用这些控制系统188

7.3.1 数控(NC)机床188

7.3.2 驱动系统的构成189

7.3.3 进给轴驱动190

7.3.4 主轴驱动192

练习题194

练习题解答195

参考文献202