本书是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会设立的“工程应用型自动化专业课程体系研究与教材建设”专项研究课题系列教材之一,面向工程应用型高等院校。全书贯彻“理论与应用相统一、教学与实际相结合、工程应用特点明显”的指导思想,介绍了电力电子器件及变流原理、基本变换电路、主要控制技术和应用案例。
电力电子技术是利用电力电子开关器件进行电能变换和控制的技术。电能作为目前使用最方便和最清洁的二次能源,在推动社会进步、促进科学技术发展和提高人民生活水平方面发挥着极为重要的作用。现代社会几乎所有领域都需要利用电力电子技术对电能进行处理,电力电子技术已成为当今社会的重要支撑技术,未来90%的电能都将通过电力电子技术处理后再加以利用。目前,电力电子技术已在电气传动、电源技术、电力系统等领域获得极为广泛的应用,并且在未来的发展中会得到进一步的拓展和延伸。自动化技术中,电力电子技术已成为其重要的组成部分。
目前,自动化类的从业人员众多、涉及行业广泛,各层次自动化人才的需求旺盛,特别是既有理论基础、又有实践能力的工程应用型人才,备受生产企业青睐。作为自动化、电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,电力电子技术课程的地位举足轻重。本书作为工程应用型自动化专业系列教材之一,定位于工程应用型高等院校,以培养工程实施型人才为主要目标,注重应用能力的培养。内容的编排上,始终贯穿开关变流的概念,以开关器件为基础,以变流电路为重点,结合应用案例,重点分析工作原理及各种电路的特点,为后续课程的学习及实际工作奠定坚实的基础。
全书共分十章。第1章是绪论,讲述电力电子技术的基本概念、开关变流原理、电力电子技术的主要应用及本书的主要内容和学习方法。第2章是电力电子器件,以不可控器件、半控型器件、全控型器件为主线,对各种器件的结构作简要介绍,着重介绍其外特性和主要参数、各种器件的特点和应用场合,并给出一些品牌的产品型号,使学生对器件参数建立起数量上的概念。第3章至第6章讲述四大类变换电路(Ac/Dc、Ac/Ac、Dc/Dc、Dc/Ac),并在每一章的后面安排几节专门介绍其应用。第7章讲述PwM变流技术。从PwM逆变电路讲起,从最初的追求输出电压波形正弦,到电流波形正弦,再到三相旋转磁场逼近圆形,产生了一系列相应的PwM控制技术。把PwM控制技术应用于整流电路得到了性能更优的PwM整流电路,应用于交交直接变频电路则产生了矩阵式变频电路。本章最后几节介绍了PwM变流电路的应用案例。第8章讲述了应用电力电子器件时涉及的驱动、保护、串并联问题。第9章讲述软开关技术。介绍了硬开关和软开关的概念,结合Dc/Dc和Ac/Dc变换电路讲述无源软开关技术、有源软开关技术和谐振型软开关技术。第10章讲述电力电子装置应用时不能回避的电磁兼容性问题和抗干扰措施。包括电磁兼容的概念、电磁干扰源、干扰耦合途径及抑制干扰的措施。
本书建议讲授40~48学时,另加8学时实验,各院校可根据具体情况而定。前八章为主讲内容,后两章为选讲内容。前八章中的一些内容也可根据专业情况和前后课程的开设情况进行取舍,后两章的内容根据具体情况可作简要介绍。
第1章 绪论
1.1 电力电子技术的概念
1.2 变流原理——开关变流
1.2.1 最简单的变流电路
1.2.2 单相桥式变流电路
1.2.3 三相桥式变流电路
1.3 电力电子技术的主要应用领域
1.3.1 电气传动和电力牵引
1.3.2 电力系统及可再生能源
1.3.3 各种电源装置
1.4 本教材的主要内容及学习方法
习题和思考题
……
第2章 电力电子器件
第3章 AC/DC变换电路
第4章 AC/AC变换电路
第5章 DC/DC变换电路
第6章 DC/AC变换电路
第7章 PWM原理与控制技术
第8章 电力电子器件应用基础
第9章 软开关变换技术
附录电力电子电路的仿真
术语索引
参考文献