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目录1

第1章　绪论1

第2章　整流技术12

2.1 整流电路的类型和性能指标12

2.1.1　整流电路的类型及基本组成环节12

2.1.2　整流电路的基本性能指标13

2.2　整流电路的典型结构及特性14

2.2.1 多相半波整流电路14

2.2.2　三相半波整流电路的并联和串联19

2.2.3　整流装置的多重化24

2.3　整流变压器和电抗器26

2.3.1　整流变压器特性与连接方式27

2.3.2 电抗器的设置和计算30

2.4　整流装置的谐波及抑制技术32

2.4.1　整流装置的谐波特性32

2.4.2　整流装置的谐波抑制技术42

2.5　提升相控电路的功率因数49

2.5.1　功率因数恶化的危害49

2.5.2　提升相控电路功率因数的措施50

2.6　有源功率因数校正58

2.6.1 APFC的基本原理和电路结构58

2.6.2　有源功率因数校正的控制59

2.7　PWM整流电路64

2.7.1 PWM整流电路结构和原理64

2.7.2　PWM整流电路的控制68

2.7.3　PWM整流器的应用74

小结76

思考题及习题77

参考文献79

第3章　逆变技术81

3.1　逆变技术概述81

3.1.1　逆变技术基本概念和分类81

3.1.2　逆变技术的应用领域82

3.2　逆变器基本工作原理及设计技术85

3.2.1　逆变器主电路工作原理86

3.2.2 电压型逆变器开关过程分析90

3.2.3　逆变器功率半导体开关器件的选择94

3.2.4　功率半导体器件的缓冲电路97

3.2.5　逆变器的驱动电路99

3.3　脉冲宽度调制技术概述100

3.3.1 脉冲宽度调制的基本原理101

3.3.2　PWM控制技术基本概念103

3.3.3　逆变装置PWM技术性能指标110

3.4　逆变器常用PWM控制技术111

3.4.1　正弦脉冲宽度调制111

3.4.2　准正弦波脉冲宽度调制法115

3.4.3　消除特定谐波法116

3.4.4 电压空间矢量脉冲宽度调制技术118

3.4.5 电流跟踪型PWM控制技术124

3.5.1 利用硬件电路产生PWM脉冲126

3.5　PWM控制的实现方法126

3.5.2　利用软件产生PWM脉冲127

3.6　多电平逆变技术130

3.6.1 二极管钳位型多电平逆变器131

3.6.2 电容钳位型多电平逆变器133

3.6.3　具有独立直流电源的级联型逆变器134

小结136

思考题及习题137

参考文献137

第4章　直流调速技术138

4.1　直流调速系统概述138

4.1.1 直流调速系统用可控直流电源138

4.1.2　调速系统的分类及调速指标141

4.2　V-M系统开环机械特性与动态特性145

4.2.1 V-M系统的开环机械特性145

4.2.2　V-M系统的动态特性152

4.3　V-M闭环调速系统155

4.3.1　单闭环无静差调速系统156

4.3.2　转速、电流双闭环调速系统及特性159

4.4　可逆直流调速系统165

4.4.1　V-M系统的可逆线路166

4.4.2　可逆拖动的工作状态及机械特性168

4.4.3　可逆系统中的环流170

4.5　配合控制的有环流可逆调速系统173

4.5.1　配合控制的有环流可逆系统工作原理173

4.5.2　有环流可逆调速系统的工作过程175

4.6　逻辑控制的无环流可逆调速系统177

4.6.1　系统结构及对逻辑装置的要求178

4.6.2　无环流逻辑控制装置180

4.7　直流脉宽调速系统184

4.7.1　直流PWM变换器的类型和工作原理184

4.7.2　直流脉宽调速系统的开环机械特性190

4.7.3　直流脉宽调速系统开关频率对系统性能的影响191

小结195

思考题及习题196

参考文献198

5.1　异步电机变频调速的控制方法199

第5章　交流异步电机的变频调速技术199

5.1.1　异步电机的等效电路200

5.1.2　电压频率一定时的速度-转矩特性201

5.1.3　恒磁通控制203

5.1.4　恒电压频率比控制204

5.1.5　弱磁控制204

5.1.6　整个调速范围的典型控制205

5.2　异步电机的标量控制207

5.2.1　转速开环的恒压频比控制207

5.2.2　转速闭环的控制209

5.3　坐标变换和异步电机的动态模型213

5.3.1　坐标变换214

5.3.2　异步电机的动态模型217

5.4.1　异步电机矢量控制的原理220

5.4　异步电机的矢量控制220

5.4.2　直接矢量控制222

5.4.3　磁链观测器223

5.4.4　间接矢量控制227

5.5　异步电机的直接转矩控制230

5.5.1　转矩的控制230

5.5.2　定子磁链的控制231

5.5.3　直接转矩控制的实现232

小结235

思考题及习题236

参考文献236

6.1　概论238

第6章　开关电源技术238

6.2　开关电源的基本电路及工作原理241

6.2.1　降压式（Buck）变换器242

6.2.2　升压式（Boost）变换器248

6.2.3　升降压（Buck/Boost）变换器251

6.2.4　Cuk变换器253

6.3　单端正激变换器与单端反激变换器256

6.3.1　单端正激变换器256

6.3.2　单端反激变换器259

6.4　桥式变换器261

6.4.1　半桥式变换器262

6.4.2　全桥式变换器264

6.5.1　开关元件266

6.5　开关电源的主控元器件266

6.5.2　磁性元件和电容器268

6.5.3　平面变压器272

6.5.4　集成开关变换器IC芯片的原理及应用274

6.6　软开关技术278

6.6.1　硬开关和软开关278

6.6.2　软开关基本技术280

6.7　同步整流技术286

6.7.1 同步整流技术的基本原理287

6.7.2　同步整流管的驱动287

6.7.3　同步整流电路289

6.7.4　SR变换器289

6.7.5 同步整流技术的应用291

6.8　分布式电源292

6.8.1　分布式电源简介292

6.8.2　分布式电源结构和应用294

小结296

思考题及习题299

参考文献299

第7章　电力电子变流器设计技术300

7.1 电力电子器件的性能与选择300

7.1.1　二极管301

7.1.2　晶闸管303

7.1.3　门极关断晶闸管305

7.1.4　电力场效应晶体管306

7.1.5　绝缘栅极晶体管307

7.1.6　功率模块与智能功率模块308

7.2　电力电子器件的驱动312

7.2.1　驱动电路概述312

7.2.2　常用开关器件驱动电路313

7.3 电力电子器件与变流器的保护321

7.3.1　过电压保护321

7.3.2　过电流保护323

7.3.3　缓冲电路324

7.3.4　过热保护327

7.4　电力电子变流器的热设计328

7.4.1　器件结温和热阻的计算328

7.4.2　常用冷却方式及使用条件332

7.4.3　散热器的选择333

7.4.4　机柜（箱）结构的设计334

7.5　电力电子变流器的辅助器件设计335

7.5.1 高频变压器和电感335

7.5.2　滤波器342

7.5.3　控制系统组成349

7.5.4　检测系统与传感器352

7.6 电力电子变流器的电磁兼容性设计359

7.6.1　电磁兼容标准与试验359

7.6.2　变流器谐波的限制和抑制措施366

7.6.3　电磁兼容设计的相关技术368

小结375

思考题及习题376

参考文献377

第8章 电力电子技术应用实例378

8.1 SS4型电力机车牵引整流器供电系统378

8.1.1　SS4型电力机车牵引整流器378

8.1.2　SS4改进型电力机车主电路382

8.2 电力牵引传动控制试验系统385

8.2.1　交流传动试验台的功能要求385

8.2.2　交流传动互馈试验平台的组成和特点386

8.2.3　互馈试验台工作原理和控制特性388

8.2.4　实验研究391

8.3　光伏发电并网装置392

8.3.1　光伏发电并网装置的主电路393

8.3.2　光伏发电的最大功率点394

8.3.3　光伏发电并网装置的控制395

8.4　不间断电源397

8.4.1 不间断电源的用途和分类397

8.4.2　在线式UPS工作原理简介399

8.4.3　UPS技术的发展趋势403

8.5　高频高压开关电源在工业烟气脱硫中的应用404

8.5.1　烟气脱硫技术的研究现状404

8.5.2　高频高压脱硫电源的工作原理405

8.5.3　高频高压脱硫电源的应用408

8.6 电力／内燃机车空调电源409

8.6.1 引用标准和技术条件410

8.6.2　空调电源设计412

参考文献416