電力電子技術及其系統(tǒng)仿真

前言

第1章 緒論1
1.1 電力電子技術的概念及特點1
1.2 電力電子技術的發(fā)展歷史2
1.3 電力電子技術的應用4
1.4 課程的學習建議6

第2章 電力電子器件8
2.1 電力電子器件概述8
2.1.1 電力電子器件的概念和特征8
2.1.2 電力電子器件的分類9
2.2 電力二極管10
2.2.1 電力二極管結(jié)構(gòu)10
2.2.2 電力二極管基本特性10
2.2.3 電力二極管的主要參數(shù)12
2.2.4 電力二極管的主要類型12
2.3 晶閘管及其派生器件13
2.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理13
2.3.2 晶閘管的基本特性15
2.3.3 晶閘管的主要參數(shù)18
2.3.4 晶閘管的派生器件20
2.4 門極關斷晶閘管22
2.4.1 GTO晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理22
2.4.2 GTO晶閘管的基本特性23
2.4.3 GTO晶閘管的主要參數(shù)24
2.5 電力晶體管24
2.5.1 GTR的結(jié)構(gòu)和工作原理24
2.5.2 GTR的基本特性25
2.5.3 GTR的主要參數(shù)26
2.5.4 GTR的類型28
2.6 電力場效應晶體管28
2.6.1 電力MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理29
2.6.2 電力MOSFET的基本特性29
2.6.3 電力MOSFET的主要參數(shù)及安全工作區(qū)31
2.7 絕緣柵雙極型晶體管32
2.7.1 IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理32
2.7.2 IGBT的基本特性33
2.7.3 IGBT的主要參數(shù)及擎住效應和安全工作區(qū)34
2.8 其他新型電力電子器件35
2.8.1 靜電感應晶體管35
2.8.2 靜電感應晶閘管36
2.8.3 MOS控制晶閘管36
2.8.4 集成門極換流晶閘管36
2.8.5 基于寬禁帶半導體材料的電力電子器件37
2.8.6 功率集成電路和集成電力電子模塊37
2.9 電力電子器件的保護38
2.9.1 過電壓的產(chǎn)生及過電壓的保護38
2.9.2 過電流的保護40
2.9.3 緩沖電路40
2.1 0電力電子器件的串并聯(lián)42
2.1 0.1 器件的串聯(lián)與均壓42
2.1 0.2 器件的并聯(lián)與均流43
2.1 1電力電子Simulink仿真模塊庫44
本章小結(jié)47
習題及思考題49

第3章 交流直流變換50
3.1 概述50
3.1.1 整流電路的分類50
3.1.2 相控整流電路一般結(jié)構(gòu)51
3.2 單相可控整流電路51
3.2.1 單相半波可控整流電路52
3.2.2 單相橋式全控整流電路56
3.2.3 單相橋式半控整流電路61
3.2.4 單相雙半波可控整流電路63
3.3 三相可控整流電路64
3.3.1 三相半波可控整流電路64
3.3.2 三相橋式全控整流電路68
3.4 變壓器漏感對整流電路的影響75
3.4.1 換相過程與換相重疊角75
3.4.2 換相壓降的計算76
3.4.3 換相重疊角的計算77
3.5 整流電路的諧波和功率因數(shù)79
3.5.1 諧波和無功功率分析80
3.5.2 整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析82
3.5.3 整流輸出電壓和電流的諧波分析83
3.6 大功率可控整流電路85
3.6.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路86
3.6.2 多重化整流電路89
3.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)92
3.7.1 逆變的概念92
3.7.2 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)94
3.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制95
3.8 Matlab應用舉例97
3.8.1 單相整流電路的仿真分析97
3.8.2 三相整流電路的仿真分析102
本章小結(jié)107
習題及思考題108

第4章 直流直流變換110
4.1 非隔離DCDC變換電路110
4.1.1 降壓型電路110
4.1.2 升壓型電路115
4.1.3 升降壓型電路119
4.1.4 庫克型電路121
4.1.5 Zeta型電路123
4.1.6 Spice型電路125
4.2 隔離DCDC變換電路127
4.2.1 正激電路128
4.2.2 反激電路130
4.2.3 推挽電路132
4.2.4 半橋電路134
4.2.5 全橋電路136
4.3 Matlab應用舉例139
本章小結(jié)142
習題及思考題142

第5章 直流交流變換144
5.1 逆變電路概述144
5.1.1 逆變器的基本結(jié)構(gòu)144
5.1.2 逆變電路的基本工作原理145
5.1.3 逆變電路的換流方式146
5.1.4 逆變電路的分類147
5.2 電壓型逆變電路147
5.2.1 單相電壓型逆變電路147
5.2.2 三相電壓型逆變電路149
5.3 電流型逆變電路151
5.4 逆變電路的正弦脈寬控制技術154
5.4.1 SPWM控制的基本原理155
5.4.2 SPWM逆變電路及其控制方法157
5.4.3 SPWM調(diào)制方式159
5.4.4 SPWM波生成方法161
5.4.5 SPWM逆變電路的諧波分析163
5.4.6 SPWM逆變電路的多重化164
5.4.7 SPWM跟蹤控制技術165
5.5 Matlab應用舉例168
本章小結(jié)172
習題及思考題173

第6章 交流交流變換174
6.1 相控交流調(diào)壓電路174
6.1.1 相控單相交流調(diào)壓電路175
6.1.2 相控三相交流調(diào)壓電路180
6.2 斬波控制交流調(diào)壓電路184
6.3 整周波通斷控制的交流電力控制電路187
6.4 交交變頻電路188
6.4.1 單相交交變頻電路188
6.4.2 三相交交變頻電路193
6.5 矩陣變頻電路196
6.6 Matlab應用舉例200
本章小結(jié)202
習題及思考題202

第7章 軟開關技術203
7.1 軟開關的概念及分類203
7.1.1 硬開關和軟開關203
7.1.2 零電壓開關和零電流開關204
7.1.3 軟開關電路的分類205
7.2 典型的軟開關電路207
7.2.1 零電壓開關準諧振電路208
7.2.2 移相全橋型零電壓開關PWM電路209
7.2.3 零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路211
7.2.4 諧振直流環(huán)215
7.3 Matlab應用舉例216
本章小結(jié)217
習題及思考題217
參考文獻218