电力电子技术(第3版)(微课版)

“十三五”职业教育国家规划教材
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徐立娟 (主编)

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1. ”十三五“职业教育国家规划教材。省级精品课配套教材。
2. 以典型电力电子电路调试过程组织教学内容。
3. 以项目为载体,适合理论实践一体化教学
4. 构建立体化教学资源,提高教学效果

内容摘要

本书以5个电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体,由浅入深地介绍了电力电子技术中的常用电力电子器件(晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘门极晶体管)的工作原理及特性,电力电子电路(单相和三相可控整流电路、交流调压电路、逆变电路、直流斩波电路)的工作原理,晶闸管触发电路(单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路、集成触发器及数字触发器),新型电力电子器件和光伏发电中的电力电子技术等内容。
  本书可供高等职业技术学院、高等专科学校、职工大学的电气工程类专业、应用电子类专业、机电一体化专业选用,也可供工程技术人员参考,并可作为培训教材。

目录

目 录

绪论 1
一、什么是电力电子技术 1
二、电力电子技术的发展 1
三、电力电子技术的主要功能 2
四、电力电子技术的应用 2
五、本教材的教学建议 3

项目一 单相半波整流调光灯电路 5
任务一 晶闸管及其导通关断条件测试 6
一、任务描述与目标 6
二、相关知识 6
(一)晶闸管结构及导通关断条件 6
(二)晶闸管的阳极伏安特性 9
(三)晶闸管主要参数 9
(四)晶闸管命名及型号含义 12
三、任务实施 13
(一)晶闸管测试 13
(二)晶闸管导通关断条件测试 14
四、总结与提升 16
(一)晶闸管好坏的判断 16
(二)晶闸管导通关断原理 17
(三)晶闸管的选择 17
五、习题与思考 18
任务二 单结晶体管及单结晶体管触发电路测试 19
一、任务描述与目标 19
二、相关知识 19
(一)单结晶体管的结构及测试方法 19
(二)单结晶体管伏安特性及主要参数 22
(三)单结晶体管自激振荡电路 24
(四)单结晶体管触发电路 24
三、任务实施 26
(一)单结晶体管测试 26
(二)单结晶体管触发电路调试 27
四、总结与提升 28
(一)单结晶体管触发电路的移相范围 28
(二)单结晶体管构成的其他触发电路 29
(三)触发电路元件的选择 30
五、习题与思考 31
任务三 单相半波可控整流电路调试 31
一、任务描述与目标 31
二、相关知识 31
(一)单相半波可控整流电路结构 31
(二)单相半波可控整流电路电阻负载工作原理 32
(三)单相半波可控整流电路电感性负载工作原理 36
三、任务实施 39
(一)单相半波可控整流电路电阻性负载调试 39
(二)单相半波可控整流电路电感性负载调试 41
四、总结与提升 43
(一)单相半波可控整流电路电阻性负载相关参数计算 43
(二)单相半波可控整流电路电阻电感性负载相关参数计算 44
五、习题与思考 46

项目二 单相桥式全控整流调光灯电路 47
任务一 锯齿波同步触发电路调试 48
一、任务描述与目标 48
二、相关知识 48
(一)锯齿波同步触发电路的组成 48
(二)锯齿波同步触发电路工作原理及波形分析 49
三、任务实施 50
四、总结与提升——锯齿波同步触发电路的其他环节 52
五、习题与思考 54
任务二 西门子TCA785集成触发电路调试 54
一、任务描述与目标 54
二、相关知识 55
(一)西门子TCA785介绍 55
(二)西门子TCA785集成触发电路 58
三、任务实施 59
四、总结与提升——TCA785构成宽频率范围的单相晶闸管触发器 61
五、习题与思考 62
任务三 单相桥式全控整流电路调试 63
一、任务描述与目标 63
二、相关知识 63
(一)单相桥式全控整流电路结构 63
(二)单相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理 63
(三)单相桥式全控整流电路电感性负载工作原理 65
(四)单相桥式全控整流电路电感性负载接续流二极管电路工作原理 66
三、任务实施 67
(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载调试 67
(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载调试 69
四、总结与提升 71
(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载相关参数计算 71
(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载不接续流二极管相关参数计算 72
(三)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载接续流二极管相关参数计算 72
五、习题与思考 74

项目三 单相交流调压调光灯电路 75
任务一 双向晶闸管及其测试 75
一、任务描述与目标 75
二、相关知识 76
(一)双向晶闸管的结构及测试方法 76
(二)双向晶闸管的特性与主要参数 77
(三)双向晶闸管的触发方式 80
(四)双向晶闸管命名及型号含义 80
三、任务实施 81
四、总结与提升 82
(一)普通晶闸管和双向晶闸管的判别 82
(二)双向晶闸管的触发原理 82
五、习题与思考 83
任务二 单相交流调压电路调试 83
一、任务描述与目标 83
二、相关知识 84
(一)双向晶闸管触发电路 84
(二)单相交流调压电路 86
三、任务实施 89
(一)双向晶闸管实现的单相交流调压电路调试 89
(二)普通晶闸管反并联实现的单相交流调压电路调试 90
四、总结与提升 92
(一)电阻电感性负载时阻抗角的确定 92
(二)电阻电感负载时参数计算 92
五、习题与思考 93

项目四 同步电机励磁电源电路 94
任务一 三相集成触发电路调试 95
一、任务描述与目标 95
二、相关知识 95
(一)KC04移相集成触发器 95
(二)KC41C六路双脉冲形成器 96
(三)KC04、KC41C组成的三相集成触发电路 97
三、任务实施 98
四、总结与提升 101
(一)MC787和MC788集成触发器简介 101
(二)TC787/TC788内部结构及工作原理 102
五、习题与思考 103
任务二 三相半波可控整流电路调试 103
一、任务描述与目标 103
二、相关知识 104
(一)三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算 104
(二)三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数计算 107
(三)三相半波可控整流电路电感性负载接续流二极管时工作原理及参数计算 109
三、任务实施 110
四、总结与提升 112
(一)共阳极的三相半波可控整流电路工作原理 112
(二)三相半波可控整流电路常见故障分析 113
五、习题与思考 113
任务三 三相桥式全控整流电路调试 114
一、任务描述与目标 114
二、相关知识 114
(一)三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算 114
(二)三相桥式全控整流电路大电感负载不接续流二极管时工作原理及参数计算 117
(三)三相桥式全控整流电路大电感负载接续流二极管时工作原理及参数计算 119
三、任务实施 120
四、总结与提升 122
(一)触发电路与主电路电压的同步 122
(二)三相桥式全控整流电路常见故障分析 124
(三)整流电路的保护 125
五、习题与思考 127
任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 128
一、任务描述与目标 128
二、相关知识 128
(一)有源逆变的工作原理 128
(二)逆变失败与逆变角的限制 130
(三)三相全控桥有源逆变电路 132
三、任务实施 132
四、总结与提升 134
(一)晶闸管直流电动机可逆拖动系统概述 134
(二)逻辑控制无环流可逆电路 135
(三)有环流反并联可逆系统 136
五、习题与思考 137

项目五 开关电源电路 138
任务一 GTR、MOSFET、IGBT、GTO及其测试 139
一、任务描述与目标 139
二、相关知识 139
(一)GTR(大功率晶体管) 139
(二)Power MOSFET(功率场效应晶体管) 146
(三)IGBT(绝缘门极晶体管) 151
(四)GTO(可关断晶闸管) 154
三、任务实施 158
四、习题与思考 160
任务二 DC/DC变换电路调试 160
一、任务描述与目标 160
二、相关知识 161
(一)DC/DC电路的工作原理 161
(二)开关状态控制电路 164
(三)其他电路 169
三、任务实施 170
四、总结与提升——软开关技术 172
五、习题与思考 174

项目六 中频感应加热电源电路 176
任务一 认识中频感应加热电源 176
一、任务描述与目标 176
二、相关知识 177
(一)感应加热的原理与发展历史 177
(二)中频感应加热电源的用途 178
(三)中频感应加热电源的组成 179
三、习题与思考 182
任务二 数字移相触发电路 182
一、任务描述与目标 182
二、相关知识 182
(一)数字移相触发电路组成 182
(二)数字移相触发电路工作原理 183
三、任务实施 185
四、总结与提升——基于单片机的晶闸管触发电路 187
五、习题与思考 190
任务三 中频感应加热电源主电路调试 190
一、任务描述与目标 190
二、相关知识 190
(一)逆变的基本概念和换流方式 190
(二)单相并联谐振逆变电路 192
(三)逆变触发电路 194
(四)逆变主电路的启动与保护 197
三、任务实施 200
四、总结与提升 203
(一)单相串联谐振逆变电路 203
(二)中频感应加热电源常见故障的诊断 204
五、习题与思考 206

项目七 变频器逆变电路 207
任务一 认识变频器 207
一、任务描述与目标 207
二、相关知识 208
(一)变频器的用途 208
(二)变频器的基本结构 208
(三)变频器主电路结构 210
三、习题与思考 214
任务二 脉宽调制型逆变电路调试 215
一、任务描述与目标 215
二、相关知识 215
(一)PWM的基本原理 215
(二)单相桥式PWM变频电路工作原理 216
(三)三相桥式PWM变频电路的工作原理 219
(四)PWM变频电路的调制控制方式 220
三、任务实施 222
(一)单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路 222
(二)三相正弦波脉宽调制SPWM电路调试 224
四、总结与提升——SPWM波形的生成 225
五、习题与思考 226

项目八 拓展项目 227
任务一 认识新型电力电子器件 227
一、任务描述与目标 227
二、相关知识 228
(一)集成门极换流晶闸管(IGCT) 228
(二)MOS控制晶闸管(MCT) 230
(三)发射极关断晶闸管(ETO) 231
三、习题与思考 233
任务二 光伏发电中的电力电子技术 233
一、任务描述与目标 233
二、相关知识 234
(一)光伏发电概述 234
(二)光伏发电中的电力电子技术 235
三、习题与思考 240

附录 241
参考文献 287

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作者介绍

徐立娟:教授、高级工程师、高级技师、维修电工高级考评员证。20年来一直致力于电力电子技术方面的研究,负责国家示范校重点专业建设、主持省级精品课程1门、省“十一五”教育规划课题1项、主要参与两门国家精品课程建设、主编公开出版教材3本、校本教材4本、参编教材4本、主审教材3本、公开发表论文10多篇,主持或参与应用技术研究项目5项 ,主编教材3部,其中”十三五“职业教育国家规划教材1部。

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