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绪论1

思考与习题3

第1章 电力电子器件4

1.1 电力二极管（Power Diode）4

1.1.1 电力二极管的结构、工作原理4

1.1.2 电力二极管的主要参数5

1.1.3 电力二极管的主要类型6

1.2 晶闸管（Thyristor）6

1.2.1 晶闸管的结构、分类及导通条件6

1.2.2 晶闸管导通的工作原理7

1.2.3 晶闸管的伏安特性与主要参数8

1.2.4 晶闸管的派生器件11

1.3 全控型电力电子器件12

1.3.1 门极可关断晶闸管（GTO）13

1.3.2 电力晶体管（GTR或BJT）16

1.3.3 电力场效应晶体管（Power MOSFET）20

1.3.4 绝缘栅双极晶体管（IGBT）24

思考与习题32

第2章 相位控制的整流电路34

2.1 单相相控整流电路34

2.1.1 单相半波相控整流电路34

2.1.2 单相全控桥式整流电路45

2.1.3 单相半控桥式整流电路56

2.2 三相相控整流电路63

2.2.1 三相半波相控整流电路63

2.2.2 三相全控桥式整流电路73

2.2.3 变压器漏抗对整流电路的影响81

2.2.4 相控整流电路带反电势负载时的工作情况分析84

2.2.5 大功率供电相控整流电路91

2.2.6 同相逆并联整流技术103

思考与习题104

第3章 有源逆变电路108

3.1 有源逆变的概念108

3.2 三相半波有源逆变电路110

3.2.1 三相半波逆变电路的工作原理110

3.2.2 逆变角β111

3.3 三相桥式有源逆变电路112

3.3.1 三相桥式逆变电路的工作原理112

3.3.2 晶闸管两端电压波形分析112

3.4 逆变失败和逆变角β的限制114

3.4.1 逆变失败的原因115

3.4.2 逆变角β的限制115

3.5 逆变状态下电动机的机械特性118

3.5.1 电流连续时的电动机机械特性118

3.5.2 电流断续时电动机的机械特性119

3.6 晶闸管可逆电路121

3.6.1 三相桥式反并联可逆电路121

3.6.2 三相桥式交叉连接可逆电路124

3.7 有源逆变的应用举例126

3.7.1 直流可逆拖动系统126

3.7.2 绕线型电机串级调速系统127

3.7.3 高压直流输电介绍129

思考与习题130

第4章 相位控制的交－交变换电路132

4.1 晶闸管交流无触点开关132

4.1.1 简单的晶闸管交流无触点开关及应用132

4.1.2 三相晶闸管交流无触点开关133

4.1.3 无触点晶闸管开关实际应用134

4.1.4 固态开关135

4.2 晶闸管交流调压电路137

4.2.1 电阻性负载137

4.2.2 电阻－电感性负载138

4.2.3 单相交流调压电路的谐波分析141

4.3 三相交流调压电路141

4.3.1 负载带中线的三相交流调压电路141

4.3.2 三相三线交流调压电路142

4.3.3 晶闸管交流调压电路在低电压、大电流场合的应用143

4.3.4 晶闸管相位控制的软起动器147

4.4 晶闸管交流调功电路151

4.4.1 交流调功的基本概念152

4.4.2 模拟触发调功电路152

4.4.3 数字触发控制的调功电路155

4.5 相控交－交变频电路156

4.5.1 方波型交－交变频电路156

4.5.2 正弦波型交－交变频电路159

4.5.3 三相交－交变频具体电路163

思考与习题164

第5章 PWM控制技术166

5.1 PWM控制的基本原理166

5.1.1 PWM技术的基本原理167

5.1.2 正弦波脉宽调制（SPWM）原理168

5.2 调制法生成的SPWM波形168

5.2.1 单极性SPWM波形的生成169

5.2.2 双极性SPWM波形的生成169

5.2.3 双极性三相SPWM波形的生成170

5.2.4 异步调制和同步调制170

5.3 软件生成SPWM波形172

5.3.1 自然采样法172

5.3.2 规则采样法173

5.3.3 三相SPWM波形软件生成法174

5.3.4 低次谐波消去法175

5.3.5 SPWM控制举例176

5.4 电压空间矢量PWM控制178

5.4.1 三相电压空间矢量的概念178

5.4.2 电压空间矢量（SVPWM）对功率器件的控制178

5.5 PWM波形的分类181

思考与习题183

第6章 PWM整流电路184

6.1 概述184

6.1.1 相控晶闸管整流电路存在的缺点184

6.1.2 PWM整流电路的优越性能185

6.1.3 PWM整流电路的分类186

6.2 PWM整流主电路186

6.2.1 电压型（VSR）PWM整流主电路186

6.2.2 三相三电平VSR整流主电路188

6.2.3 电流型（CSR）PWM整流主电路189

6.3 桥式电压型（VSR）PWM整流电路190

6.3.1 单相全桥式电压型（VSR）PWM整流主电路191

6.3.2 三相桥式电压型（VSR）PWM整流主电路201

6.3.3 三相桥式（VSR）PWM整流电路的控制电路211

6.4 桥式电流型（CSR）PWM整流电路215

6.4.1 单相桥式电流型（CSR）PWM整流电路215

6.4.2 三相桥式电流型（CSR）PWM整流电路218

思考与习题228

第7章 PWM无源逆变电路229

7.1 电压型PWM无源逆变电路229

7.1.1 单相PWM电压型逆变电路229

7.1.2 三相PWM电压型逆变电路233

7.2 电流型PWM无源逆变电路240

7.2.1 电流型PWM逆变电路的主要特点240

7.2.2 单相电流型桥式逆变电路240

7.2.3 三相电流型桥式逆变电路241

7.3 PWM逆变电路的控制241

7.3.1 电压瞬时值单闭环控制242

7.3.2 电压滞环控制244

7.3.3 电压、电流双闭环控制245

思考与习题248

第8章 PWM变频电路249

8.1 SPWM控制的变频电路249

8.1.1 交－直－交变频主电路249

8.1.2 交－直－交变频电路的SPWM控制250

8.2 电压空间矢量PWM控制的变频电路251

8.2.1 电压空间矢量控制的概述251

8.2.2 交－直－交逆变电路的SVPWM控制252

8.3 交－直－交电压型通用变频电路设计259

8.3.1 变频主电路结构及功能260

8.3.2 主电路主要元器件的选择262

8.3.3 电压型变频电路控制方式267

8.4 双PWM变频电路设计270

8.4.1 概述270

8.4.2 双PWM变频电路的工作原理270

8.4.3 三相VSR双PWM变频电路的数学模型271

8.4.4 双PWM变频电路控制电路的设计279

8.4.5 双PWM控制系统284

8.5 矩阵式变换电路（Matrix Converter）简介292

8.5.1 矩阵式变换电路的结构292

8.5.2 矩阵式变换电路的控制原理292

8.5.3 矩阵式变换电路的应用294

思考与习题295

第9章 PWM调压电路297

9.1 直流PWM控制技术基础297

9.1.1 直流斩波的基本原理297

9.1.2 直流PWM波形的生成方法298

9.2 PWM直流调压电路299

9.2.1 降压斩波电路299

9.2.2 升压斩波电路302

9.2.3 升降压斩波电路305

9.2.4 库克升降压斩波电路307

9.2.5 复合斩波电路309

9.2.6 多相多重斩波电路313

9.3 PWM交流调压电路315

9.3.1 交流斩波调压原理315

9.3.2 交流斩波控制317

思考与习题318

第10章 电力电子器件的驱动、保护电路及串、并联应用321

10.1 电力电子器件的驱动电路321

10.1.1 概述321

10.1.2 晶闸管的触发电路322

10.1.3 GTO电流型驱动电路343

10.1.4 IGBT电压型驱动电路345

10.2 电力电子器件的保护电路348

10.2.1 晶闸管的保护电路348

10.2.2 IGBT的保护电路355

10.3 电力电子器件的选择及串、并联应用356

10.3.1 晶闸管的选择及串、并联应用356

10.3.2 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的选择及串、并联应用360

思考与习题360

附录A 整流变压器额定参数计算362

附录B 电抗器电感量的计算366

参考文献368