電力電子技術(shù)原理、控制與應(yīng)用

目錄
譯者序
原書前言
作者簡介
第1章電力電子技術(shù)的基本概念與術(shù)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(shù)和特性4
1.3變換器對電網(wǎng)的影響6
1.4變換器基本參數(shù)9
1.5交流和直流濾波器11
1.5.1濾波器中的動(dòng)態(tài)過程14
參考文獻(xiàn)14
第2章 功率半導(dǎo)體器件和無源元件152.1簡介15
2.2功率二極管15
2.2.1p+-n--n+結(jié)構(gòu)的功率二極管15
2.2.2肖特基功率二極管17
2.2.3脈沖二極管17
2.3雙極型功率晶體管19
2.4晶閘管22
2.4.1帶p-n-p-n結(jié)構(gòu)的可控半導(dǎo)體開關(guān)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(guān)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(yīng)晶體管32
2.6.1大功率短溝道MOS晶體管32
2.6.2Cool MOS技術(shù)37
2.6.3靜電感應(yīng)晶體管37
2.7IGBT40
2.7.1外延（PT）和均質(zhì)（NPT）IGBT結(jié)構(gòu)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(guān)模塊47
2.8.1集成功率模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)47
2.8.2功率模塊裝配49
2.8.3將模塊連接到功率電路51
2.9電源組件52
2.9.1集成功率模塊52
2.9.2智能功率模塊53
2.9.3帶直流元件和冷卻系統(tǒng)的功率模塊基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1/2B2、B2、B6）53
2.9.4B6U+B6I拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率模塊：逆變器平臺53
2.9.5雙極型功率模塊53
2.10功率開關(guān)的應(yīng)用53
2.11半導(dǎo)體功率設(shè)備的冷卻系統(tǒng)54
2.11.1風(fēng)冷散熱器55
2.11.2液體冷卻散熱器56
2.12電力電子的發(fā)展前景56
2.12.1以碳化硅為基礎(chǔ)的功率開關(guān)56
2.12.2高度集成功率模塊58
2.13半導(dǎo)體功率開關(guān)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(xiàn)74
第3章 電力電子裝置控制76
3.1數(shù)學(xué)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(tǒng)——線性化76
3.1.3微分方程和矩陣方程——開關(guān)函數(shù)80
3.1.4三相電路的二維數(shù)學(xué)描述84
3.1.5拉普拉斯變換和傳遞函數(shù)87
3.1.6脈沖調(diào)制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(diǎn)變換方法96
3.2.4主成分分析法96
3.2.5穩(wěn)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(dòng)模式控制107
3.3.6數(shù)字控制111
3.3.7預(yù)測控制112
3.3.8電力電子的人工智能113
附錄3A牛頓的二項(xiàng)式公式122
附錄3B微分方程的解122
參考文獻(xiàn)124
第4章 電網(wǎng)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并網(wǎng)逆變器151
4.3.1工作原理151
4.3.2在逆變模式下運(yùn)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基于晶閘管的交流-交流變換器161
4.4.2減小輸出電壓的失真164
4.5基于晶閘管的交流調(diào)壓器167
4.5.1單相交流調(diào)壓器167
4.5.2三相交流調(diào)壓器171
參考文獻(xiàn)173
第5章直流-直流變換電路174
5.1簡介：連續(xù)穩(wěn)定器174
5.2基本直流調(diào)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(diào)節(jié)器179
5.2.4C＇uk變換器181
5.2.5電壓倍增調(diào)節(jié)器182
5.3輸入輸出變壓器解耦的直流調(diào)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(fù)載供電的晶閘管-電容調(diào)節(jié)器190
參考文獻(xiàn)191
第6章基于全控型開關(guān)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沖寬度控制199
6.1.3三相電壓型逆變器203
6.1.4非對稱負(fù)載下的三相電壓型逆變器206
6.2電流型逆變器208
6.2.1晶體管電流型逆變器208
6.2.2電流型逆變器的脈寬控制212
6.2.3基于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(huán)節(jié)的變頻器221
6.4.2直接變頻器221
參考文獻(xiàn)223
第7章脈沖寬度調(diào)制（PWM）與電能質(zhì)量控制2247.1PWM基本原理224
7.1.1隨機(jī)過程脈沖調(diào)制226
7.2逆變器中的PWM技術(shù)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(diào)制237
7.3基于PWM變換器的電能質(zhì)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(tǒng)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(tǒng)258
參考文獻(xiàn)265
第8章 諧振變換器266
8.1簡介266
8.2諧振電路中帶負(fù)載的變換器267
8.2.1帶串聯(lián)負(fù)載的變換器267
8.2.2帶并聯(lián)負(fù)載的變換器274
8.2.3串聯(lián)-并聯(lián)諧振逆變器277
8.2.4E類變換器277
8.3準(zhǔn)諧振變換器281
8.3.1準(zhǔn)諧振開關(guān)基礎(chǔ)電路281
8.3.2準(zhǔn)諧振直流-直流變換器283
8.3.3帶有開關(guān)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(xiàn)293
第9章 多電平、模塊化和多單元變換器拓?fù)?949.1簡介294
9.2整流器與直流-直流變換器并聯(lián)295
9.3逆變器并聯(lián)299
9.4基于電容-二極管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(jié)構(gòu)304
9.5.1二極管鉗位電路305
9.5.2飛跨電容型逆變器306
9.5.3級聯(lián)型多電平變換器307
參考文獻(xiàn)309
第10章 電力電子技術(shù)應(yīng)用310
10.1提高供電效率310
10.1.1電力傳輸和電能質(zhì)量的控制310
10.1.2電力電子技術(shù)在可再生能源和儲能設(shè)備中的應(yīng)用315
10.2電力驅(qū)動(dòng)裝置318
10.2.1直流電機(jī)的控制318
10.2.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制320
10.2.3同步電機(jī)的控制322
10.3工程應(yīng)用326
10.3.1照明設(shè)備326
10.3.2電工技術(shù)327
10.3.3電力運(yùn)輸329
10.3.4技術(shù)要求334
參考文獻(xiàn)339