《電力電子學(xué)基礎(chǔ)》共8章,分別是緒論、電力電子器件及應(yīng)用、直流一直流變換電路、交流一直流變換電路、直流一交流變換電路、交流一交流變換電路、軟開(kāi)關(guān)變換原理、電力電子裝置中的無(wú)源器件。
《電力電子學(xué)基礎(chǔ)》力圖達(dá)到構(gòu)建一個(gè)立體的電力電子學(xué)知識(shí)體系,不僅從下向上介紹器件、拓?fù)、控制、?yīng)用,還從系統(tǒng)的角度以及控制的角度,將每個(gè)層次向外延展、上下溝通,使學(xué)生建立起一個(gè)完整的電力電子系統(tǒng)概念。
《電力電子學(xué)基礎(chǔ)》重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握基本原理的分析方法、基本電路的設(shè)計(jì)方法、基本系統(tǒng)的控制方法。增加了電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)介紹;對(duì)不同電路拓?fù)涞目刂评碚摵涂刂品椒ㄒ卜謩e給出了應(yīng)用案例;針對(duì)實(shí)際應(yīng)用,介紹了主電路中寄生參數(shù)的影響以及應(yīng)對(duì)策略;為了保證電力電子裝置設(shè)計(jì)的完整性,對(duì)電力電子裝置中的無(wú)源器件——電感、電容、變壓器、散熱器等的設(shè)計(jì)原則和方法也做了較為詳細(xì)的介紹;針對(duì)電力電子裝置的高頻化趨勢(shì),《電力電子學(xué)基礎(chǔ)》詳細(xì)梳理了諧振電路和軟開(kāi)關(guān)電路的基本原理,采用相平面分析方法可以更加直觀地說(shuō)明軟開(kāi)關(guān)工作過(guò)程以及實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的條件。
《電力電子學(xué)基礎(chǔ)》適用于高等學(xué)校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè),也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
電力電子學(xué)是高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生所必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本書(shū)編寫(xiě)的主要目的就是使學(xué)生能夠“學(xué)以致用”,而“用”的本質(zhì)在于融會(huì)貫通。為此貫穿本書(shū)的一條主線(xiàn)就在于四個(gè)層次的不斷遞進(jìn):“器件”-“拓?fù)洹?“控制”-“應(yīng)用”。針對(duì)本科教學(xué)的特點(diǎn),學(xué)生要在課堂教學(xué)之外花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。因此,為了便于學(xué)生自學(xué),也為了相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將本書(shū)作為手邊隨時(shí)翻閱的參考資料,本書(shū)對(duì)電力電子學(xué)領(lǐng)域的基本概念、原理、方法進(jìn)行了梳理,對(duì)重要的基本原理、動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析、說(shuō)明;對(duì)重要公式的推導(dǎo)和證明也盡量做到詳細(xì)、易懂。
本書(shū)在內(nèi)容編寫(xiě)方面力圖達(dá)到構(gòu)建一個(gè)立體的電力電子學(xué)知識(shí)體系,不僅僅自下向上介紹“器件”“拓?fù)洹薄翱刂啤薄皯?yīng)用”,還從系統(tǒng)的角度以及控制的角度,將每個(gè)層次向外延展、上下融通,使學(xué)生建立起一個(gè)完整的電力電子系統(tǒng)概念。例如,在本書(shū)中介紹了“時(shí)間尺度”的概念,在分析相同電路或者相同控制方式時(shí),其所呈現(xiàn)的現(xiàn)象之所以不同,就是因?yàn)槲覀冇^察系統(tǒng)所用的時(shí)間尺度的改變,因此可以使學(xué)生對(duì)電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。
為了使學(xué)生能夠更加靈活地應(yīng)用電力電子學(xué)知識(shí),本書(shū)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握基本原理的分析方法、基本電路的設(shè)計(jì)方法、基本系統(tǒng)的控制方法。為此增加了電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)介紹;對(duì)不同電路拓?fù)涞目刂评碚摵涂刂品椒ㄒ卜謩e給出了應(yīng)用案例;針對(duì)實(shí)際應(yīng)用,介紹了主電路中寄生參數(shù)的影響以及應(yīng)對(duì)策略;為了保證電力電子裝置設(shè)計(jì)的完整性,對(duì)電力電子裝置中的無(wú)源器件——電感、電容、變壓器、散熱器等的設(shè)計(jì)原則和方法也做了較為詳細(xì)的介紹;針對(duì)電力電子裝置的高頻化趨勢(shì),本書(shū)詳細(xì)梳理了諧振電路和軟開(kāi)關(guān)電路的基本原理,采用相平面分析方法可以更加直觀地說(shuō)明軟開(kāi)關(guān)工作過(guò)程,以及實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的條件。本書(shū)給學(xué)生的建議是:要把電力電子學(xué)和嵌入式(DSP/MCU)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等結(jié)合起來(lái),形成一個(gè)有機(jī)的整體。
全書(shū)按照48-56理論教學(xué)課時(shí)編寫(xiě),由于本書(shū)的內(nèi)容較為豐富,采用本書(shū)的教師可以很方便地根據(jù)課時(shí)安排,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取,其中基本原理作為課堂講授,而知識(shí)拓展內(nèi)容、應(yīng)用案例等可以安排學(xué)生自學(xué)。有些實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容(例如變壓器設(shè)計(jì)方法)盡管因課時(shí)所限無(wú)法詳細(xì)講授,但是仍然建議告訴學(xué)生如果遇到實(shí)際問(wèn)題可以去看這部分內(nèi)容。
第一章 緒論
1.1 電力電子學(xué)的構(gòu)成
1.2 電力電子學(xué)的發(fā)展
1.3 電力電子學(xué)的應(yīng)用
1.3.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)
1.3.2 工業(yè)和民用電源系統(tǒng)
1.3.3 電力系統(tǒng)
1.3.4 可再生能源發(fā)電系統(tǒng)
1.3.5 交通運(yùn)輸系統(tǒng)
1.4 基礎(chǔ)知識(shí)
1.4.1 電路的波形及其參數(shù)
1.4.2 直流
1.4.3 正弦波
1.4.4 矩形波
1.4.5 三角波
1.4.6 諧波
1.4.7 功率
1.4.8 理想電感與理想電容
1.4.9 三相電路基本知識(shí)
習(xí)題
第二章 電力電子器件及應(yīng)用
2.1 電力電子器件概述
2.1.1 電力電子器件特征
2.1.2 電力電子器件的分類(lèi)
2.2 功率二極管
2.2.1 功率二極管的工作原理
2.2.2 功率二極管的基本特性
2.2.3 功率二極管的主要參數(shù)
2.2.4 功率二極管的主要類(lèi)型
2.3 晶閘管
2.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)
2.3.2 晶閘管的工作原理
2.3.3 晶閘管的基本工作特性
2.3.4 晶閘管的主要參數(shù)
2.3.5 晶閘管的派生器件
2.4 門(mén)極關(guān)斷晶閘管
2.4.1 GTO的結(jié)構(gòu)
2.4.2 CTO的工作原理
2.4.3 GTO的主要參數(shù)
2.5 電力晶體管
2.5.1 GTR的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.5.2 CTR的工作特性
2.5.3 GTR的主要參數(shù)
2.5.4 GTR二次擊穿現(xiàn)象及安全工作區(qū)
2.6 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管
2.6.1 功率MOSFET的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.6.2 功率MOSFET的特性
2.6.3 功率MOSFET的主要參數(shù)
2.7 絕緣柵雙極型晶體管
2.7.1 ICBT的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.7.2 IGBT的工作特性
2.7.3 IGBT的擎住效應(yīng)和安全工作區(qū)
2.7.4 IGBT的主要參數(shù)
2.8 其他新型電力電子器件
2.8.1 靜電感應(yīng)晶體管
2.8.2 靜電感應(yīng)晶閘管
2.8.3 集成門(mén)極換流晶閘管
2.8.4 電子注入增強(qiáng)柵晶體管
2.8.5 基于新材料的電力電子器件
2.8.6 功率模塊、功率集成電路與集成電力電子模塊
2.9 電力電子器件應(yīng)用方法
……
第三章 直流-直流變換電路
第四章 交流-直流變換電路
第五章 直流-交流變換電路
第六章 交流-交流變換電路
第七章 軟開(kāi)關(guān)變換原理
第八章 電力電子裝置中的無(wú)源器件
參考文獻(xiàn)