
本书是在高等教育机电类规划教材《电力电子变流技术(第3版)》(黄俊,王兆安合编,机械工业出版社,1994年)基础上修订而成的第4版,是“九五”国家级重点教材,也是教育部批准的“面向21世纪课程教材”。本书主要内容包括:各种电力电子器件;整流电路、直流斩波电路、交流电力控制电路和交交变频电路、逆变电路以及组合变流电路;PWM控制技术、软开关技术等。本书对电力电子技术的内容进行了精选,并体现了其最新发展。全书结构科学合理,层次分明,适于教学。书末附有教学实验。 本书适用于电气工程及其自动化专业、自动化专业以及引导性专业目录中的电气工程与自动化专业及其他相关专业的本科生。也可供相近专业选用或供工程技术人员参考。原采用《电力电子变流技术》作为教材的院校,可改用本书作为教材。
1994年原国家教委提出并开始实施“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”,1996年正式批准了工科41个教改项目。1998年8月,教育部颁布了新的专业目录,把原强电各专业合并为电气工程及其自动化专业,把原工业自动化专业和自动控制专业合并为自动化专业,在同时公布的工科引导性专业目录中,又把电气工程及其自动化专业和自动化专业的一部分(实际上就是原工业自动化专业)进一步合并为电气工程与自动化专业。按照新的专业目录,本教材主要适用于电气工程及其自动化专业、自动化专业,以及引导性专业目录中电气工程与自动化专业,也可适用于其他相关专业。由于本教材属于专业基础课教材,且基础好,改革思路符合技术进步潮流及教学改革的要求,本教材已被教育部批准列为“面向21世纪课程教材”。 本教材第1版和第2版均以晶闸管整流电路为核心,第3版补充了自关断器件和PWM逆变电路等新内容,但全书格局没有根本性改变。本次修订在保持原书循序渐进、适于教学等优点的同时,对教材体系结构和内容等都进行了大幅度的更新。 本教材由三大部分构成。第一部分是电力电子器件,即第1章,这部分是全书的基础,其中晶闸管部分虽仍占重要地位,但以IGBT、电力MOSFET为代表的全控型器件已成为本章的主要部分。第二部分是各种电力电子电路,包括第2—5章和第8章,这部分是全书的主体。其中第2~5章分别讲述了四大类基本变流电路,即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC变流电路。第8章讲述了由各种基本变流电路组合而成的组合变流电路。第三部分由第6章和第7章组成,介绍对各种变流电路都适用的PWM控制技术和软开关技术。电力电子装置的应用也是十分重要的,本教材未就此单独设章,而在各相关章节中体现应用方面的内容。 教学实验在电力电子技术中占有重要地位。鉴于出版专门的实验指导书很困难,本教材后附了“教学实验”部分,以供选用。为了便于复习和参考,书末在附录A中给出了术语索引;为了使读者对电力电子学术界的情况有所了解,还在附录B中给出了与电力电子技术有关的学术组织、学术会议及期刊的简介。 本书由王兆安、黄俊共同担任主编。绪论、第4章、第5章、第6章和结束语由王兆安编写,第1章由刘进军编写,第2章、第3章和第8章8.1节和附录由杨君编写,第7章和第8章8.2节由杨旭编写,教学实验由杨君、杨旭编写。全书由王兆安、黄俊统稿。全书大部分插图由硕士研究生张晓莉绘制,刘晓娟工程师承担了大部分文稿的计算机录人工作。 本书由西安理工大学万伯任教授主审。万伯任教授在审阅中提出了许多中肯的修改意见,在此谨致衷心的感谢。 在讨论本书的编写大纲过程中,上海大学陈伯时教授、上海交通大学陈敏逊教授、四川大学贺星钊教授、东南大学赵家璧教授、天津大学许镇琳教授、华中理工大学秦忆教授、西安理工大学徐平教授、燕山大学刘彦民教授、北京机械工程学院栗书贤教授等提出了许多宝贵的意见和建议,在此表示衷心的感谢。 在本书的编写过程中,本书第1版和第2版的作者之一,西安交通大学葛文运教授进行了卓有成效的组织工作,提出了许多宝贵意见,审阅了全部书稿,为本书的完成作出了重要贡献,在此深表谢意。本书第1版和第2版的另外三位作者西安交通大学王溥仁教授、朱仁初教授、西北纺织工学院伍恩华教授对本书曾有过历史性的贡献,在此特致敬意。 在本书编写过程中,西安交通大学卓放副教授和裴云庆博士提出了许多宝贵的建议和意见,在此表示衷心感谢。 在本书完稿之际,对书末所附参考文献的作者也致以衷心的感谢。 “电力拖动自动控制系统”是本课程的后续课程之一。本书的编写工作是和《电力拖动自动控制系统(第3版)》(上海大学陈伯时主编,机械工业出版社出版)的编写工作同步进行的。两本教材同为“普通高等教育‘九五’ “国家级重点教材”及“面向21世纪课程教材”,在编写过程中,两书作者就书中内容的衔接和配合进行了多次磋商。因此建议读者在学习本课程的后续课程“电力拖动自动控制系统”时,选用陈伯时教授的《电力拖动自动控制系统(第3版)》作为教材。 由于作者学识有限,本书编写时间又很仓促,书中一定有很多疏漏及错误,殷切希望采用本教材的教师和同学批评指正。
前言
符号说明
绪论
第1章 电力电子器件
1.1 电力电子器件概述
1.2 不可控器件——电力二极管
1.3 半控型器件——晶闸管
1.4 典型全控型器件
1.5 其它新型电力电子器件
1.6 电力电子器件的驱动
1.7 电力电子器件的保护
1.8 电力电子器件的串联和并联使用
习题及思考题
第2章 整流电路
2.1 单相可控整流电路
2.2 三相可控整流电路
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
2.4 电容滤波的不可控整流电路
2.5 整流电路的谐波和功率因数
2.6 大功率可控整流电路
2.7 整流电路的有源逆变工作状态
2.8 晶闸管直流电动机系统
2.9 相控电路的驱动控制
习题及思考题
第3章 直流斩波电路
3.1 基本斩波电路
3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路
习题及思考题
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
4.1 交流调压电路
4.2 其他交流电力控制电路
4.3 交交变频电路
4.4 矩阵式变频电路
习题及思考题
第5章 逆变电路
5.1 换流方式
5.2 电压型逆变电路
5.3 电流型逆变电路
5.4 多重逆变电路和多电平逆变电路
习题及思考题
第6章 PWM控制技术
6.1 PWM控制的基本原理
6.2 PWM逆变电路及控制方法
6.3 PWM跟踪控制技术
6.4 PWM整流电路及其控制方法
习题及思考题
第7章 软开关技术
7.1 软开关的基本概念
7.2 软开关电路的分类
7.3 典型的软开关电路
习题及思考题
第8章 组合变流电路
8.1 间接交流变流电路
8.2 间接直流变流电路
习题及思考题
结束语
教学实验
附录A 术语索引
附录B 与电力电子技术有关的学术组织、学术会议及期刊
参考文献