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绪论 1

0．1 电力电子器件 1

0．2 电力电子技术 2

0．3 电力电子技术的应用 3

0．4 本课程的教学要求 6

第1章 电力电子器件 7

1．1 电力电子器件概述 7

1．1．1 电力电子器件的特征 7

1．1．2 电力电子器件的分类 9

1．2 电力二极管 11

1．2．1 电力二极管的结构与伏安特性 11

1．2．2 主要参数 12

1．2．3 电力二极管的选用 12

1．2．4 电力二极管的主要类型 13

1．3 晶闸管 14

1．3．1 晶闸管的结构 14

1．3．2 晶闸管的导通与关断条件 15

1．3．3 晶闸管的工作原理 15

1．3．4 晶闸管的阳极伏安特性 16

1．3．5 晶闸管主要参数 17

1．3．6 晶闸管的门极伏安特性及主要参数 21

1．3．7 晶闸管派生器件 22

1．4 全控型电力电子器件 25

1．4．1 门极可关断晶闸管 25

1．4．2 电力晶体管 31

1．4．3 电力场效晶体管 37

1．4．4 绝缘栅双极型晶体管 44

1．5 其他新型电力电子器件 51

1．5．1 集成门极换流晶闸管（IGCT） 51

1．5．2 MOS控制晶闸管（MCT） 52

1．5．3 静电感应晶体管SIT 53

1．5．4 静电感应晶闸管SITH 54

1．5．5 功率集成电路PIC 55

1．5．6 智能功率模块（IPM） 57

技能训练 59

第2章 相控整流电路 69

2．1 单相半波相控整流电路 69

2．1．1 带电阻负载的单相半波可控整流电路 69

2．1．2 带阻感负载的单相半波可控整流电路 70

2．2 单相桥式全控整流电路 72

2．2．1 带电阻负载的工作情况 72

2．2．2 带阻感负载的工作情况 74

2．2．3 带反电动势负载时的工作情况 75

2．3 单相桥式半控整流电路 76

2．3．1 带电阻负载的工作情况 77

2．3．2 带阻感负载的工作情况 79

2．4 三相半波相控整流电路 82

2．5 三相桥式全控整流电路 87

2．5．1 电阻性负载 87

2．5．2 阻感性负载 90

2．6 相控整流电路供电的直流电动机调速 93

2．6．1 工作于整流状态时 93

2．6．2 工作于有源逆变状态时 97

2．7 晶闸管的保护 98

2．7．1 过电压保护 98

2．7．2 过电流保护 100

2．7．3 电压和电流上升率的限制 102

技能训练 103

第3章 晶闸管触发电路 113

3．1 对触发电路的要求与简单触发电路 113

3．1．1 对触发电路的要求 113

3．1．2 简单触发电路 115

3．2 同步电压为正弦波的触发电路 125

3．2．1 工作原理与波形 126

3．2．2 正弦波触发电路的优缺点 131

3．3 同步电压为锯齿波的触发电路 132

3．3．1 锯齿波形成和脉冲移相控制环节 133

3．3．2 脉冲形成、整形和放大输出环节 134

3．3．3 强触发环节 136

3．3．4 双窄脉冲的产生 136

3．3．5 其他说明 137

3．4 集成触发器和数字触发器 138

3．4．1 集成触发器 138

3．4．2 数字式触发器 141

3．5 触发电路与主电路电压的同步配合与同步举例 142

3．5．1 同步的概念 143

3．5．2 实现同步的方法 143

3．5．3 实例分析 144

3．6 晶闸管直流调速系统实例 145

3．6．1 速度给定与速度负反馈环节 147

3．6．2 前置放大器 148

3．6．3 移相触发器及单相半波可控整流主电路 148

技能训练 149

第4章 有源逆变电路 156

4．1 有源逆变电路的工作原理 156

4．1．1 有源逆变过程的能量转换 156

4．1．2 逆变电路的分类 157

4．1．3 有源逆变的工作原理 157

4．2 三相有源逆变电路 158

4．2．1 三相半波有源逆变电路 158

4．2．2 三相桥式有源逆变电路 160

4．3 逆变失败与逆变角的限制 162

4．3．1 逆变失败的原因 162

4．3．2 最小逆变角的确定 163

4．4 晶闸管直流可逆拖动系统 164

4．4．1 用接触器控制直流电动机正、反转的电路 164

4．4．2 采用两组晶闸管反并联的可逆电路 165

4．5 绕线式异步电动机的串级调速系统 168

技能训练 170

第5章 直流电压变换电路 176

5．1 直流电压变换电路的工作原理及分类 176

5．1．1 直流电压变换电路的工作原理 176

5．1．2 直流电压变换电路的分类 177

5．2 晶闸管直流电压变换电路 178

5．2．1 电路的工作原理 178

5．2．2 晶闸管的换流原理 178

5．3 单象限直流电压变换电路 180

5．3．1 降压直流电压变换电路（Buck） 180

5．3．2 升压直流电压变换电路（Boost） 182

5．3．3 库克直流电压变换电路（Cuk） 184

5．4 二象限直流电压变换电路 186

5．4．1 电流可逆直流电压变换电路 187

5．4．2 全桥式直流电压变换电路 188

5．5 电压变换电路的应用举例 192

5．5．1 直流电压变换电路在电力传动中的应用 192

5．5．2 用晶闸管作为电子开关的直流电压变换电路 198

5．5．3 晶闸管定宽调频型直流变换电路 198

技能训练 201

第6章 交流调压电路 210

6．1 交流开关及其应用电路 210

6．2 单相交流调压电路 212

6．2．1 电阻性负载 213

6．2．2 阻感性负载 213

6．3 三相交流调压电路 216

6．3．1 三相全波相位控制的Y形连接调压电路 216

6．3．2 其他三相调压电路形式 221

6．4 交流过零调功电路 222

6．4．1 调功器的工作原理 223

6．4．2 调功电路实例 224

技能训练 227

第7章 变频电路 232

7．1 变频电路的基本工作原理 232

7．1．1 单相输出交—直—交变频电路 232

7．1．2 单相输出交—交变频电路 233

7．1．3 两种变频电路的特点比较 234

7．2 谐振式变频电路 235

7．2．1 并联谐振式变频电路 235

7．2．2 串联谐振式变频电路 237

7．3 三相桥式变频电路 239

7．3．1 电压源型桥式变频电路 239

7．3．2 电流源型三相桥式变频电路 242

7．3．3 两种变频电路的特点 244

7．4 交—交变频电路 245

7．4．1 方波型交—交变频电路 245

7．4．2 正弦波型交—交变频电路 248

7．5 脉宽调制（PWM）型变频电路 250

7．5．1 脉宽调制型变频电路概述 250

7．5．2 单相PWM变频电路 253

7．5．3 三相桥式PWM变频电路 255

7．5．4 专用大规模集成电路芯片形成SPWM波 255

7．5．5 PWM变频电路的优点 259

7．6 变频电路的应用 259

7．6．1 中频感应加热电源 259

7．6．2 变频器 261

技能训练 264

第8章 电力电子技术的应用 279

8．1 晶闸管直流调速系统实例 279

8．2 开关稳压电源 281

8．2．1 开关稳压电源的工作原理和特点 281

8．2．2 隔离式高频变换电路 283

8．2．3 开关电源的应用 286

8．3 不间断电源 290

8．3．1 UPS的分类 290

8．3．2 UPS的整流器 292

8．3．3 UPS中的逆变器 295

8．3．4 UPS中的锁相技术 296

8．3．5 UPS中的静态开关 297

8．4 有源功率因数校正器 299

8．4．1 有源电力滤波器和有源功率因数校正 299

8．4．2 母线畸变电流的产生与APFC的基本原理 300

8．4．3 有源功率因数校正的电路结构 301

8．4．4 有源功率因数校正的控制 302

8．4．5 APFC技术的应用 304

8．5 KGP系列晶闸管中频装置 304

8．5．1 三相桥式全控整流电路 305

8．5．2 单相桥式并联逆变器 307

8．5．3 装置的保护 312

技能训练 313

参考文献 322

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