《电力电子技术 [边春元，宋崇辉 主编] 2012年》

内 容 提 要

电力电子技术是建立在电力半导体开关器件基础上实现电能变换的控制技术。本书反映当前技术发展的主流和趋势，以加强基础、突出处理问题的思维方法，培养学生分析问题和解决问题的能力为原则，详细介绍了从器件、电路拓扑到整个系统的基本原理和基本方法，包括电力电子技术的各种典型变换电路原理，涉及斩波技术、调压技术、无源逆变技术、整流技术、交一交变频技术等;同时引进了目前电力电子技术的新技术和新概念，涉及有源逆变技术、电力电子装置的谐波、功率因数及电力电子开关型无功补偿装置、三电平控制技术等内容。本书叙述深入浅出，理论联系实际，尽可能从实际背景的分析中提出要讨论的问题、概念和方法。每章开始都有一个“问题引出”，每章的每小节前面都有一-个“展开讲解”，章节最后附有小结和习题。

本书适合作为高等院校自动化专业、电气工程及其自动化等电类专业的教材，也可供相关工程技术人员学习参考。

电力电子技术是研究如何应用电力半导体开关器件实现电能的变换及控制的一门技术，又称为功率电子技术。它有4种电能转换方式:ACIDC(整流)，DC/AC(逆变)，AC/AC(调压、交一交变频等)，DCDC(斩波)。电力电子技术的创新已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的领域,各发达国家均在这一领域投入了大量的人力、物力和财力进行研发。

电力电子技术伴随着各种先进的电力电子器件的出现不断完善和发展。1958年美国通用电气(GE)公司研制出第一个工业用普通晶闸管，标志着电力电子的诞生。普通晶闸管是不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件。在以后的10年间，双向、逆阻、逆导、非对称晶闸管，以及可关断品闸管 GTO、大功率品体管 GTR、各种类型的 MOS 型器件等自关断全控型器件相继问世，它们被称为第二代电力电子器件。GTR系列产品、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等被称为第三代电力电子器件，而IGCT(集成门极换流晶闸管或发射极关断晶闸管)是最近发展起来的新型器件，它是在GTO基础上发展起来的器件。到了20世纪90年代，电力电子器件和微电子器件紧密结合，新型功率半导体的芯片制造技术已与集成电路制造技术十分接近，都属于亚微米甚至深亚微米技术。电力电子器件正朝着高频化、标准模块化、智能化、功率集成化的方向发展。这些最新进展使得各种电力电子装置的电气性能更好、体积更小、效率及可靠性更高，更有利于实现生产的自动化和规模化，从而降低了成本，宜于推广应用。

本教材根据电力电子技术的发展，并结合教改的最新成果编写而成。编写本教材的宗旨首先是满足教学需要，其次是反映电力电子技术的一些新内容。根据这个宗旨，本书内容以讲解电力电子技术的各种典型变换电路原理为主，涉及斩波技术、调压技术、无源逆变技术、整流技术、交一交变频技术等;同时引进了目前电力电子技术的新技术和新概念，涉及有源逆变技术、电力电子装置的谐波、功率因数及电力电子开关型无功补偿装置、三电平控制技术等。为了取得好的教学效果，每章开始都有一个“问题引出”，每章的每小节前面都有一个“展开讲解”，章节最后附有小结和习题。全书共分7章，第1章概述电力电子技术的概念、主要内容、发展状况及其应用:第2 章介绍几种常用的典型电力电子器件的原理和特性:第3、4、5、6章分别介绍DC/DC(斩波)、AC/DC(整流)、DC/AC(逆变)和AC/AC(调压、交一交变频等)的典型电路原理和特性:鉴于目前越来越多的高性能电力电子变换装置采用PWM控制技术，第7章介绍典型的两电平和三电平的 PWM控制技术，包括载波调制和空间电压矢量调制。本书由东北大学副教授边春元、副教授宋崇辉主编。第1章、第2章、第3章和第7章由边春元编写，第4章、第5章和第6章由宋崇辉编写。全书由边春元统稿，满永奎教授审稿。在此书的编写过程中，东北大学电气实验室研究生郭建涛、万晓航、王国卫和陈学海等参与了材料的收集和整理工作，张鑫同志和东北大学电力系统与电力传动研究所的老师给予了大力支持，在此一并表示衷心的感谢。

由于作者水平所限，书中不妥甚至错误之处、敬请广大读者批评指正。

编者

2012年5月