内容简介
本书涵盖了电力电子技术的基本内容,运用自下而上的方法,突出自器件到系统设备的介绍方法,着重分析技术应用。内容涉及功率开关器件的转换方法其独特的方法,半导体器件的特性,并讨论了这些设备的功率转换应用,还包含了灵活交流输电系统(FACTS)静态开关、电源、直流驱动器和AC驱动器四个方面的应用程序。本书是第4版,相比前一版,删除了静态开关的内容,增加了DC- DC变换器的平均模型、最先进的空间矢量调制技术、集成门极驱动电路等。
作译者
[美] 穆罕默德 ·H.拉什德(Muhammad H. Rashid) 著:穆罕默德·H.拉什德(Muhammad H. Rashid)博士,著名的电气工程专家和电气工程教育专家,目前为西佛罗里达大学电气工程及计算机系教授, IET fellow, IEEE life fellow。拉什德博士毕业于英国伯明翰大学,曾任普渡大学电气与计算机工程系教授,并兼任系主任,有着多年电力电子教学与科研的经验。他曾在美国,加拿大,英国,沙特阿拉伯等多地进行教学和研究工作,在工业界与学术界都享有盛名。拉什德博士出版了17部专著,发表过160篇学术论文,本书第四版获得业界广泛认可,并被译成西班牙文、葡萄牙文、印尼文、韩文、意大利文、中文,以及波斯文等多种语言。由于在研究和教育领域的杰出贡献,拉什德博士曾获得了多项IEEE殊荣。
目录
出版者的话
译者序
前言
致谢
第1章简介
11电力电子学的应用
12电力电子学的历史
13电力电子电路的分类
14电力电子器件的设计
15确定波形的RMS值
16外围效应
17开关器件的特性和指标
18功率半导体器件
19电力电子器件的控制特性
110器件选择
111功率模块
112智能模块
113电力电子的期刊及会议
本章小结
参考文献
复习题
习题
第一部分功率二极管和整流器
第2章功率二极管及开关RLC电路
21引言
22半导体基础
23二极管特性
24反向恢复特性
25功率二极管的种类
26碳化硅二极管
27碳化硅肖特基二极管
28SPICE二极管模型
29串联二极管
210并联二极管
211带RC负载的二极管电路
212带RL负载的二极管电路
213带LC负载的二极管电路
214带RLC负载的二极管电路
215RL负载与续流二极管
216利用二极管进行能量回收
本章小结
参考文献
复习题
习题
第3章二极管整流器
31引言
32性能参数
33单相全波整流器
34带RL负载的单相全波整流器
35带高度感性负载的单相全波整流器
36多相星形整流器
37三相桥式整流器
38带RL负载的三相桥式整流器
39带高度感性负载的三相整流器
310二极管整流器的比较
311整流器电路设计
312经过LC滤波器的输出电压
313电源和负载电感的影响
314选择电感器和电容器的实际考虑
本章小结
参考文献
复习题
习题
第二部分功率晶体管和DC-DC变换器
第4章功率晶体管
41引言
42碳化硅晶体管
43电力MOSFET
44COOLMOS
45JFET
46双极结型晶体管
47IGBT
48SIT
49晶体管的对比
410功率晶体管的降额
411di/dt和dv/dt的限制
412串并联运行
413SPICE模型
414MOSFET门极驱动
415JFET门极驱动
416BJT基极驱动
417门极和基极驱动的隔离
418门极驱动电路的芯片
本章小结
参考文献
复习题
习题
第5章DC-DC变换器
51引言
52DC-DC变换器的性能参数
53降压工作的原理
54带阻感性负载的降压型变换器
55升压工作的原理
56带阻性负载的升压型变换器
57频率限制参数
58变换器分类
59开关稳压源
510稳压源间的比较
511多输出boost变换器
512二极管整流器供电的boost变换器
513变换器的平均模型
514稳压源的状态空间分析
515输入滤波器及变换器的设计问题
516变换器的驱动电路
本章小结
参考文献
复习题
习题
第三部分逆变器
第6章DCAC变换器
61引言
62性能指标
63工作原理
64单相桥式逆变器
65三相逆变器
66单相逆变器的电压控制
67三相逆变器的电压控制
68谐波消除技术
69电流源型逆变器
610可变直流环节逆变器
611升压逆变器
612逆变器主电路设计
本章小结
参考文献
复习题
习题
第7章谐振脉冲逆变器
71引言
72串联谐振逆变器
73串联谐振逆变器的频率响应
74并联谐振逆变器
75谐振逆变器的电压控制
76E类谐振逆变器
77E类谐振整流器
78零电流开关谐振变换器
79零电压开关谐振变换器
710零电流及零电压开关谐振变换器之间的比较
711二象限ZVS谐振变换器
712直流母线谐振逆变器
本章小结
参考文献
复习题
习题
第8章多电平逆变器
81引言
82多电平的概念
83多电平逆变器的类型
84二极管钳位型多电平逆变器
85飞跨电容型多电平逆变器
86级联型多电平逆变器
87应用
88开关管电流
89直流电容电压平衡
810多电平逆变器的特点
811多电平逆变器的比较
本章小结
参考文献
复习题
习题
第四部分晶闸管与晶闸管变换器
第9章晶闸管
91引言
92晶闸管特性
93晶闸管的双晶体管模型
94晶闸管的导通
95晶闸管的截止
96晶闸管类型
97晶闸管的串联运行
98晶闸管的并联运行
99di/dt保护
910dv/dt保护
911晶闸管的SPICE模型
912DIAC
913晶闸管触发电路
914单结晶体管
915可编程单结晶体管
本章小结
参考文献
复习题
习题
第10章可控整流器
101引言
102单相单全桥变换器整流
103单相双全桥变换器整流
104三相桥式变换器整流
105三相双变换器整流
106脉冲宽度调制
107单相串联整流器
108十二脉波整流器
109整流器电路的设计
1010负载和电源电感的影响
本章小结
参考文献
复习题
习题
第11章交流电压控制器
111引言
112交流电压控制器的性能参数
113带阻性负载的单相全波控制器
114带感性负载的单相全波控制器
115三相全波控制器
116三角形联结三相全波控制器
117单相变压器联结转换开关
118周波变换器
119PWM控制的交流电压控制器
1110矩阵变换器
1111交流电压控制器电路设计
1112电源及负载电感的影响
本章小结
参考文献
复习题
习题
第五部分电力电子技术应用及其保护
第12章交流柔性输电系统
121引言
122电能传输的基本原理
123并联补偿的原理
124并联补偿器
125串联补偿原理
126串联补偿器
127相角补偿原理
128相角补偿器
129统一的功率流动控制器
1210补偿器的比较
本章小结
参考文献
复习题
习题
第13章电源
131引言
132直流电源
133交流电源
134多级变换器
135控制电路
136磁路设计
本章小结
参考文献
复习题
习题
第14章直流驱动
141引言
142直流电动机的基本特征
143工作原理
144单相驱动器
145三相驱动
146DCDC变换器驱动
147直流驱动的闭环控制
本章小结
参考文献
复习题
习题
第15章交流驱动
151引言
152感应电动机驱动
153感应电动机的闭环控制
154求解控制变量
155向量控制
156同步电动机驱动
157永磁同步电动机驱动的速度控制器设计
158步进电动机控制
159线性感应电动机
1510电动机驱动的高压集成电路
本章小结
参考文献
复习题
习题
第16章可再生能源导论
161引言
162能量与功率
163可再生能源发电系统
164太阳能系统
165风能
166海洋能
167水电能
168燃料电池
169地热能
1610生物质能
本章小结
参考文献
复习题
习题
第17章器件以及电路保护
171引言
172冷却器和散热器
173功率开关器件的热模型
174吸收电路
175反向恢复瞬态
176源侧以及负载侧瞬态
177通过硒二极管和金属氧化物压敏电阻实现过电压保护
178电流保护
179电磁干扰
本章小结
参考文献
复习题
习题
媒体评论
本书是具有广泛国际影响力的电力电子课程的优秀教材,涵盖电力电子技术的器件特性、变换器特性,功率变换技术及其应用,重点阐述功率转换的基本原理,主要内容包括功率二极管、整流器、功率晶体管、DC-DC变换器、逆变器、晶闸管、 晶闸管变换器、电力电子应用及其保护等,还结合了大量电力电子装置在不同场合的应用实例,详细介绍了各种电力电子变换器的等效模型、设计方法及控制方法。本书适合作为电气工程专业的电力电子课程教材,也可以供电力电子工程师参考。
第4版特点
按照自下而上的顺序(而不是自上而下)进行讲述, 先介绍器件及变换器特性,然后再介绍功率变换技术;
涵盖了碳化硅(SiC)器件的发展;
介绍了DC-DC变换器平均模型;
扩展了关于空间矢量调制技术的最新发展;
删除了关于静态开关的章节;
增加了关于可再生能源及其发展的内容;
合并了门极驱动电路与其他功率器件、变换器的相关章节;
扩展了直流驱动和交流驱动的控制方法。
作者简介
穆罕默德·H. 拉什德(Muhammad H. Rashid) 博士,著名的电气工程专家和电气工程教育专家,目前为西佛罗里达大学电气工程及计算机系教授, IET fellow, IEEE life fellow。拉什德博士毕业于英国伯明翰大学,曾任普渡大学电气与计算机工程系教授,并兼任系主任,有着多年电力电子教学与科研的经验。他曾在美国、加拿大、英国、沙特阿拉伯等多地进行教学和研究工作,在工业界与学术界都享有盛名。拉什德博士出版了17部专著,发表过160篇学术论文,本书第4版获得业界广泛认可,并被译成西班牙文、葡萄牙文、印尼文、韩文、意大利文、中文,以及波斯文等多种语言。由于在研究和教育领域的杰出贡献,拉什德博士曾获得多项IEEE殊荣。