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0.1电力电子器件1

4.1.6 同步电压的选择 101

目 录1

0绪论1

0.2.2电力电子电路的控制方式2

0.2电力电子电路及装置2

0.2.1 电力电子电路的基本类型2

0.3电力电子技术的应用3

1电力电子器件4

1.1电力二极管4

1.1.1 电力二极管的结构和工作原理4

1.1.2电力二极管的基本特性和主要参数5

1.1.3电力二极管的主要类型7

1.1.4二极管的型号表示7

1.2普通晶闸管7

1.2.1 晶闸管的结构和工作原理8

1.2.2晶闸管的特性9

1.2.3晶闸管的主要参数11

1.2.4其他晶闸管14

1.3可关断晶闸管15

1.3.1 GTO的结构16

1.3.2 GTO的工作原理16

1.3.3 GTO的特性17

1.3.4GTO的主要参数18

1.4电力晶体管18

1.4.1 GTR的结构和工作原理19

1.4.3 GTR的特性20

1.4.2 GTR的主要参数20

1.4.4 GRT的二次击穿和安全工作区22

1.5电力场效应晶体管23

1.5.1 电力MOSFET的种类和结构23

1.5.2 电力MOSFET的工作原理和特性24

1.5.3 电力MOSFET的参数26

1.5.4使用电力MOSFET应注意的问题26

1.6绝缘栅晶体管26

1.6.1 IGBT的结构和工作原理27

1.6.2 IGBT的基本特性27

1.6.3 IGBT的参数28

1.6.4 IGBT擎住效应与安全工作区28

1.7其他新型电力电子器件29

1.7.1 静电感应晶体管29

1.7.2静电感应晶闸管30

1.7.3 MOS控制晶闸管30

1.7.4功率集成电路31

本章小结32

习题及思考题32

2可控整流电路34

2.1单相半波可控整流电路34

2.1.1 电阻负载34

2.1.2阻感负载37

2.1.3带续流二极管的阻感负载38

2.2单相桥式全控整流电路39

2.2.1 电阻负载39

2.2.2 阻感负载40

2.3.1 电阻负载43

2.3单相桥式半控整流电路43

2.3.2阻感负载44

2.4三相半波可控整流电路45

2.4.1 电阻负载45

2.4.2阻感负载47

2.5三相桥式全控整流电路49

2.5.1三相桥式全控整流电路的形成49

2.5.2 电阻负载50

7.1.2 180°导电型三相桥式电压型逆变电路 152

2.5.3 阻感负载53

2.6三相桥式半控整流电路54

2.6.1 电阻负载54

2.6.2 阻感负载55

2.7.1 电阻、反电动势负载56

2.7.2 阻感、反电动势负载56

7.2.1并联谐振式逆变电路 156

2.7反电动势负载可控整流电路分析56

2.8交流电源电路的电感效应59

2.8.1 交流侧电感对可控整流电路换流的影响59

2.8.2换流重叠角的计算61

2.9.1 电压平衡方程式62

2.9晶闸管可控整流供电的直流电动机机械特性62

2.9.2电流连续时直流电动机的机械特性63

2.9.3 电流断续时直流电动机的机械特性63

2.10大功率可控整流电路66

2.10.1并联工作的可控整流电路66

2.10.2 串联工作的可控整流电路71

本章小结72

习题及思考题73

3有源逆变电路76

3.1.2变流器工作于逆变状态，下放重物76

3.1有源逆变的工作原理76

3.1.1 变流器工作于整流状态，提升重物76

3.2常用的有源逆变电路78

3.2.1三相半波有源逆变电路78

3.2.2三相桥式有源逆变电路79

3.3.1逆变失败的原因82

3.3逆变失败的原因与最小逆变角的确定82

3.3.2最小逆变角βmin的确定84

3.4变流器供电的直流可逆拖动系统电动机机械特性84

3.4.1 变流器逆变工作时直流电动机机械特性84

3.4.2直流可逆电力拖动系统86

3.5变流电路的谐波和功率因数87

3.5.1整流输出电压的谐波分析87

3.5.2交流侧谐波分析89

3.5.3变流装置的功率因数90

3.5.4减小谐波的方法91

习题及思考题92

本章小结92

4电力电子器件的驱动和保护电路94

4.1 晶闸管的触发电路94

4.1.1 简单触发电路94

4.1.2 同步信号为锯齿波的触发电路96

4.1.3正弦波同步触发电路98

4.1.4集成元件组成的触发电路99

4.1.5集成化触发电路101

4.2 GTO的驱动电路103

4.2.1 门极触发脉冲的四度特性103

4.2.2门极触发方式103

4.2.3GTO驱动电路实例104

4.3 GTR的驱动电路106

4.3.2驱动电路106

4.3.1理想的驱动信号106

4.4 MOSFET和IGBT的驱动电路108

4.5电力电子器件的缓冲电路110

4.5.1缓冲电路的作用110

4.5.2典型的缓冲电路111

4.6电力电子器件及装置的保护113

4.6.1过电流保护电路113

4.7.1 晶闸管的串联116

4.7电力电子器件的串联和并联116

4.6.2过电压保护电路116

4.7.2晶闸管的并联117

4.7.3 GTR的串联118

4.7.4 GTR的并联119

本章小结119

习题及思考题119

5直流斩波电路120

5.1基本直流斩波电路120

5.1.1直流降压斩波电路120

5.1.2直流升压斩波电路122

5.1.3直流升压斩波电路在电力拖动中的应用123

5.1.4直流升降压斩波电路124

5.1.5丘克斩波电路125

5.2.1直流可逆斩波电路126

5.2直流可逆斩波电路和多相多重斩波电路126

5.3.1 时间比控制法128

5.3直流斩波电路的控制方法128

5.2.2多相多重斩波电路128

5.3.2瞬时值控制法129

5.3.3时间比与瞬时值混合控制法130

5.4晶闸管的换流技术130

5.4.1 晶闸管的换流方法131

5.4.2晶闸管强迫换流的直流斩波电路132

5.4.3直流电力电子开关133

本章小结133

习题及思考题134

6.1.1 电阻负载135

6交流调压电路135

6.1相控单相交流调压电路135

6.1.2阻感负载137

6.2相控三相交流调压电路140

6.2.1 三相交流调压电路的基本形式140

6.2.2 Y形三相交流调压电路141

6.3其他交流调压电路143

6.3.1 交流斩波电路143

6.3.2交流调功电路145

本章小结146

6.3.3 交流电力电子开关146

习题及思考题147

7变频电路148

7.1交直交电压型逆变电路148

7.1.1单相桥式电压型逆变电路148

7.1.3 120°导电型三相桥式电压型逆变电路155

7.2交直交电流型逆变电路156

7.2.2三相串联二极管式电流型逆变电路161

7.2.3 门极可关断晶闸管电流型逆变电路165

7.2.4电压型逆变电路与电流型逆变电路的比较165

7.3逆变电路的调压方法与多重化167

7.3.1输出电压的调节167

7.3.2逆变电路的多重化168

7.4单相交交变频电路172

7.4.1 工作原理172

7.4.2正弦型交交变频电路触发脉冲的控制方法174

7.5三相交交变频电路177

7.5.1 正弦电压波三相交交变频电路177

7.5.2正弦电流波三相交交变频电路178

7.5.3矩形电流波三相交交变频电路179

7.5.4交交变频电路的优缺点180

7.6矩阵式变频电路180

本章小结183

习题及思考题184

8.1.1 PWM波的理论基础186

8.1 PWM的基本工作原理186

8脉冲宽度调制（PWM）技术186

8.1.2 PWM波的产生187

8.1.3 PWM波的调制方式188

8.2生成SPWM波形的采样规则190

8.2.1 自然采样法190

8.2.2规则采样法191

8.3调制信号为梯形波的PWM波191

8.4 PWM逆变电路的多重化192

本章小结194

习题及思考题194

9.1软开关电路的类型195

9.2准谐振开关电路195

9软开关技术195

9.2.1零电压开关准谐振电路196

9.2.2零电流开关准谐振电路197

9.3零开关PWM电路198

9.3.1 ZVS-PWM电路198

9.3.2 ZCS-PWM电路199

9.4零转换PWM电路200

9.4.1 ZVT-PWM电路200

9.4.2 ZCT-PWM电路201

9.5软开关三相逆变器202

本章小结205

习题及思考题205

参考文献206