描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122256003
编辑推荐
1.本书以电力电子器件为核心，介绍晶闸管、GTR、GT0、功率MOSFET、IGBT、MCT、IPM等器件的工作原理、参数、驱动与保护。2.本书强化概念，突出应用，对典型应用电路作应用分析，通过本书的学习提高分析问题和解决问题的能力，提高技能操作水平。3.采用“教、学、做”一体化教学模式编写，每个项目后有思考题和习题，有实训指导，符合职业教育的要求，
内容简介
本书以电力电子器件为核心，介绍晶闸管、GTR、GT0、功率MOSFET、IGBT、MCT、IPM等器件的工作原理、参数、驱动与保护，从应用的角度出发，结合先进的控制技术，强调电力电子器件在可控整流技术、交流调压技术、逆变技术和直流斩波技术等电源变换技术方面的典型应用。 本书可作为电气控制、机电一体化及应用电子技术等专业职业院校的教材，也可作为电工及从事电气操作相关人员的学习用书，还可供企业有关工程技术人员参考。
目 录
绪论1
项目1电力电子器件4
1.1电力二极管4
1.1.1结构和伏安特性5
1.1.2主要参数6
1.1.3型号及选择原则6
1.2晶闸管8
1.2.1晶闸管的结构8
1.2.2晶闸管的导通关断条件8
1.2.3晶闸管的工作原理10
1.2.4晶闸管的阳极伏安特性及主要参数11
1.2.5晶闸管的门极伏安特性及主要参数15
1.2.6晶闸管的简易测试15
1.3其他类型晶闸管16
1.3.1双向晶闸管16
1.3.2可关断晶闸管20
1.3.3快速晶闸管24
1.3.4逆导晶闸管25
1.3.5光控晶闸管25
1.4电力晶体管（GTR）25
1.4.1电力晶体管的结构与工作原理26
1.4.2电力晶体管的特性与参数29
1.4.3电力晶体管的基极驱动与缓冲电路30
1.5电力场效应晶体管（电力MOSFET）34
1.5.1电力场效应晶体管的结构与特性35
1.5.2电力场效应晶体管的主要参数38
1.5.3电力场效应晶体管的栅极驱动与保护38
1.6绝缘栅双极晶体管（IGBT）42
1.6.1IGBT的工作原理与特性参数42
1.6.2IGBT的电压、电流额定值的选择46
1.6.3IGBT的驱动电路47
1.6.4IGBT的保护49
1.7其他新型电力电子元件51
1.7.1MOS控制晶闸管(MCT)51
1.7.2静电感应晶体管(SIT)53
1.7.3静电感应晶闸管(SITH)55
1.7.4集成门极换流晶闸管(IGCT)57
1.7.5智能功率模块IPM58
小结59
思考题与习题63
实训1.1SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性66
实训1.2GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路67
项目2可控整流电路70
2.1单相半波可控整流电路70
2.1.1电阻性负载70
2.1.2电感性负载72
2.1.3晶闸管的触发电路76
2.2单相桥式全控整流电路78
2.2.1电阻性负载78
2.2.2电感性负载80
2.2.3反电动势负载83
2.3单相桥式半控整流电路84
2.3.1电阻性负载85
2.3.2电感性负载85
2.3.3单结晶体管触发电路89
2.4三相半波可控整流电路93
2.4.1电阻性负载93
2.4.2电感性负载97
2.4.3三相半波共阳极可控整流电路98
2.5三相桥式全控整流电路100
2.5.1工作原理和波形分析100
2.5.2主要参数关系102
2.5.3反电动势负载102
2.6三相桥式半控整流电路103
2.6.1电阻性负载103
2.6.2电感性负载104
2.7带平衡电抗器的双反星形可控整流电路105
2.7.1电路原理105
2.7.2波形分析106
2.8整流电路的换相压降与外特性109
2.8.1换相期间的输出电压109
2.8.2换相重叠角γ110
2.8.3可控整流电路的外特性111
2.8.4变压器漏抗对整流电路的其他影响111
2.9同步电压为锯齿波的触发电路112
2.9.1同步环节112
2.9.2锯齿波形成及脉冲移相环节113
2.9.3脉冲形成、放大和输出环节114
2.9.4双脉冲形成环节115
2.9.5强触发及脉冲封锁环节116
2.10集成触发电路116
2.10.1KC04与KC41C组成的三相全控桥集成触发电路116
2.10.2波形分析116
2.11触发脉冲与主电路电压的同步119
2.11.1同步的意义119
2.11.2实现同步的方法119
2.11.3定相举例121
2.12可控整流电路应用实例分析122
2.12.1一体化三相桥式全控整流模块122
2.12.2直流电动机拖动控制123
2.12.3直流稳压电源123
小结124
思考题与习题125
实训2.1单相半波可控整流电路127
实训2.2单相桥式半控整流电路129
实训2.3锯齿波同步移相触发电路131
实训2.4三相半波可控整流电路133
实训2.5三相桥式半控整流电路134
实训2.6三相桥式全控整流电路137
项目3交流调压电路140
3.1单相交流调压140
3.1.1电阻负载140
3.1.2电感性负载142
3.1.3晶闸管交流稳压电路142
3.1.4相位控制器144
3.2三相交流调压146
3.2.1星形连接带中性线的三相交流调压电路146
3.2.2晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路147
3.2.3用三对反并联晶闸管连接成三相三线交流调压电路147
3.2.4三个晶闸管连接与星形负载中性点的三相交流调压电路148
3.3三相交流调压应用实例150
3.3.1全隔离三相交流调压模块150
3.3.2交流电动机软启动152
3.3.3晶闸管电解、电镀电源154
3.3.4小功率白炽灯调光电路155
3.3.5三相自动控温电热炉155
3.3.6由过零触发开关电路组成的单相交流调功器156
3.3.7固态开关158
小结159
思考题与习题160
实训3.1采用两个晶闸管反并联的单相交流调压电路161
实训3.2采用双向晶闸管的单相交流调压电路163
项目4逆变电路165
4.1有源逆变的工作原理165
4.1.1功率的传递165
4.1.2有源逆变的工作原理166
4.1.3逆变失败与逆变角限制167
4.2有源逆变应用电路168
4.2.1三相半波有源逆变电路169
4.2.2三相全控桥式有源逆变电路170
4.2.3绕线转子感应电动机的串级调速174
4.3无源逆变基本电路175
4.3.1逆变器的工作原理175
4.3.2基本逆变器电路176
4.4电压型和电流型逆变器178
4.4.1电压型逆变器178
4.4.2电流型逆变器179
4.5负载换流式逆变电路180
4.5.1并联谐振式逆变电路181
4.5.2串联谐振式逆变电路182
4.6脉宽调制（PWM）型逆变电路183
4.6.1PWM控制的基本原理184
4.6.2PWM逆变电路的控制方式185
4.6.3三相桥式PWM逆变电器186
4.7逆变电路应用实例分析187
4.7.1变频器结构原理187
4.7.2高压直流输电189
小结190
思考题与习题190
实训4.1单相桥式全控整流及有源逆变电路191
实训4.2三相桥式有源逆变电路193
实训4.3三相SPWM变频电路196
项目5直流斩波电路197
5.1降压式斩波电路197
5.1.1基本斩波器的工作原理197
5.1.2电流连续的导通工作模式199
5.1.3电流不连续的导通工作模式200
5.1.4输出电压纹波201
5.2升压式斩波电路203
5.2.1电流连续导通的工作模式203
5.2.2电流不连续导通的工作模式204
5.2.3输出电压纹波205
5.3升降压式斩波电路206
5.3.1电流连续导通的工作模式206
5.3.2电流不连续导通工作模式208
5.3.3输出电压的纹波208
5.3.4库克直流斩波电路209
5.4直流斩波电路应用实例分析210
5.4.1TGCⅠ型无轨电车晶闸管斩波调速装置210
5.4.2全控型器件组成的斩波电路应用实例212
5.4.3感应加热电源213
5.4.4开关稳压电源213
5.4.5IGBT斩波器控制板218
5.4.6有刷电机控制器219
小结220
思考题与习题221
实训直流斩波电路原理222
参考文献224
项目1电力电子器件4
1.1电力二极管4
1.1.1结构和伏安特性5
1.1.2主要参数6
1.1.3型号及选择原则6
1.2晶闸管8
1.2.1晶闸管的结构8
1.2.2晶闸管的导通关断条件8
1.2.3晶闸管的工作原理10
1.2.4晶闸管的阳极伏安特性及主要参数11
1.2.5晶闸管的门极伏安特性及主要参数15
1.2.6晶闸管的简易测试15
1.3其他类型晶闸管16
1.3.1双向晶闸管16
1.3.2可关断晶闸管20
1.3.3快速晶闸管24
1.3.4逆导晶闸管25
1.3.5光控晶闸管25
1.4电力晶体管（GTR）25
1.4.1电力晶体管的结构与工作原理26
1.4.2电力晶体管的特性与参数29
1.4.3电力晶体管的基极驱动与缓冲电路30
1.5电力场效应晶体管（电力MOSFET）34
1.5.1电力场效应晶体管的结构与特性35
1.5.2电力场效应晶体管的主要参数38
1.5.3电力场效应晶体管的栅极驱动与保护38
1.6绝缘栅双极晶体管（IGBT）42
1.6.1IGBT的工作原理与特性参数42
1.6.2IGBT的电压、电流额定值的选择46
1.6.3IGBT的驱动电路47
1.6.4IGBT的保护49
1.7其他新型电力电子元件51
1.7.1MOS控制晶闸管(MCT)51
1.7.2静电感应晶体管(SIT)53
1.7.3静电感应晶闸管(SITH)55
1.7.4集成门极换流晶闸管(IGCT)57
1.7.5智能功率模块IPM58
小结59
思考题与习题63
实训1.1SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性66
实训1.2GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路67
项目2可控整流电路70
2.1单相半波可控整流电路70
2.1.1电阻性负载70
2.1.2电感性负载72
2.1.3晶闸管的触发电路76
2.2单相桥式全控整流电路78
2.2.1电阻性负载78
2.2.2电感性负载80
2.2.3反电动势负载83
2.3单相桥式半控整流电路84
2.3.1电阻性负载85
2.3.2电感性负载85
2.3.3单结晶体管触发电路89
2.4三相半波可控整流电路93
2.4.1电阻性负载93
2.4.2电感性负载97
2.4.3三相半波共阳极可控整流电路98
2.5三相桥式全控整流电路100
2.5.1工作原理和波形分析100
2.5.2主要参数关系102
2.5.3反电动势负载102
2.6三相桥式半控整流电路103
2.6.1电阻性负载103
2.6.2电感性负载104
2.7带平衡电抗器的双反星形可控整流电路105
2.7.1电路原理105
2.7.2波形分析106
2.8整流电路的换相压降与外特性109
2.8.1换相期间的输出电压109
2.8.2换相重叠角γ110
2.8.3可控整流电路的外特性111
2.8.4变压器漏抗对整流电路的其他影响111
2.9同步电压为锯齿波的触发电路112
2.9.1同步环节112
2.9.2锯齿波形成及脉冲移相环节113
2.9.3脉冲形成、放大和输出环节114
2.9.4双脉冲形成环节115
2.9.5强触发及脉冲封锁环节116
2.10集成触发电路116
2.10.1KC04与KC41C组成的三相全控桥集成触发电路116
2.10.2波形分析116
2.11触发脉冲与主电路电压的同步119
2.11.1同步的意义119
2.11.2实现同步的方法119
2.11.3定相举例121
2.12可控整流电路应用实例分析122
2.12.1一体化三相桥式全控整流模块122
2.12.2直流电动机拖动控制123
2.12.3直流稳压电源123
小结124
思考题与习题125
实训2.1单相半波可控整流电路127
实训2.2单相桥式半控整流电路129
实训2.3锯齿波同步移相触发电路131
实训2.4三相半波可控整流电路133
实训2.5三相桥式半控整流电路134
实训2.6三相桥式全控整流电路137
项目3交流调压电路140
3.1单相交流调压140
3.1.1电阻负载140
3.1.2电感性负载142
3.1.3晶闸管交流稳压电路142
3.1.4相位控制器144
3.2三相交流调压146
3.2.1星形连接带中性线的三相交流调压电路146
3.2.2晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路147
3.2.3用三对反并联晶闸管连接成三相三线交流调压电路147
3.2.4三个晶闸管连接与星形负载中性点的三相交流调压电路148
3.3三相交流调压应用实例150
3.3.1全隔离三相交流调压模块150
3.3.2交流电动机软启动152
3.3.3晶闸管电解、电镀电源154
3.3.4小功率白炽灯调光电路155
3.3.5三相自动控温电热炉155
3.3.6由过零触发开关电路组成的单相交流调功器156
3.3.7固态开关158
小结159
思考题与习题160
实训3.1采用两个晶闸管反并联的单相交流调压电路161
实训3.2采用双向晶闸管的单相交流调压电路163
项目4逆变电路165
4.1有源逆变的工作原理165
4.1.1功率的传递165
4.1.2有源逆变的工作原理166
4.1.3逆变失败与逆变角限制167
4.2有源逆变应用电路168
4.2.1三相半波有源逆变电路169
4.2.2三相全控桥式有源逆变电路170
4.2.3绕线转子感应电动机的串级调速174
4.3无源逆变基本电路175
4.3.1逆变器的工作原理175
4.3.2基本逆变器电路176
4.4电压型和电流型逆变器178
4.4.1电压型逆变器178
4.4.2电流型逆变器179
4.5负载换流式逆变电路180
4.5.1并联谐振式逆变电路181
4.5.2串联谐振式逆变电路182
4.6脉宽调制（PWM）型逆变电路183
4.6.1PWM控制的基本原理184
4.6.2PWM逆变电路的控制方式185
4.6.3三相桥式PWM逆变电器186
4.7逆变电路应用实例分析187
4.7.1变频器结构原理187
4.7.2高压直流输电189
小结190
思考题与习题190
实训4.1单相桥式全控整流及有源逆变电路191
实训4.2三相桥式有源逆变电路193
实训4.3三相SPWM变频电路196
项目5直流斩波电路197
5.1降压式斩波电路197
5.1.1基本斩波器的工作原理197
5.1.2电流连续的导通工作模式199
5.1.3电流不连续的导通工作模式200
5.1.4输出电压纹波201
5.2升压式斩波电路203
5.2.1电流连续导通的工作模式203
5.2.2电流不连续导通的工作模式204
5.2.3输出电压纹波205
5.3升降压式斩波电路206
5.3.1电流连续导通的工作模式206
5.3.2电流不连续导通工作模式208
5.3.3输出电压的纹波208
5.3.4库克直流斩波电路209
5.4直流斩波电路应用实例分析210
5.4.1TGCⅠ型无轨电车晶闸管斩波调速装置210
5.4.2全控型器件组成的斩波电路应用实例212
5.4.3感应加热电源213
5.4.4开关稳压电源213
5.4.5IGBT斩波器控制板218
5.4.6有刷电机控制器219
小结220
思考题与习题221
实训直流斩波电路原理222
参考文献224
前 言
《变流技术及应用》是根据*高职高专自动化类专业建设与教学改革研讨会会议精神，编写的教学用书。《变流技术及应用》课程是机电类专业的一门重要的技术基础课。为适应职业技术教育的迅速发展，根据国家*对高等职业技术院校的教学要求，在教学实施中，采用“教、学、做”一体化的教学模式，对教学内容进行调整，减少理论内容，结合生产实际应用，增加实训内容，形成了一定的教学特色，本书也正是在此基础上编写而成的。
本书主要内容有：常用电力电子器件(功率二极管，晶闸管、可关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管)的工作原理与使用特性，上述器件组成的可控整流电路、交流调压电路、逆变电路、直流斩波电路的工作原理与用途，并附有典型的应用实例。
本书在编写中紧紧围绕电力电子器件的应用，力求将复杂理论分析简化，定性说明并将其实用化，将器件、电路与应用有机结合。编写时力求在保证必需的基础理论与常规技术的同时，充分考虑教材的应用性，以满足高等职业技术学校的需要。在编写内容上力求精选内容，叙述尽量深入浅出，每项目后附有思考题与习题，有实训指导，以期符合职业教学要求，做到学用结合的效果。
本书可用作高等职业技术学校“工业电气自动化”“电气技术”等相关专业的教学用书，为培养生产线高级应用型人才服务，也可供从事电工技术的工程技术人员参考。
本书由魏连荣任主编，朱益江、魏弢任副主编，编写分工：魏连荣编写项目1、2及其实训部分，朱益江编写项目3，魏弢编写项目4，李秀斌编写项目5，白岩峰编写项目３、４、５的实训部分，全书由魏连荣负责统稿。
本书在编写过程中，参阅了部分兄弟院校的教材文献资料，参考了生产厂家的产品说明书，在此向所有参考文献的作者表示衷心的感谢。本书在编写过程中得到吉红、严昆、韩睿群、刘彦磊、张佳、秦立芳、纪文华、徐霁堂、赵建松、陶英杰、张楠各位老师的指导和帮助，在此表示感谢。
由于编者水平所限，不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
本书主要内容有：常用电力电子器件(功率二极管，晶闸管、可关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管)的工作原理与使用特性，上述器件组成的可控整流电路、交流调压电路、逆变电路、直流斩波电路的工作原理与用途，并附有典型的应用实例。
本书在编写中紧紧围绕电力电子器件的应用，力求将复杂理论分析简化，定性说明并将其实用化，将器件、电路与应用有机结合。编写时力求在保证必需的基础理论与常规技术的同时，充分考虑教材的应用性，以满足高等职业技术学校的需要。在编写内容上力求精选内容，叙述尽量深入浅出，每项目后附有思考题与习题，有实训指导，以期符合职业教学要求，做到学用结合的效果。
本书可用作高等职业技术学校“工业电气自动化”“电气技术”等相关专业的教学用书，为培养生产线高级应用型人才服务，也可供从事电工技术的工程技术人员参考。
本书由魏连荣任主编，朱益江、魏弢任副主编，编写分工：魏连荣编写项目1、2及其实训部分，朱益江编写项目3，魏弢编写项目4，李秀斌编写项目5，白岩峰编写项目３、４、５的实训部分，全书由魏连荣负责统稿。
本书在编写过程中，参阅了部分兄弟院校的教材文献资料，参考了生产厂家的产品说明书，在此向所有参考文献的作者表示衷心的感谢。本书在编写过程中得到吉红、严昆、韩睿群、刘彦磊、张佳、秦立芳、纪文华、徐霁堂、赵建松、陶英杰、张楠各位老师的指导和帮助，在此表示感谢。
由于编者水平所限，不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2015年8月
书摘插画
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