《電力電子技術(第2版)》介紹了晶閘管、GT0、GTR、MOSFET、IGBT等成熟的電力電子器件的特性、參數及其應用技術,跟蹤國內外電力電子器件的最新發展,對SITH、MCT、IGCT及集成功率器件PIC等也做了介紹。主要內容包括:功率二極管和晶閘管,全控型電力電子器件,全控型器件的驅動,可控整流電路,晶閘管的觸發電路,直流斬波變換電路,交流電力控制電路,逆變電路,電力電子器件的應用與實訓。《電力電子技術(第2版)》內容具有理論與實際結合及突出應用的特點。
《電力電子技術(第2版)》可作為中等職業技術學校電氣運行與控制、電氣技術應用、電子技術應用等專業教材,亦可供有關的工程技術人員參考。
根據我國中等職業教育的發展趨勢,針對目前中等職業教育的特點和教育目標,現對《電力電子技術》。(電氣運行與控制專業)教材進行了修訂。在修訂過程中吸收了工廠企業技術人員在中等職業教育第一線從事多年專業教學的教師參加編寫,他們的意見對提高教材的實用性起到了重要作用。
此次修訂的原則是圍繞著這套教材的使用對象和社會對本專業畢業生的就業需求,在原書的基礎上進行修改。具體做法是在充分調研的基礎上,降低教材難度、結合國家相關職業技能資格考核標準,從電氣運行與控制專業的整個課程體系設置綜合考慮,對教材的內容進行了刪減,同時增加了目前電力電子技術的最新發展成果。編寫體例上基本采用原來的體系結構,并盡量向項目驅動式教學、模塊化教學方向靠攏。
此次修訂的目標:(1)緊跟技術發展趨勢,在書中既要考慮知識的基礎性,又要考慮知識的先進性,所以在內容的安排上,除了包含有電力電子技術的基本內容,還把目前最先進的電力電子技術補充進來,使本書的內容跟上時代的發展步伐。
(2)在設計電力電子技術知識的深度上,以“必須”和“夠用”為原則。對基本知識進行講解時,不做繁雜的理論推導,有些知識只給出結論或定性分析結果,重點放在對先進電力電子技術知識的介紹上,尤其是對新器件的介紹和應用。
(3)增加了電力電子器件應用與實訓一章。實訓內容緊密配合教學進度,在選材上緊密結合學校實際情況。
本書主要由遼寧省高等教育精品課主講人——遼寧機電職業技術學院王成安教授修訂,由遼寧欣泰電力有限股份公司高級工程師蘇德深審稿,王春、王超和劉海東也參加了修訂工作。此外,還邀請東北工業學校電力運行專業教研室的教師對書中內容進行了討論。
第2版前言
第1版前言
緒論
第一章 功率二極管和晶閘管
第一節 功率二極管
第二節 晶閘管
第三節 雙向晶閘管及其他派生晶閘管
本章小結
自測題
第二章 全控型電力電子器件
第一節 門極關斷晶閘管
第二節 電力晶體管
第三節 功率場效應晶體管
第四節 絕緣柵雙極型晶體管
第五節 新型電力電子器件
本章小結
自測題
第三章 全控型器件的驅動
第一節 全控型電力電子器件
的驅動
第二節 電力電子器件的保護
第三節 電力電子器件的緩沖電路
第四節 電力電子器件的串、并聯使用
本章小結
自測題
第四章 可控整流電路
第一節 單相半波可控整流電路
第二節 單相橋式可控整流電路
第三節 三相半波可控整流電路
第四節 三相橋式全控整流電路
第五節 晶閘管的有源逆變工作狀態
本章小結
自測題
第五章 晶閘管的觸發電路
第一節 單結管觸發電路
第二節 鋸齒波觸發電路
第三節 集成觸發電路及數字觸發電路
第四節 觸發電路與主電路電壓的同步
本章小結
自測題
第六章 直流斬波變換電路
第一節 降壓式斬波變換電路
第二節 升壓式斬波變換電路
第三節 升降壓式斬波變換電路
第四節 直流斬波電路應用
本章小結
自測題
第七章 交流電力控制電路
第一節 交流開關及其應用
第二節 單相交流調壓電路
第三節 相位控制器
第四節 三相交流調壓電路
本章小結
自測題
第八章 逆變電路
第一節 無源逆變及基本電路
第二節 電壓型及電流型逆變器
第三節 脈寬調制(PWM)型逆變電路
第四節 軟開關技術
本章小結
自測題
第九章 電力電子器件的應用與實訓
第一節 晶閘管的應用
第二節 功率場效應晶體管的應用
第三節 電力晶體管的應用
第四節 IGBT的應用
第五節 開關穩壓電源的設計
第六節 電力電子技術實訓課題
實訓一 電子電路圖的識讀方法
實訓二 晶閘管觸發電路的安裝與調試
實訓三 單相可控整流電路的安裝與調試
實訓四 直流電動機調速電路的安裝與調試
實訓五 單相交流調壓電路的安裝與調試
實訓六 脈寬調制器的安裝與調試
實訓七 逆變電路的安裝與調試
附錄 常用電力電子器件參數表
參考文獻
另一方面,晶閘管系列器件的價格相對低廉,在大電流、高電壓的發展空間依然較大,尤其在特大功率應用場合,其他器件尚不易替代。在我國以晶閘管為核心的應用設備仍有許多在生產現場使用。
2.現代電力電子技術20世紀80年代以來,微電子技術與電力電子技術相結合而產生了新一代高頻化、全控型的功率集成器件,從而使電力電子技術由傳統的電力電子技術跨人現代電力電子技術的新時代。
現代電力電子器件是指全控型的電力半導體器件,這類器件可分為三大類:雙極型、單極型和混合型。
(1)雙極型器件是指在器件內部電子和空穴兩種載流子都參與導電過程的半導體器件。這類器件的通態壓降低、阻斷電壓高、電流容量大,適合于中大容量的變流裝置。常見的有門極關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)、靜電感應晶閘管(SITH)。其中SITH。也稱作場控晶閘管,是近幾年逐步趨向成熟的器件,它是一種在柵極上加反向偏壓即成為阻斷狀態,除去反向偏壓即成為導通狀態的常開器件,它屬于雙極型半控型器件。SITH是目前開發的開關速度最快的晶閘管,它的應用范圍很廣,在交直流調速系統、高頻加熱裝置和開關電源等領域均有廣泛的應用。
(2)單極型器件,是指器件內只有一種載流子(多數載流子)參與導電過程的半導體器件。這類器件的典型產品有:功率場控晶體管(功率MOSFET)和靜電感應晶體管(SIT)。單極型器件由多數載流子導電,無少子存貯效應,因而開關時間短,一般在幾十納秒以下,所以工作頻率高。如功率MOSFET、的工作頻率可達100kHz以上;現已商品化的SIT截止頻率可達30-50MHz。此外,它們還具有輸入阻抗高、屬于電壓控制型元件、控制較為方便及抗干擾能力強等特點。
(3)混合型器件是指雙極型器件與單極型器件的集成混合。它是用GTR、GTO以及SCR作為主導元件,用MOSFET作為控制元件混合集成之后產生的器件。這種器件既具有GTR、GTO及SCR等雙極型器件電流密度高、導通壓降低的優點,又具有MOSFET。等單極型器件輸入阻抗高、響應速度快的優點。目前已開發的混合型器件有肖特基注入MOS門極晶體管(SINFET)、絕緣門極雙極晶體管(IGT或IGBT)、MOS門極晶體管(MGT)、MOS晶閘管(MCT或MCTH)以及功率集成電路(PIC)。
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