本書從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，較全面地介紹了常用電力電子裝置的基本組成、控制方式及其設(shè)計(jì)思想。本書包括開關(guān)電源、逆變器、UPS電源、DCDC電源及電力系統(tǒng)用電力電子裝置等內(nèi)容，并對(duì)實(shí)際裝置原理電路進(jìn)行了分析，對(duì)很多工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了探討，最后以一個(gè)實(shí)例說(shuō)明電力電子裝置及其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，幫助讀者提高科學(xué)研究的能力。
本書可作為高等院校電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的本科生教材，對(duì)從事電力電子變換和控制技術(shù)工作的科技人員也很有實(shí)際參考價(jià)值。
前言
《電力電子裝置及系統(tǒng)》是高等院校電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的一門專業(yè)課教材。該書以電力應(yīng)用為目標(biāo)，介紹了各類常用的電力電子裝置及系統(tǒng)，但因篇幅有限，僅從不同的角度介紹各類裝置和部分實(shí)用電路，希望讀者在學(xué)習(xí)中能夠舉一反三，盡快地掌握電力電子裝置的基本設(shè)計(jì)方法。
本書共8章： 第1章緒論，概括地介紹了電力電子裝置的主要類型、發(fā)展前景及電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)； 第2章高頻開關(guān)電源，簡(jiǎn)單概括了開關(guān)電源的各種拓?fù)潆娐�，重點(diǎn)分析了單端反激變換器及其高頻變壓器的設(shè)計(jì)制作，最后講述了高頻整流器； 第3章逆變器，介紹了恒頻恒壓、變頻調(diào)速、感應(yīng)加熱逆變器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，并討論了實(shí)用電路； 第4章不間斷電源UPS，講述了各類UPS電源的工作原理，討論了UPS電源的鎖相和切換技術(shù)，并介紹了UPS電源模塊化應(yīng)用； 第5章直流直流變流裝置，介紹直流斬波變換的調(diào)速系統(tǒng)、具有中間交流環(huán)節(jié)的直流電源和軟開關(guān)直流電源； 第6章晶閘管變流裝置，介紹了晶閘管作為開關(guān)器件的交流調(diào)功器、交流調(diào)壓器、相控調(diào)速系統(tǒng)和諧振逆變器，并給出了一個(gè)電源裝置的完整電路圖； 第7章電力系統(tǒng)用電力電子裝置，介紹了電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償、有源濾波和直流輸電系統(tǒng)的基本原理及其實(shí)用價(jià)值； 第8章電力電子裝置的研制與試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了電力電子裝置的研制過(guò)程和基本設(shè)計(jì)方法。為適合不同層次的學(xué)生學(xué)習(xí)，本書還簡(jiǎn)單概括介紹了電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，另有標(biāo)*號(hào)的內(nèi)容是為優(yōu)秀學(xué)生自學(xué)和擴(kuò)大知識(shí)面提供的。
本書的第4~6章由段善旭教授編寫，第7章由朝澤云講師編寫，其余各章節(jié)由楊蔭福教授編寫。楊蔭福教授負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿。
李升元高工為本書的第2、6章提供了部分實(shí)用電路和資料，在編寫過(guò)程中還得到華中科技大學(xué)陳堅(jiān)、康勇、鄒云屏、徐至新、熊蕊、李曉帆等教授的支持和幫助，在此一并向他們表示衷心的感謝。同時(shí)感謝楊莉莎高工、鐘和清博士、李勛講師、陳有謀老師為本書校對(duì)、編排付出的辛勤勞動(dòng)。也感謝李勛講師、碩士研究生唐軍、扶瑞云、丁志亮為本書繪圖和稿件整理所做的大量工作。
中國(guó)電源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)陳堅(jiān)教授在全書定稿前做了仔細(xì)的評(píng)閱，并提出了許多中肯的寶貴意見，在此表示衷心感謝。此外，對(duì)書末所列參考文獻(xiàn)的作者也表示衷心的感謝。
由于電力電子裝置及其系統(tǒng)包含的內(nèi)容很多、范圍很廣，作者水平有限，難免有疏漏和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)廣大的讀者批評(píng)指正。
作者
2006年7月于華中科技大學(xué)
目錄
第1章緒論
1.1電力電子裝置及系統(tǒng)概述
1.1.1電力電子裝置及系統(tǒng)的概念
1.1.2電力電子裝置的主要類型
1.1.3電力電子裝置的應(yīng)用概況
1.1.4電力電子裝置的發(fā)展前景
1.2半導(dǎo)體電力電子開關(guān)器件
1.2.1電力二極管
1.2.2晶閘管
1.2.3電力晶體三極管
1.2.4電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管
1.2.5絕緣門極雙極型晶體管IGBT
*1.2.6MCT和IGCT
1.2.7半導(dǎo)體電力開關(guān)模塊和電源集成電路
1.3電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)
1.3.1散熱技術(shù)
1.3.2緩沖電路
1.3.3保護(hù)技術(shù)
習(xí)題及思考題
第2章高頻開關(guān)電源
2.1高頻開關(guān)電源概述
2.1.1高頻開關(guān)電源的發(fā)展?fàn)顩r
2.1.2高頻開關(guān)電源的基本組成
2.2單端反激開關(guān)電源
2.2.1單端反激電源的基本關(guān)系式
2.2.2自激型單端反激開關(guān)電源
2.2.3他激型單端反激開關(guān)電源
*2.3高頻開關(guān)變壓器
2.3.1磁性材料的基本術(shù)語(yǔ)和定義
2.3.2開關(guān)變壓器常用的磁性材料
2.3.3高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)原則
2.3.4單端反激式開關(guān)電源變壓器計(jì)算
2.4功率因數(shù)為1的高頻整流器
2.4.1非連續(xù)電流模式功率因數(shù)校正器
2.4.2連續(xù)電流模式功率因數(shù)校正器
2.4.3三相高頻整流器
習(xí)題及思考題
第3章逆變器
3.1恒頻恒壓正弦波逆變器
3.1.1逆變器概論
3.1.2單相恒壓恒頻正弦波逆變器實(shí)例
3.1.3三相恒壓恒頻正弦波逆變器
*3.1.4數(shù)字化波形控制技術(shù)
3.2交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
3.2.1變頻調(diào)速概論
3.2.2智能功率模塊變頻調(diào)速裝置
3.2.3高壓變頻器
3.3感應(yīng)加熱電源
3.3.1高頻諧振逆變器的工作原理
3.3.2高頻感應(yīng)加熱電源的控制
習(xí)題及思考題
電力電子裝置及系統(tǒng)目錄第4章不間斷電源UPS
4.1UPS的功能及原理
4.1.1概述
4.1.2UPS的類型及其工作原理
4.1.3典型UPS的性能對(duì)比
4.1.4UPS的發(fā)展方向
4.2UPS的組成和設(shè)計(jì)
4.2.1蓄電池組
4.2.2整流器和PFC電路
4.2.3逆變器
4.2.4逆變、市電的切換電路
4.2.5濾波電路
4.2.6旁路控制電源和系統(tǒng)輔助電源
4.2.7接地裝置、保護(hù)和報(bào)警系統(tǒng)
4.3UPS輸出電壓控制
4.3.1UPS輸出電壓波形控制
4.3.2UPS同步鎖相技術(shù)
4.3.3UPS交流電壓幅值快速檢測(cè)
*4.4UPS的模塊化及串并聯(lián)冗余技術(shù)
4.4.1“冗余式”UPS供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4.2UPS的模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.4.3UPS的并聯(lián)控制策略
習(xí)題及思考題
第5章直流直流變流裝置
5.1應(yīng)用直流斬波變換的調(diào)速系統(tǒng)
5.1.1直流電動(dòng)機(jī)無(wú)觸點(diǎn)啟動(dòng)器
5.1.2四象限斬波調(diào)速系統(tǒng)
5.2滑差電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
5.3具有中間變換環(huán)節(jié)的DC/DC變換器
5.3.1主電路工作原理
5.3.2控制電路工作原理
5.3.3驅(qū)動(dòng)電路及IGBT的短路保護(hù)
*5.4高頻軟開關(guān)變換
5.4.1概論
5.4.2移相控制全橋軟開關(guān)DC/DC變換器
習(xí)題及思考題
第6章晶閘管變流裝置
6.1晶閘管交流變換器
6.1.1交流調(diào)功器
6.1.2過(guò)零觸發(fā)集成電路
6.1.3移相控制交流調(diào)壓
6.2晶閘管相控調(diào)速系統(tǒng)
6.2.1晶閘管相控整流直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
6.2.2晶閘管相控交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
6.2.3繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速
6.3交流凈化型穩(wěn)壓電源
6.3.1穩(wěn)壓電源類型
6.3.2交流凈化型穩(wěn)壓電源
6.4晶閘管諧振型逆變器
6.4.1諧振逆變器主電路結(jié)構(gòu)
6.4.2一個(gè)400Hz逆變器實(shí)例
習(xí)題及思考題
第7章電力系統(tǒng)用電力電子裝置
7.1電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償
7.1.1無(wú)功補(bǔ)償裝置概述
7.1.2先進(jìn)靜止無(wú)功發(fā)生器ASVG
7.2電力系統(tǒng)有源濾波裝置
7.2.1概述
7.2.2有源濾波器APF
7.2.3三相四線制有源電力濾波器
7.2.4電力有源濾波裝置
7.3電力系統(tǒng)諧波與無(wú)功功率綜合補(bǔ)償
7.3.1兩類逆變器組成綜合補(bǔ)償系統(tǒng)
7.3.2逆變器的控制策略
7.4遠(yuǎn)距離直流輸電系統(tǒng)
7.4.1直流輸電的基本原理
7.4.2直流輸電特點(diǎn)
7.4.3直流輸電的基本結(jié)構(gòu)
7.4.4直流輸電的濾波裝置
習(xí)題及思考題
第8章電力電子裝置的研制與試驗(yàn)
8.1電力電子裝置的研制流程
8.2研究對(duì)象的方案論證
8.2.1研究對(duì)象的技術(shù)條件
8.2.2文獻(xiàn)檢索
8.2.3方案論證
8.3主電路設(shè)計(jì)
8.3.1輸出濾波器
8.3.2輸出變壓器設(shè)計(jì)
8.3.3緩沖電路設(shè)計(jì)
8.3.4直流濾波電路設(shè)計(jì)
8.3.5主開關(guān)器件的選擇
8.4控制系統(tǒng)及輔助電源設(shè)計(jì)
8.4.1抗沖擊負(fù)荷的電路設(shè)計(jì)
8.4.2調(diào)壓環(huán)節(jié)
8.4.3過(guò)溫保護(hù)
8.4.4輔助電源
8.4.5驅(qū)動(dòng)電路
8.5電磁兼容技術(shù)和措施
8.5.1電磁兼容性概念
8.5.2常用的抑制電磁干擾的措施
8.5.3電磁兼容性測(cè)試
8.5.4電磁兼容設(shè)計(jì)
*8.6電路仿真
8.6.1電路仿真的意義
8.6.2計(jì)算機(jī)仿真方法簡(jiǎn)介
8.6.3電路仿真實(shí)例
8.7整機(jī)調(diào)試與電性能試驗(yàn)
8.7.1印制板的調(diào)試
8.7.2主機(jī)調(diào)試
8.7.3整機(jī)調(diào)試
8.8結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和例行試驗(yàn)
8.8.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.8.2三防處理
8.8.3環(huán)境試驗(yàn)
習(xí)題及思考題
參考文獻(xiàn)
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