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电力电子技术及应用

电力电子技术及应用

出版社:清华大学出版社出版时间:2024-06-01
开本: 其他 页数: 228
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电力电子技术及应用 版权信息

电力电子技术及应用 本书特色

职业教育国家双高建设成果配套教材,理论+仿真+实训+微课视频的理实一体化新形态教材理实一体化教材,配套微课视频,MATLAB仿真

电力电子技术及应用 内容简介

本书内容分为三大部分,**部分为电力电子器件,包括第1章和第2章,是全书的基础;第二部分为各种电力电子电路(即变流技术),包括第3章至第6章,分别为DC-DC变换器(直流斩波电路)、AC-DC逆变器(整流和有源逆变电路)、DC-AC逆变器(无源逆变电路)、AC-AC变换器,是全书的主体;第三部分为交直流调速技术,对应第7章,可以作为选学内容。 本书根据高职学生的学习基础和学习规律,在系统阐述变流电路理论的分析方法和分析思路后,每章都设置了仿真和实训项目,针对书中重点、难点内容还配备了微课视频,每章课后配备的小结和习题则可以用来巩固理论知识的掌握。 本书既可作为高等职业院校工业自动化、电气工程技术、机械制造及其自动化、机电一体化、数控技术等相关专业的教材,也可作为各类成人教育的电力电子应用技术相关课程的教材,亦可作为从事电力电子相关工作的工程技术人员的参考资料。

电力电子技术及应用 目录

目 录 第1章 绪论 ………………………………………………………………………………… 1 1.1 电力电子技术与电子技术 ……………………………………………………… 1 1.2 电力电子技术的内容 …………………………………………………………… 1 1.3 电力变换的种类和变流技术 …………………………………………………… 2 1.4 与相关学科的关系 ……………………………………………………………… 2 1.5 电力电子技术的应用 …………………………………………………………… 3 1.5.1 电力电子技术在各种电源技术中的应用 ……………………………… 3 1.5.2 电力电子技术在变频器中的应用 ……………………………………… 4 1.5.3 电力电子技术在电力系统中的应用 …………………………………… 4 1.5.4 电力电子技术在新能源汽车中的应用 ………………………………… 8 1.6 电力电子技术的诞生与发展 …………………………………………………… 8 本章小结 ……………………………………………………………………………… 11 习题 …………………………………………………………………………………… 11 第2章 电力电子器件及应用 …………………………………………………………… 12 2.1 电力电子器件的特点和分类 …………………………………………………… 12 2.1.1 电力电子器件的特点 ………………………………………………… 12 2.1.2 电力电子器件的分类 ………………………………………………… 13 2.1.3 电力电子器件的封装 ………………………………………………… 13 2.2 功率二极管 ……………………………………………………………………… 14 2.2.1 结型功率二极管基本结构和工作原理 ……………………………… 14 2.2.2 结型功率二极管的基本特性 ………………………………………… 15 2.2.3 快速功率二极管 ……………………………………………………… 17 2.2.4 肖特基势垒二极管 …………………………………………………… 18 2.2.5 功率二极管的主要参数 ……………………………………………… 19 2.2.6 功率二极管的应用特点 ……………………………………………… 19 2.3 晶闸管 …………………………………………………………………………… 20 2.3.1 晶闸管的结构和工作原理 …………………………………………… 20 2.3.2 晶闸管的特性和参数 ………………………………………………… 22 2.3.3 晶闸管派生器件 ……………………………………………………… 25 2.4 可关断晶闸管 …………………………………………………………………… 27 Ⅳ 2.5 功率场效应晶体管 ……………………………………………………………… 28 2.6 绝缘栅双极晶体管 ……………………………………………………………… 32 2.7 电力电子器件的集成和新型半导体材料 ……………………………………… 35 2.7.1 电力电子器件的集成 ………………………………………………… 35 2.7.2 新型半导体材料 ……………………………………………………… 35 2.8 电力电子器件的保护和缓冲 …………………………………………………… 36 2.8.1 电力电子器件的保护 ………………………………………………… 36 2.8.2 RCD 缓冲电路 ………………………………………………………… 37 本章小结 ……………………………………………………………………………… 38 习题 …………………………………………………………………………………… 39 第3章 DC-DC变换器(直流斩波电路)………………………………………………… 41 3.1 Buck变换器 …………………………………………………………………… 42 3.2 Boost变换器 …………………………………………………………………… 45 3.3 Cuk变换电路 …………………………………………………………………… 47 3.4 复合型变换电路 ………………………………………………………………… 49 3.5 变压器隔离型 DC-DC 变换电路 ……………………………………………… 53 3.6 DC-DC 斩波器的 Matlab仿真 ………………………………………………… 56 3.6.1 降压式直流斩波电路(Buck)仿真 …………………………………… 56 3.6.2 升压式直流斩波电路(Boost)仿真 …………………………………… 58 本章小结 ……………………………………………………………………………… 60 习题 …………………………………………………………………………………… 60 第4章 AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)………………………………………… 61 4.1 单相半波整流电路 ……………………………………………………………… 61 4.1.1 单相半波不可控整流电路 …………………………………………… 62 4.1.2 单相半波相控整流电路 ……………………………………………… 64 4.2 单相桥式整流电路 ……………………………………………………………… 69 4.2.1 单相桥式不可控整流电路 …………………………………………… 69 4.2.2 单相桥式相控整流电路 ……………………………………………… 69 4.2.3 单相全波可控整流电路 ……………………………………………… 73 4.3 三相半波整流电路 ……………………………………………………………… 74 4.3.1 三相半波相控整流电路(共阴极) …………………………………… 74 4.3.2 三相半波相控整流电路(共阳极) …………………………………… 78 4.4 三相桥式相控整流电路 ………………………………………………………… 79 4.5 变压器漏感对整流电路的影响 ………………………………………………… 85 4.6 整流电路的谐波和功率因数 …………………………………………………… 86 4.7 有源逆变电路 …………………………………………………………………… 88 4.7.1 逆变的概念 …………………………………………………………… 88 4.7.2 三相桥式整流电路的有源逆变工作状态 …………………………… 89 Ⅴ 4.7.3 逆变失败与*小逆变角的限制 ……………………………………… 90 4.8 晶闸管直流电动机系统 ………………………………………………………… 91 4.8.1 工作于整流状态时 …………………………………………………… 91 4.8.2 工作于有源逆变状态时 ……………………………………………… 94 4.8.3 直流可逆电力拖动系统 ……………………………………………… 94 4.9 AC-DC 变换器的 Matlab仿真 ………………………………………………… 96 4.9.1 单相半波晶闸管可控整流电路仿真 ………………………………… 96 4.9.2 单相桥式相控整流电路仿真 ………………………………………… 100 4.10 三相桥式全控整流电路实训 ………………………………………………… 103 本章小结 ……………………………………………………………………………… 105 习题 …………………………………………………………………………………… 105 _x00B_第5章 DC-AC逆变器(无源逆变电路) ……………………………………………… 107 5.1 DC-AC 逆变器概述 …………………………………………………………… 107 5.1.1 逆变器的基本原理 …………………………………………………… 107 5.1.2 逆变器的分类 ………………………………………………………… 110 5.2 电压型逆变器 ………………………………………………………………… 111 5.2.1 电压型方波逆变器 …………………………………………………… 111 5.2.2 电压型正弦波逆变器(PWM 控制技术)…………………………… 117 5.3 电流型逆变器 ………………………………………………………………… 126 5.4 单相全桥逆变电路 Matlab仿真……………………………………………… 130 5.5 DC-AC 逆变器的实训(车载逆变器实训)…………………………………… 132 本章小结 ……………………………………………………………………………… 134 _x00B_习题 …………………………………………………………………………………… 134 实践任务 ……………………………………………………………………………… 135 _x00B_第6章 AC-AC变换器 ………………………………………………………………… 136 6.1 AC-AC 变换器概述 …………………………………………………………… 136 6.2 交流调压电路 ………………………………………………………………… 137 6.2.1 单相交流调压电路 …………………………………………………… 137 6.2.2 三相交流调压电路 …………………………………………………… 140 6.3 交流调功电路 ………………………………………………………………… 142 6.4 AC-AC 变频电路 ……………………………………………………………… 144 6.4.1 单相 AC-AC 变频电路 ……………………………………………… 144 6.4.2 三相 AC-AC 变频电路 ……………………………………………… 148 6.5 单相交流调压电路的 Matlab仿真 …………………………………………… 150 6.6 AC-AC 变换器的实训 ………………………………………………………… 152 6.6.1 单相晶闸管交流调压电路实训 ……………………………………… 152 6.6.2 单相双向晶闸管交流调压电路实训 ………………………………… 153 _x00B_本章小结 ……………………………………………………………………………… 154 Ⅵ 习题 …………………………………………………………………………………… 155 实践任务 ……………………………………………………………………………… 155 _x00B_第7章 交直流调速技术 ………………………………………………………………… 156 7.1 交直流调速技术概述 ………………………………………………………… 156 7.1.1 交直流调速技术的发展及应用概况 ………………………………… 156 7.1.2 调速系统的稳态指标 ………………………………………………… 157 7.1.3 比例-积分控制规律和无静差调速系统 …………………………… 159 7.2 直流调速技术 ………………………………………………………………… 162 7.2.1 直流调速方式及调速用可控直流电源 ……………………………… 162 7.2.2 晶闸管-直流电动机开环调速系统存在的问题 …………………… 165 7.2.3 单闭环直流调速系统 ………………………………………………… 165 7.2.4 转速-电流双闭环直流调速系统 …………………………………… 170 7.2.5 单闭环直流调速系统 Matlab仿真 ………………………………… 173 7.2.6 单闭环晶闸管直流调速系统实训 …………………………………… 177 7.3 交流调速技术 ………………………………………………………………… 181 7.3.1 交流调速方式 ………………………………………………………… 181 7.3.2 交流异步电动机的软起动与降压节能原理 ………………………… 182 7.3.3 交流变频调速 ………………………………………………………… 185 7.3.4 矢量控制与直接转矩控制 …………………………………………… 194 7.3.5 变频器的应用 ………………………………………………………… 198 7.4 西门子 MM440变频器实训 ………………………………………………… 203 7.4.1 变频器的面板操作与运行 …………………………………………… 203 7.4.2 变频器的外部运行操作 ……………………………………………… 206 7.4.3 变频器的模拟信号操作控制 ………………………………………… 209 7.4.4 变频器的多段速运行操作 …………………………………………… 212 本章小结 ……………………………………………………………………………… 215 习题 …………………………………………………………………………………… 215 _x00B_参考文献 …………………………………………………………………………………… 217
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电力电子技术及应用 作者简介

蒋瑾瑾,女,中共党员,安徽水利水电职业技术学院讲师,主要从事机电及电气方面课程教学,参与省级教科研项目数项,指导学生参加国家级技能大赛获奖、省级技能大赛获奖数次,参与编写教材数部。

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