電力電子技術原理、控制與套用

電力電子技術原理、控制與套用是一本2021年出版的圖書，由機械工業出版社出版

基本介紹

• 中文名：電力電子技術原理、控制與套用
• 作者：(俄羅斯)尤里·羅扎諾夫 
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111660637

內容簡介

本書全面闡述了電力電子基本變換電路、控制原理及具體的工業套用，包括電力電子技術的基本概念與術語、功率半導體器件、電力電子裝置控制、電力電子基本變換電路以及電力電子技術套用等。本書不僅向讀者展示了許多有關電力電子技術的控制實例，還向讀者介紹了電力電子技術的*新套用與發展前景，使讀者能夠較為全面地掌握有關電力電子技術的基礎知識，為電力電子變換器的控制、分析與設計提供了基本方法。本書適合作為高年級本科生及研究生的教學參考書，也適合於從事電力電子技術研究與套用的工程師和科研人員閱讀。

圖書目錄

譯者序

原書前言

作者簡介

第1章電力電子技術的基本概念與術語1

1.1電能變換：變換器的分類1

1.2變換器的輸出參數和特性4

1.3變換器對電網的影響6

1.4變換器基本參數9

1.5交流和直流濾波器11

1.5.1濾波器中的動態過程14

參考文獻14

第2章 功率半導體器件和無源元件152.1簡介15

2.2功率二極體15

2.2.1p+-n--n+結構的功率二極體15

2.2.2肖特基功率二極體17

2.2.3脈衝二極體17

2.3雙極型功率電晶體19

2.4晶閘管22

2.4.1帶p-n-p-n結構的可控半導體開關22

2.4.2功率光控晶閘管25

2.4.3對稱晶閘管27

2.5開關晶閘管28

2.5.1GTO晶閘管28

2.5.2門極換流晶閘管（GCT、ETO晶閘管、MTO晶閘管）30

2.5.3集成GCT30

2.5.4MOS控制晶閘管31

2.6場效應電晶體32

2.6.1大功率短溝道MOS電晶體32

2.6.2Cool MOS技術37

2.6.3靜電感應電晶體37

2.7IGBT40

2.7.1外延（PT）和均質（NPT）IGBT結構43

2.7.2溝槽柵IGBT45

2.7.3溝槽-FS和SPT45

2.7.4CSTBT和SPT+46

2.8開關模組47

2.8.1集成功率模組拓撲結構47

2.8.2功率模組裝配49

2.8.3將模組連線到功率電路51

2.9電源組件52

2.9.1集成功率模組52

2.9.2智慧型功率模組53

2.9.3帶直流元件和冷卻系統的功率模組基本拓撲結構（1/2B2、B2、B6）53

2.9.4B6U+B6I拓撲結構的功率模組：逆變器平台53

2.9.5雙極型功率模組53

2.10功率開關的套用53

2.11半導體功率設備的冷卻系統54

2.11.1風冷散熱器55

2.11.2液體冷卻散熱器56

2.12電力電子的發展前景56

2.12.1以碳化矽為基礎的功率開關56

2.12.2高度集成功率模組58

2.13半導體功率開關的控制58

2.14無源元件61

2.14.1簡介61

2.14.2電磁元件61

2.14.3電容器：基本定義和特性69

參考文獻74

第3章 電力電子裝置控制76

3.1數學模型76

3.1.1一維及多維模型76

3.1.2線性和非線性系統——線性化76

3.1.3微分方程和矩陣方程——開關函式80

3.1.4三相電路的二維數學描述84

3.1.5拉普拉斯變換和傳遞函式87

3.1.6脈衝調製90

3.1.7差分方程91

3.1.8離散拉普拉斯變換（Z變換）92

3.2電力電子裝置的電氣過程分析94

3.2.1微分方程的解析解94

3.2.2擬合方法95

3.2.3相軌跡和點變換方法96

3.2.4主成分分析法96

3.2.5穩定性99

3.3控制方法100

3.3.1控制問題和原理100

3.3.2控制系統的結構101

3.3.3線性控制方法103

3.3.4繼電器特性控制105

3.3.5滑動模式控制107

3.3.6數字控制111

3.3.7預測控制112

3.3.8電力電子的人工智慧113

附錄3A牛頓的二項式公式122

附錄3B微分方程的解122

參考文獻124

第4章 電網換流變換器125

4.1簡介125

4.2整流器125

4.2.1整流電路基本工作原理125

4.2.2基本整流電路128

4.2.3整流器特性145

4.3併網逆變器151

4.3.1工作原理151

4.3.2在逆變模式下運行的基本電路155

4.3.3逆變器的有功功率、無功功率和視在功率159

4.3.4逆變器的特性160

4.4直接頻率變換器（周波變換器）161

4.4.1基於晶閘管的交流-交流變換器161

4.4.2減小輸出電壓的失真164

4.5基於晶閘管的交流調壓器167

4.5.1單相交流調壓器167

4.5.2三相交流調壓器171

參考文獻173

第5章直流-直流變換電路174

5.1簡介：連續穩定器174

5.2基本直流調壓器175

5.2.1降壓式直流-直流變換器175

5.2.2升壓式直流-直流變換器177

5.2.3反向調節器179

5.2.4C＇uk變換器181

5.2.5電壓倍增調節器182

5.3輸入輸出變壓器解耦的直流調壓器183

5.3.1反激式變換器183

5.3.2正激式變換器185

5.3.3推挽式變換器186

5.4多象限直流變換器188

5.4.1兩象限變換器188

5.4.2四象限變換器189

5.5向負載供電的晶閘管-電容調節器190

參考文獻191

第6章基於全控型開關器件的逆變器與交流變換器193

6.1電壓型逆變器193

6.1.1單相電壓型逆變器193

6.1.2單相電壓型逆變器的脈衝寬度控制199

6.1.3三相電壓型逆變器203

6.1.4非對稱負載下的三相電壓型逆變器206

6.2電流型逆變器208

6.2.1電晶體電流型逆變器208

6.2.2電流型逆變器的脈寬控制212

6.2.3基於晶閘管的電流型逆變器213

6.3交流變換器217

6.3.1不含變壓器的交流變換器217

6.3.2升壓交流電壓變換器218

6.3.3間接交流電壓變換器220

6.4變頻器221

6.4.1帶有直流環節的變頻器221

6.4.2直接變頻器221

參考文獻223

第7章脈衝寬度調製（PWM）與電能質量控制2247.1PWM基本原理224

7.1.1隨機過程脈衝調製226

7.2逆變器中的PWM技術227

7.2.1電壓型逆變器227

7.2.2電流型逆變器234

7.2.3空間矢量調製237

7.3基於PWM變換器的電能質量控制242

7.3.1PWM變換器性能242

7.3.2交流-直流PWM變換器工作方式242

7.3.3有源電力濾波器247

7.3.4混合濾波器254

7.3.5三相系統中的電流平衡257

7.4PWM控制方式下的交流-直流變換器基本控制系統258

參考文獻265

第8章 諧振變換器266

8.1簡介266

8.2諧振電路中帶負載的變換器267

8.2.1帶串聯負載的變換器267

8.2.2帶並聯負載的變換器274

8.2.3串聯-並聯諧振逆變器277

8.2.4E類變換器277

8.3準諧振變換器281

8.3.1準諧振開關基礎電路281

8.3.2準諧振直流-直流變換器283

8.3.3帶有開關電壓限制的ZVS變換器288

8.3.4具有輸入諧振電路的ZVS逆變器290

參考文獻293

第9章 多電平、模組化和多單元變換器拓撲2949.1簡介294

9.2整流器與直流-直流變換器並聯295

9.3逆變器並聯299

9.4基於電容-二極體單元的倍壓器和分壓器302

9.4.1倍壓器302

9.4.2分壓器304

9.5多電平變換器結構304

9.5.1二極體鉗位電路305

9.5.2飛跨電容型逆變器306

9.5.3級聯型多電平變換器307

參考文獻309

第10章 電力電子技術套用310

10.1提高供電效率310

10.1.1電力傳輸和電能質量的控制310

10.1.2電力電子技術在可再生能源和儲能設備中的套用315

10.2電力驅動裝置318

10.2.1直流電機的控制318

10.2.2感應電動機的控制320

10.2.3同步電機的控制322

10.3工程套用326

10.3.1照明設備326

10.3.2電工技術327

10.3.3電力運輸329

10.3.4技術要求334

參考文獻339