电力电子技术

第1章　单相可控整流电路 1

1.1 电力二极管 1

1.1.1　电力二极管的内部结构 1

1.1.2　电力二极管的伏安特性曲线 2

1.1.3　电力二极管的参数 2

1.1.4　电力二极管的简单测试 2

1.2　晶闸管 3

1.2.1 晶闸管的内部结构与工作原理 3

1.2.2　晶闸管的伏安特性曲线 4

1.2.3　晶闸管导通与关断的条件 5

1.2.4　晶闸管的参数及选型 5

1.2.5　晶闸管的简单测试 7

1.3　单相半波可控整流电路 8

1.3.1 电阻性负载电路波形的分析 8

1.3.2　电阻性负载电路参数的计算 10

1.3.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析 10

1.4　单相全控桥式整流电路 12

1.4.1 电阻性负载电路波形的分析与电路参数的计算 12

1.4.2 电感性负载电路波形的分析与电路参数的计算 14

1.4.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析与电路参数的计算 17

1.5　单相半控桥式整流电路 19

1.5.1 电阻性负载电路波形的分析与电路参数的计算 19

1.5.2　电感性负载电路波形的分析与电路参数的计算 21

1.5.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析与电路参数的计算 25

1.6　单结晶体管触发电路 28

1.6.1　对晶闸管触发电路的要求 28

1.6.2　单结晶体管的结构、图形符号及伏安特性曲线 29

1.6.3　单结晶体管触发电路及元件选择 30

1.6.4　单结晶体管的外观与测试 32

1.7　锯齿波触发电路 35

1.7.1　锯齿波触发电路的工作原理 35

1.7.2　KJ001（KC01）集成触发器 40

1.8　晶闸管的串并联使用和保护 42

1.8.1 晶闸管的串联均压和并联均流 42

1.8.2　晶闸管的过电压保护 44

1.8.3　晶闸管的过电流保护 47

1.9　实验 48

1.9.1　实验1　安装、测试单结晶体管触发电路 48

1.9.2　实验2　安装、测试单相全控桥式整流电路 50

1.9.3　实验3　安装、测试单相半控桥式整流电路 53

1.10　习题 55

第2章　三相可控整流电路 57

2.1　三相半波可控整流电路 57

2.1.1 电阻性负载电路波形的分析与电路参数的计算 57

2.1.2　电感性负载电路波形的分析与电路参数的计算 63

2.1.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析与电路参数的计算 68

2.1.4　常见故障分析 71

2.2　三相全控桥式整流电路 73

2.2.1 电阻性负载电路波形的分析与电路参数的计算 73

2.2.2 电感性负载电路波形的分析与电路参数的计算 81

2.2.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析与电路参数的计算 86

2.2.4　常见故障分析 87

2.3　三相半控桥式整流电路 89

2.3.1 电阻性负载电路波形的分析与电路参数的计算 89

2.3.2 电感性负载电路波形的分析与电路参数的计算 95

2.3.3 电感性带续流二极管负载电路波形的分析与电路参数的计算 99

2.3.4　常见故障分析 100

2.4　三相双反星形可控整流电路 102

2.4.1　不带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 102

2.4.2　带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 103

2.5　常用三相触发电路 105

2.5.1　KCZ3集成三脉冲触发电路 105

2.5.2　KCZ6集成六脉冲触发电路 109

2.5.3　TC787/TC788集成触发电路 113

2.6　实验 116

2.6.1　实验1　安装、测试三相半波可控整流电路 116

2.6.2　实验2　安装、测试三相全控桥式整流电路 120

2.6.3　实验3　安装、测试三相半控桥式整流电路 122

2.7　习题 124

第3章　有源逆变电路 126

3.1　单相桥式有源逆变电路 126

3.1.1　有源逆变的条件 126

3.1.2　单相桥式有源逆变电路的工作原理与波形分析 127

3.1.3　最小逆变角的限制 129

3.2　三相有源逆变电路 130

3.2.1 三相半波有源逆变电路的工作原理与波形分析 130

3.2.2 三相桥式有源逆变电路的工作原理与波形分析 134

3.3　有源逆变电路的应用 136

3.3.1　直流可逆拖动系统的构成 136

3.3.2　逻辑控制无环流可逆拖动系统 136

3.4　实验 137

3.4.1　实验1　安装、测试单相桥式有源逆变电路 137

3.4.2　实验2　安装、测试三相半波有源逆变电路 139

3.5　习题 141

第4章　全控型电力电子器件 143

4.1 门极可关断晶闸管GTO 143

4.1.1 GTO的结构与工作原理 143

4.1.2　GTO的特性与主要参数 144

4.1.3　GTO的驱动与保护 146

4.2　电力晶体管 148

4.2.1 电力晶体管的结构与工作原理 148

4.2.2　电力晶体管的特性与主要参数 149

4.2.3　电力晶体管的驱动与保护 151

4.3　电力场效应晶体管 152

4.3.1 电力场效应晶体管的结构与工作原理 152

4.3.2 电力场效应晶体管的特性与主要参数 153

4.3.3 电力场效应晶体管的驱动与保护 156

4.4　绝缘栅双极晶体管 158

4.4.1　绝缘栅双极晶体管的结构与工作原理 158

4.4.2　绝缘栅双极晶体管的特性与主要参数 159

4.4.3　绝缘栅双极晶体管的驱动与保护 161

4.5　其他全控型电力电子器件 164

4.5.1　集成门极换流晶闸管 164

4.5.2　MOS场控晶闸管 165

4.5.3　静电感应晶体管 166

4.5.4　静电感应晶闸管 166

4.5.5　功率集成电路 167

4.6　习题 167

第5章　无源逆变与变频电路 168

5.1　无源逆变电路 168

5.1.1　逆变电路的工作原理 168

5.1.2　基本逆变电路 171

5.2　谐振式逆变电路 172

5.2.1　并联谐振式逆变电路 172

5.2.2　串联谐振式逆变电路 174

5.3　变频电路 175

5.3.1　交—直—交变频电路 175

5.3.2　交—交变频电路 177

5.4　三相桥式逆变电路 182

5.4.1　三相电压型桥式逆变电路 182

5.4.2　三相电流型桥式逆变电路 183

5.5　PWM变频电路 184

5.5.1　PWM控制的基本原理 185

5.5.2　单相桥式PWM变频电路 186

5.5.3　三相桥式PWM变频电路 187

5.6　实验　安装、测试单相并联逆变器 188

5.7　习题 190

第6章　交流调压 192

6.1　单相交流调压与调功器 192

6.1.1　双向晶闸管 192

6.1.2　单相交流调压电路 195

6.1.3　KC05（KJ005）、KC06（KJ006）集成移相触发器 197

6.1.4　调功器 199

6.1.5 KC07（KJ007）、KC08（KJ008）集成过零触发器 203

6.2　三相交流调压电路 204

6.2.1 星形联结带中性线的三相交流调压电路 204

6.2.2　三相交流调压电路的其他连接方式 205

6.3 三相交流调压电路应用实例分析 206

6.4　实验 207

6.4.1　实验1　安装、测试单相交流调压电路 207

6.4.2　实验2　安装、测试三相交流调压电路 210

6.5　习题 211

第7章　直流斩波 213

7.1　降压式直流斩波电路 213

7.1.1 降压式直流斩波电路的工作原理 213

7.1.2　降压式直流斩波电路的工作过程分析 215

7.2　升降压式直流斩波电路 219

7.2.1 升压式直流斩波电路的工作原理 219

7.2.2　升降压式直流斩波电路的工作原理 219

7.3　可逆直流斩波电路 222

7.3.1　半桥式电流可逆斩波电路 222

7.3.2　全桥式可逆斩波电路 223

7.4　实验 228

7.4.1　实验1　安装、测试双象限直流斩波电路 228

7.4.2　实验2　安装、测试四象限直流斩波电路 230

7.5　习题 232

参考文献 233