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第一章 绪论1

1.1 课程内涵1

1.2 发展概况2

1.3 应用范围3

第二章 电力电子器件4

2.1 概述4

2.1.1 元件4

2.1.2 电力电子器件的特点5

2.1.3 电力电子器件的分类6

2.2 功率二极管6

2.2.1 结构与特性6

2.2.2 动态特性8

2.2.3 主要参数9

2.2.4 功率二极管的种类10

2.3 晶闸管11

2.3.1 结构和工作原理11

2.3.2 工作特性12

2.3.3 基本参数12

2.3.4 晶闸管的门极驱动13

2.3.5 晶闸管的保护14

2.3.6 其他类型晶闸管14

2.4 门极可关断晶闸管GTO15

2.4.1 结构与工作原理15

2.4.2 特性16

2.4.3 基本参数16

2.4.4 GTO的驱动17

2.5 双极型功率晶体管GTR17

2.5.1 结构与基本原理18

2.5.2 基本特性与安全工作区18

2.5.3 基本参数19

2.5.4 功率晶体管的驱动20

2.5.5 达林顿晶体管21

2.6 功率场效应管MOSFET21

2.6.1 结构与基本原理21

2.6.2 特性22

2.6.3 基本参数24

2.6.4 功率MOSFET的驱动与保护24

2.7 绝缘栅双极型晶体管IGBT25

2.7.1 结构与基本原理25

2.7.2 特性26

2.7.3 基本参数与安全工作区27

2.7.4 IGBT的驱动28

2.8 其他新型电力电子器件29

2.8.1 其他新型电力电子开关器件29

2.8.2 功率模块与功率集成电路30

2.9 电力电子开关器件的驱动电路32

2.10 电力电子开关器件的缓冲及保护电路34

2.10.1 缓冲电路34

2.10.2 保护电路35

2.11 电力电子开关器件的散热设计38

2.11.1 散热器的类型39

2.11.2 器件的功耗计算39

2.11.3 热传递模型建立40

2.12 隔离型电压电流传感电路41

习题及思考题42

第三章 交流—直流变换44

3.1 单相可控整流电路44

3.1.1 单相半波可控整流电路44

3.1.2 单相桥式全控整流电路48

3.1.3 单相半控桥式整流电路53

3.2 三相可控整流电路55

3.2.1 共阴极接法和共阳极接法55

3.2.2 三相半波可控整流电路56

3.2.3 三相全控桥式整流电路62

3.3 晶闸管的触发电路68

3.3.1 晶闸管元件对触发电路的要求69

3.3.2 单结晶体管触发电路70

3.3.3 集成触发电路82

3.4 晶闸管电路的保护86

3.4.1 过电流保护87

3.4.2 过电压保护89

习题及思考题95

第四章 直流—直流变换99

4.1 直流—直流变换电路的分类99

4.2 PWM控制的基本原理100

4.3 降压型变换器101

4.3.1 电流连续工作方式102

4.3.2 电流临界连续103

4.3.3 电压纹波问题104

4.4 升压型变换器105

4.4.1 电流连续方式106

4.4.2 电流临界连续工作方式108

4.4.3 BOOST电路应用108

4.5 升降压变换器109

4.5.1 电流连续方式110

4.5.2 电流临界连续工作方式110

4.5.3 间断电流工作方式110

4.6　库克变换器111

4.7　隔离型变换电路113

4.7.1　单端反激式电路（flyback电路）114

4.7.2　单端正激式电路（forward电路）115

习题及思考题117

第五章　直流—交流变换119

5.1 逆变器的类型和性能指标119

5.1.1 逆变器的类型119

5.1.2 逆变器性能指标119

5.2 逆变器原理及拓扑结构120

5.3 方波输出全桥逆变器122

5.3.1 逆变器稳态性能123

5.3.2 方波逆变器幅度控制125

5.4 其他类型逆变电路125

5.4.1 单相半桥电压型逆变电路125

5.4.2 带中心抽头变压器的逆变电路127

5.5 PWM控制逆变器127

5.5.1 单脉冲调制128

5.5.2 正弦脉冲宽度调制（SPWM）129

5.5.3 SPWM的实现131

5.5.4 SPWM的谐波分析134

5.5.5 跟踪型PWM逆变器135

5.6 三相全桥逆变器135

5.6.1 方波控制三相全桥逆变器136

5.6.2 三相SPWM逆变器138

习题及思考题139

第六章 软开关技术141

6.1 软开关的基本概念141

6.2 软开关的行为143

6.3 典型的软开关拓扑144

6.3.1 负载型谐振变换器144

6.3.2 谐振开关换流器145

6.3.3 谐振直流环148

习题及思考题149

第七章 直流电机150

7.1 直流电机的基本结构和工作原理150

7.1.1 直流电机的基本结构150

7.1.2 直流电机的基本工作原理153

7.1.3 直流电机的铭牌和额定值155

7.2 直流电机的分类及基本平衡方程式156

7.2.1 直流电机的分类156

7.2.2 直流发电机的基本平衡方程式157

7.2.3 直流电动机的基本平衡方程式159

7.3 直流发电机的基本运行特性160

7.3.1 他励直流发电机的基本运行特性160

7.3.2 并励直流发电机的基本运行特性162

7.3.3 复励直流发电机的基本运行特性164

7.4 直流电动机的机械特性165

7.4.1 他励直流电动机的机械特性165

7.4.2 并励直流电动机的机械特性169

7.4.3 串励直流电动机的机械特性169

7.4.4 复励直流电动机的机械特性171

7.4.5 生产机械的机械特性171

7.5 他励直流电动机的启动173

7.5.1 直流电动机的启动性能的技术指标173

7.5.2 直接启动173

7.5.3 降压启动174

7.5.4 在电枢回路中串接附加电阻启动174

7.6 他励直流电动机的调速176

7.6.1 改变电枢电压U调速176

7.6.2 改变电枢回路串接附加电阻Rad调速177

7.6.3 改变主磁通Ф调速178

7.7 他励直流电动机的制动178

7.7.1 能耗制动179

7.7.2 反接制动180

7.7.3 回馈制动183

习题及思考题185

第八章 交流电机188

8.1 三相异步电动机的构造188

8.2 三相异步电动机的工作原理190

8.2.1 旋转磁场190

8.2.2 三相异步电动机转子转动的原理192

8.2.3 转差率193

8.3 三相异步电动机的电路分析193

8.3.1 定子电路194

8.3.2 转子电路194

8.4 三相异步电动机的转矩与机械特性196

8.5 三相异步电动机的启动199

8.5.1 启动性能199

8.5.2 启动方法200

8.6 三相异步电动机的调速204

8.6.1 变频调速204

8.6.2 变极调速205

8.6.3 变转差率调速205

8.7 三相异步电动机的制动205

8.7.1 能耗制动206

8.7.2 反接制动206

8.7.3 发电反馈制动206

8.8 三相异步电动机的铭牌数据207

8.9 三相异步电动机的选择211

8.9.1 功率的选择211

8.9.2 种类和型式的选择213

8.9.3 电压和转速的选择213

8.10 同步电动机214

8.11 单相异步电动机215

8.11.1 电容分相式异步电动机215

8.11.2 罩极式异步电动机216

习题及思考题217

第九章 控制电机219

9.1 伺服电动机219

9.1.1 交流伺服电动机219

9.1.2 直流伺服电动机222

9.2 力矩电动机224

9.3 测速发电机225

9.3.1 直流测速发电机226

9.3.2 交流测速发电机227

9.4 自整角机229

9.4.1 结构特点230

9.4.2 控制式自整角机230

9.4.3 力矩式自整角机233

9.5 直线电动机234

9.5.1 直线异步电动机的结构234

9.5.2 直线异步电动机的工作原理235

9.5.3 直线电动机的特点及应用236

9.6 步进电动机236

9.6.1 典型结构和工作原理237

9.6.2 基本特点239

习题及思考题241

第十章 电器与可编程序控制器241

10.1 低压电器控制系统243

10.1.1 常用低压电器243

10.1.2 电器控制线路中常用的基本线路255

10.1.3 电器控制线路应用实例分析258

10.2 可编程序控制器（OMRON C系列）266

10.2.1 PLC的基本结构和工作方式266

10.2.2 PLC数据存储器的分配272

10.2.3 PLC的指令系统274

10.2.4 PLC的应用281

10.2.5 PLC控制系统的开发步骤290

习题及思考题296

第十一章 直流调速系统298

11.1 直流调速系统的共性298

11.1.1 直流调速的组成及分类299

11.1.2 直流调速系统的技术指标300

11.2 晶闸管整流直流调速系统303

11.2.1 单闭环直流调速系统303

11.2.2 转速、电流双闭环直流调速系统311

11.2.3 可逆直流调速系统314

11.3 PWM直流调速系统318

11.3.1 PWM直流调速系统的组成318

11.3.2 PWM直流调速系统的静动态分析及其主要特点323

11.4 数字化直流调速系统325

11.4.1 数字化直流调速系统的主要优点及特点325

11.4.2 数字化直流调速系统的组成326

11.4.3 数字化可逆直流调速系统327

习题及思考题328

第十二章 交流调速系统330

12.1 交—直—交变频调速系统330

12.1.1 交—直—交电压型变频调速系统330

12.1.2 交—直—交电流型变频调速系统334

12.2 PWM变频调速系统337

12.3 交—交变频调速系统341

12.4 矢量控制系统343

12.4.1 矢量控制的基本概念343

12.4.2 矢量控制方程及磁链观测模型350

12.4.3 矢量控制变频调速系统352

习题及思考题352

第十三章 发配电技术354

13.1 发配电原理354

13.1.1 电力系统概述354

13.1.2 电力系统中的基本元件358

13.1.3 发电厂和变电所的分类362

13.1.4 电气主接线图363

13.2 继电保护369

13.2.1 继电保护概述369

13.2.2 计算机继电保护374

13.3 电站实例376

13.3.1 大型电厂的接线实例376

13.3.2 中、小型电厂接线实例378

习题及思考题379

第十四章 教学实验380

实验一 直流斩波电路计算机仿真380

实验二 直流斩波与IGBT驱动、保护电路测试381

实验三 三相异步电机的继电接触控制384

实验四 可编程序控制器实验386

参考文献388