书名：电力电子技术（第三版）

书号：978-7-5198-8020-0

定价：52元

作者：王毅,孙丽玲,李建文,石新春

出版时间：2024-09月

出版社：中国电力出版社

字数（千字）：358

页数：232   开本：16

版次：3    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

内容提要

本书紧密结合电力电子技术的最新发展情况以及在电力系统中的典型应用，对电力电子技术教学内容进行了全面更新与完善。本书共分为5章，包括电力电子器件、AC-DC变换电路、DC-AC变换电路、DC-DC变换电路和AC-AC变换电路。本书在删减了一些已不具备实用价值的电路的基础上，拓展了双向DC-DC变换电路、多电平变换电路以及软开关技术等内容。每章都围绕一个具体的工程案例（如直流输电、光伏发电等）展开，并将工程问题与理论知识点相融合，最后给出仿真算例分析，从而有利于基于该教材形成“发现问题—理论探究—仿真模拟—解决问题”的闭环教学过程。

前言

电力电子换流器具有高效、高功率密度和高可靠性等诸多优点,是新型电力系统中 “源网荷储”各环节都必不可少的核心装备,也必将是未来能源体系实现“双碳”目标的重要技术手段。随着电力电子技术在电力系统中渗透率的不断提高,作为电气工程及其自动化专业的必修课程,电力电子技术与其他各专业课程的联系也更加紧密,掌握电力电子换流器原理将为后续深入学习能源互联网领域的专业知识奠定基础。

从本书第一版出版至今,电力电子技术在拓扑结构、控制技术和应用领域都一直在蓬勃发展之中,本课程的教学方法和手段也在不断改革更新。本书第三版仍按照电力电子器件、基本电力变换电路来组织内容结构,但对内容进行了更新和梳理,如删减了一些已不具备实用价值的电路,拓展了双向 DC-DC变换电路、多电平变换电路及软开关技术等,使内容更加全面系统、结构更加清晰合理。一方面,在阐述电力电子技术原理的同时,将前沿性工程案例与理论教学体系有机融合,以明确目标点、找准兴趣点、融入思政点,激发学生的兴趣与爱国情怀,培养学生的工程思想;另一方面,将虚拟仿真算例作为从理论迈向工程的桥梁,以增强学习的全面性、先进性和互动性,培养学生自主探究工程问题的综合能力与高级思维。

本书主要介绍电力电子技术的基本原理及其在电力系统中的应用,并将工程案例与仿真算例融入电路学习之中。第1章为电力电子器件,作为后续电路分析的基础,重点介绍几种广泛应用的电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数及应用情况,并更新了碳化硅电力电子器件及电力电子器件的辅助电路等内容,简单介绍了电力电子器件的仿真模型。第2章为AC-DC变换电路,首先介绍原理更为简单的不可控整流电路,而对晶闸管相控电路仅阐述符合实际应用的具有大电感滤波的阻感负载工况的波形分析和数值计算,分析AC-DC变换电路的有源逆变工作状态以及谐波与无功问题,并结合高压直流输电仿真算例加深读者对相控电路的工作原理及控制性能的理解。第3章为DC-AC变换电路,首先简述方波控制下的电路原理,然后重点阐述电压型脉冲宽度调制逆变电路原理,分析其整与逆变工作状态、四象限运行以及谐波特点,并结合变频调速领域的应用进一步分析其变压变频性能。第4章为DC-AC变换电路,重点阐述非隔离型、隔离型、双向DC-DC变换电路的工作原理,还简要介绍了软开关技术,并给出了光伏发电系统中DC-DC变换电路的仿真算例。第5章为AC-AC变换电路,重点介绍传统交流电力控制电路中的交流调压电路、交流调功电路和交流无触点开关的电路结构及原理,简要介绍了直接 AC-AC变频电路及 AC-DC-AC组合变换电路的原理,最后给出了 AC-AC变换电路在静止无功补偿领域的仿真算例。

为了方便教学,提高学生的学习兴趣,加强学生对所学内容的理解,本教材还配套了慕课、基于 MATLAB/Simulink和PSIM 软件的电力电子电路仿真程序,以帮助学生深入分析和理解各种变换电路的拓扑结构和控制原理,并进一步对电路的参数进行设计和优化。

在本书的编写过程中,华北电力大学 (保定)付超、孙玉巍、田艳军等老师给予了极大的支持和帮助,同时研究生魏子文、高玉华、余祖泳、韩创等同学参与了仿真算例、插图绘制及书稿校对等工作,在此表示衷心的感谢。

限于编者水平,书中内容难免存在疏漏之处,殷切希望广大读者不吝指正,提出改进意见。

目录

绪论  1

第1章 电力电子器件  14

1.1 电力电子器件概述  14

1.2 不可控电力电子器件  20

1.3 半控型电力电子器件  25

1.4 全控型电力电子器件  33

1.5 电力电子器件的驱动与保护电路  55

1.6 电力电子器件的仿真模型  60

 习题  68

第2章 AC-DC变换电路  70

2.1 AC-DC变换电路概述 70

2.2 不可控 AC-DC变换电路  73

2.3 相控 AC-DC变换电路的整流工作状态  84

2.4 相控 AC-DC变换电路的有源逆变工作状态  97

2.5 相控 AC-DC变换电路的谐波与功率因数  102

2.6 12脉波相控 AC-DC变换电路 108

2.7 高压直流输电系统的仿真  116

 习题  122

第3章 DC-AC变换电路  124

3.1 DC-AC变换电路概述  1243.2 方波无源逆变电路  126

3.3 PWM 变换电路  137

3.4 换流器的四象限运行  143

3.5 电压型DC-AC变换电路的谐波分析  146

3.6 多电平变换电路  152

3.7 变频调速系统的仿真  160

习题  163

第4章 DC-DC变换电路  165

4.1 DC-DC变换电路概述  165

4.2 非隔离型DC-DC变换电路  167

4.3 隔离型DC-DC变换电路  176

4.4 双向DC-DC变换电路  180

4.5 软开关技术  181

4.6 光伏发电系统的仿真  185

 习题  192

第5章 AC-AC变换电路  194

5.1 AC-AC变换电路概述  194

5.2 交流电力控制电路  196

5.3 AC-AC变频电路  202

5.4 AC-DC-AC组合变换电路  205

5.5 静止无功补偿装置的仿真  208

 习题  217

参考文献  219