《电力电子技术 廖冬初 2007》

电能是迄今为止人类文明史上最优质的能源。人们使用的电能绝大部分是公用电网提供的频率固定、幅值固定的交流电。虽然人类在电能的产生、传输和利用方面已经取得了辉煌的成就，但如何更加合理、高效、精确和方便地利用电能，仍然是需要解决的重大问题。电力电子技术作为研究电能变换与控制的技术，是解决这一问题的重要手段。在世界范围内，经过电力电子装置变换和调节的用电量占用电总量的比例，已经成为衡量用电水平的重要指标，在发达国家，该指标的值目前为75%，预计不久将达到95%。电力电子技术广泛应用于电力工业、冶金工业、化学工业、机械工业、交通运输、航空航天、家用电器等诸多领域，如高压直流输电、太阳能发电、磁悬浮列车、电动汽车、数控机床、电动机变频调速以及各类电气电子设备，都离不开电力电子技术。电力电子技术以电力电子器件为基础，通过控制电力电子器件开通与关断，实现对与该器件串联的电路接通与断开的控制，并通过高频PWM等控制技术，在负载侧获得期望的供电形式。同时，电路开关的高频化可使变压器、滤波电感、滤波电容等器件的体积减小、重量减轻、效率提高。因此，使用电力电子技术可以使电能高质量地为负载所利用，达到节能省材、提高电能利用率、提升系统整体性能的目的。因此，电力电子技术在改造传统产业、促进新兴机电一体化产业方面具有独特的优势。特别是在我国政府将节能减排作为社会经济发展重要战略目标的今天，电力电子技术必将发挥重要作用。本书覆盖了电力电子技术的主要内容。第1章介绍了电力电子技术的概念及其主要研究内容、电力电子技术的发展概况及电力电子技术的典型应用。第2章介绍了常用电力电子器件的结构、工作原理及其基本特性，包括电力二极管、晶闸管、功率MOSFET和IGBT等，同时讨论了基本的电力电子器件驱动技术及典型运行保护方法。第3章首先讨论了应用于直流一直流变换的PWM技术的基本概念，在此基础上研究了典型直流一直流变换电路的结构、工作原理及基本数量关系，包括Buck电路、Boost 电路、Buck-Boost电路、Cuk电路等。第4章研究了逆变电路概念及典型逆变电路的结构、工作原理，讨论了逆变电路的SPWM控制技术，介绍了逆变技术在开关电源、变频器等领域的应用，最后介绍了应用于大功率电路的多重逆变技术。第5章研究了可控整流电路的基本结构、工作原理及其主要数量关系，讨论了整流装置的有源逆变工作状态，最后介绍了采用全控器件的PWM整流电路。第6章介绍了交流一交流变换电路的基本结构及工作原理，包括交流调压电路、相控交流变频电路、矩阵式交流变频电路等。第7章介绍了软开关的基本概念、分类及典型软开关电路的基本结构与工作原理，包括准谐振电路、移相全桥零开关PWM电路、Boost型零转换PWM电路等。

电力电子电路是非线性电路，分析电力电子电路的基本思路是以线性电路理论为基础，采用分段线性等效电路来分析、研究电力电子电路工作原理。

学习电力电子技术的一种直观方法是采用仿真分析。建议读者在阅读本书的过程中采用Matlab等仿真软件对典型电力电子电路进行仿真，以便更形象、深入地研究电力电子电路的工作过程。作为一门工程学科，加强实验与动手操作是学好电力电子技术的重要途径。

本书适合于大专院校电气信息类专业师生教学使用，也可供从事电力电子技术工作的工程技术人员阅读、参考。全书力图深人浅出地阐述电力电子技术的基本思想与主要分析方法，注重实用性。

本书第1章、第6章由湖北工业大学廖冬初编写，第2章由郑州大学刘晓兰编写，第3章、第4章由长江大学聂汉平编写，第5章、第7章由湖南大学刘小红编写。全书由廖冬初统稿。中南民族大学刘立航、江汉大学陈亮明参与制定编写大纲，并提出了富有建设性的建议，在此致以衷心的感谢!

编写本书的过程中参考了许多文献，在此特别要对书末所列参考文献的作者表示衷心的感谢。

由于编者学术水平及时间限制，书中错误在所难免。真诚欢迎读者对书中的不足、错误提出批评指正。编者电子信箱为:liaodc@mail. hbut. edu. cn 或nie_hp@126. com或honhonl@163.com.

编者

2007年6月