本书主要内容有：电力电子器件及其驱动电路、可控整流电路与有源逆变电路、交流-交流变换电路、直流-直流变换电路、无源逆变电路与交流-直流-交流变频电路、电力电子技术典型应用、电力电子技术应用中的一些问题、电力电子的MATLAB仿真、电力电子技术实验。本书从实际应用的角度较为系统地介绍电力电子器件、电力电子电路、控制技术、典型应用和各种实际问题。各章均附有小结、习题与思考题。

本书可作为高职高专电气自动化技术、电机与电器、供用电技术、轨道交通机车车辆等专业的教材及其他相关专业的教材或教学参考书，亦可供从事电力电子技术工作的工程技术人员参考。

“十二五”职业教育国家规划教材

前 言

《电力电子技术》一书是普通高等教育高职高专国家级“十一五”、“十二五”规划教材。

电力电子技术是利用电力电子器件组成各种电力电子系统，对电力进行变换和处理的技术，是电气工程学科中的一个最为活跃的分支，许多现代高新技术均与电力电子技术有关。电力电子技术及其相关产业的进一步发展也必将会给现代化工农业生产和人民生活带来极大的便利。近年来，随着电力电子器件制造技术的进步，各种新型电力电子器件及其组成的电路层出不穷，电力电子设备的数量和品种迅速增长，社会上急需大量的掌握一定理论基础和技能的人员去操作和使用它们。为了适应科技的发展对电力电子技术应用型人才的需求，在北京师范大学出版社的组织下，我们编写了本教材。

本教材在编写的过程中，围绕高等职业技术教育的培养目标，紧紧把握理论联系实际，注重加强应用，基础理论则以“必须、够用”为原则。教材减少了理论和数学推导的内容，增加了图形、波形、仿真和实验等内容，有利于学生掌握与生产技术有关的技能。本书既可作为高职高专电气类专业的教材，也可供从事电力电子技术的工程技术人员参考。本课程建议授课学时为48～56学时，实验8～10学时，上机仿真2～4学时。

本教材共9章。第1章介绍电力电子器件的概念、特征及分类；电力二极管、晶闸管和全控型器件；电力电子器件的驱动、保护、缓冲、串并联技术等应用时的问题。第2章介绍整流电路的结构形式、工作原理，分析整流电路的工作波形；有源逆变的工作原理、工作波形；变压器漏抗对整流电路的影响；整流电路带电动机负载时的机械特性、触发电路；整流电路的谐波和功率因数等内容。第3章介绍交流-交流变换电路，包括交流调压、交-交变频以及几种交流变换电路的典型应用。第4章介绍各种斩波型直流-直流变换电路的工作原理、参数指标计算、各种斩波型直流-直流变换电路的比较及直流开关电源的应用。第5章介绍无源逆变电路与交流-直流-交流变频电路的原理、电压型逆变器与电流型逆变器以及SPWM型控制方式。第6章介绍UPS不间断电源、太阳能发电系统及光伏逆变器、高压直流输电HVDC、有源电力滤波器APF、IGBT在轨道交通中的应用分析等电力电子技术典型应用。第7章介绍变换器的保护电路、电力电子器件散热器的设计和软开关技术。第8章介绍Matlab软件中Simulink和Power System工具箱的模块资源、模型窗口和菜单的构成、模块和系统模型的基本操作方法和系统的仿真技术，对典型电力电子电路建立仿真模型并进行仿真。第9章选择了8个实验，较详细地介绍各个实验的原理、步骤、注意事项、实验报告要求等事项，供实验教学时参考。

工学硕士，教龄20年，讲授电力电子技术、机车电子技术、综合监控系统、电气控制专业英语等课程，主持或参与《铁路机车乘务员值乘状态智能预警系统的研究与开发》《基于VersaMax控制器的地铁车站机电设备实训系统的开发》等课题，发表《基于计算机神经网络的电阻炉温度监控系统研究》、《串行通信总线接口标准分析与选择》等论文，主编《电力电子技术》教材，被遴选为普通高等教育“十一五”、“十二五”国家级规划教材。获“2011年院级中青年骨干教师”、“2015年优秀教师”、“2016年优秀共产党员”等。

绪 论

第1章 电力电子器件

1.1 电力电子器件概述

1.1.1 电力电子器件的概念

1.1.2 电力电子器件的发展趋势

1.1.3 电力电子器件的特征

1.1.4 电力电子器件的分类

1.1.5 应用电力电子器件的系统组成

1.2 不可控器件——电力二极管

1.2.1 PN结与电力二极管的工作原理

1.2.2 电力二极管的基本特性

1.2.3 电力二极管的主要参数

1.2.4 电力二极管的主要类型

1.3 半控型器件——晶闸管

1.3.1 晶闸管的结构和工作原理

1.3.2 晶闸管的基本特性

1.3.3 晶闸管的主要参数

1.3.4 晶闸管的派生器件

1.4 典型全控型器件

1.4.1 门极可关断晶闸管

1.4.2 电力晶体管

1.4.3 电力场效应晶体管

1.4.4 绝缘栅双极晶体管

1.5 其他新型电力电子器件简介

1.5.1 MOS控制晶闸管MCT

1.5.2 静电感应晶体管SIT

1.5.3 静电感应晶闸管SITH

1.5.4 集成门极换流晶闸管IGCT

1.5.5 功率模块与功率集成电路

1.6 电力电子器件的驱动概述

1.6.1 晶闸管触发电路

1.6.2 典型全控型器件的触发电路

1.7 电力电子器件的串并联技术

1.7.1 晶闸管的串联

1.7.2 晶闸管的并联

1.7.3 电力MOSFET和IGBT并联运行的特点

第2章 可控整流电路与有源逆变电路

2.1 引言

2.2 单相半波可控整流电路

2.2.1 电阻性负载

2.2.2 阻感性负载

2.2.3 阻感性负载加续流二极管

2.3 单相桥式全控整流电路

2.3.1 电阻性负载

2.3.2 大电感负载

2.3.3 反电动势负载

2.4 三相半波可控整流电路

2.4.1 电阻性负载

2.4.2 大电感负载

2.5 三相桥式全控整流电路

2.5.1 电阻性负载

2.5.2 大电感负载

2.6 变压器漏抗对整流电路的影响

2.7 有源逆变电路

2.7.1 单相全波有源逆变的工作原理

2.7.2 三相半波有源逆变电路

2.7.3 三相桥式有源逆变电路

2.7.4 有源逆变最小逆变角 的限制

2.8 晶闸管触发电路

2.8.1 对触发电路的要求

2.8.2 单结晶体管触发电路

2.8.3 同步电压为锯齿波的触发电路

2.8.4 集成触发电路

2.8.5 数字触发电路

2.8.6 触发脉冲与主电路电压的同步

2.9 晶闸管——直流电动机系统的机械特性

2.10 整流电路的谐波

第3章 交流-交流变换电路

3.1 交流调压电路

3.1.1 单相交流调压电路

3.1.2 三相交流调压电路

3.1.3 斩波控制式交流调压电路

3.1.4交流调功电路

3.2 交-交变频电路

3.2.1单相交-交变频电路

3.2.2 三相交-交变频电路

3.3 交-交流变换电路的应用

3.3.1晶闸管在电机软起动中的应用

3.3.2 无触点开关

3.3.3 白炽灯调光电路

第4章 直流-直流变换电路

4.1 引言