电力电子技术基础（第3版）

0 绪论

0．1 电力电子技术的内容

0．2 利用开关器件实现电力变换的基本原理

0．3 电力变换对开关器件的要求

0．4 电力电子技术的发展

0．5 电力电子技术的应用领域和重要作用

0．6 本课程的性质、分析方法和学习要求

习题和思考题

1 晶闸管及其可控整流电路（ac/dc变换）

1．1 普通晶闸管

1．2 晶闸管器件的串并联

1．3 单相半波可控整流电路

1．4 单相桥式可控整流电路

1．5 三相半波可控整流电路

1．6 三相桥式可控整流电路

1．7 反电势负载

习题和思考题

2 变流器运行

2．1 换流重叠角

2．2 有源逆变

2．3 变流器外特性

2．4 谐波

2．5 功率因数

习题和思考题

3 门极触发电路

3．1 概述

3．2 晶体管触发电路

3．3 集成触发器

3．4 数字触发器

3．5 触发器的定相

习题和思考题

4 交流调压和交交变频（ac/ac变换）

4．1 交流调压

4．2 交交变频器

习题和思考题

5 全控型电力半导体器件

5．1 门极可关断晶闸管（gto）

5．2 大功率晶体管（gtr）

5．3 电力场效应晶体管（p-mosfet）

5．4 绝缘栅双极晶体管（1gbt）

5．5 其他全控型电力电子器件

5．6 模块和智能功率模块（1pm）

5．7 电力电子器件发展概貌

5．8 电力半导体器件和装置的保护

习题和思考题

6 直流变换器（dc/dc变换）

6．1 斩波原理和控制方式

6．2 直流变换器的基本电路

6．3 负载为直流电动机时的斩波器结构

6．4 输入与输出隔离的直流变换器

6．5 直流pwm的控制

习题和思考题

7 无源逆变和直交变频（dc/ac变换）

7．1 概述

7．2 负载换流逆变器

7．3 逆变器的谐波和调压

7．4 脉宽调制（pwm）逆变器

7．5 pwm控制技术

7．6 中高压变频器

习题和思考题

8 软开关技术

8．1 硬开关与软开关

8．2 软开关的种类

8．3 软开关技术的实现

8．4 软开关电路举例

习题和思考题

9 电力电子技术的应用

9．1 电动机调速

9．2 电力控制补偿器

9．3 无触点开关

9．4 电加热

9．5 电压调节

9．6 不间断电源（ups）

9．7 电化学

9．8 高压直流输电

9．9 蓄电池充电机

9．10 开关电源

9．11 电子镇流器

9．12 其他应用领域

习题和思考题

参考文献

《电力电子技术基础（第3版）》介绍了电力半导体器件的原理和特性，以及由这些器件组成的各种电力电子电路。器件除普通晶闸管及派生元件外，着重介绍了全控型器件，包括功率场效应晶体管（ p-mosfet）、大功率晶体管（gtr）、可关断晶闸管（gto）、绝缘栅双极晶体管（igbt）、集成门极换流晶闸管（igct）等；电路则包含ac/dc、ac/ac、dc/dc和dc/ac四种基本变换；还对软开关技术以及电力电子技术的应用作了介绍。

《电力电子技术基础（第3版）》可作为自动化、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化及机电一体化等专业的“电力电子技术”课程的教材，亦可供有关工程技术人员和研究生参考。

本书按《全国高等学校自动化专业系列教材》编审委员会“以教学创新为指导思想，以教材带动教学改革”的要求编写，以典型器件为基础，以电路为重点，以分析为手段，以典型应用为归宿，介绍电力电子技术基础知识和应用。

《电力电子技术基础》第2版共分10章，前6章为基本内容，在导论中以开关变流的概念归纳了电力电子电路的拓扑共性，然后分别介绍电力电子器件和AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC四种基本变换。后4章介绍了PWM整流，软开关，开关电源，谐波分析与抑制，功率因数补偿等新技术。本书在电路分析中使用了仿真，介绍了在MATLAB平台上建立电力电子电路模型，通过模型仿真学习和分析电力电子电路的方法。

本书可作为高等学校自动化专业、电气工程及其自动化等电类专业的本科教材，也可供研究生和工程技术人员参考。本书提供PPT课件和仿真模型，需要者可在清华大学出版社网页下载。

本书第2版自2008年问世至今已经走过6个年头，承蒙很多高校材料力学教学第一线的老师和同学以及业余读者的关爱和支持，已经连续印刷了10次。 2012年获得清华大学优秀教材特等奖；同年，相应的教学成果获得北京市高等学校优秀教学成果一等奖。2012年本书第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材；2013年被批准为清华大学“985”三期名优教材建设项目立项。

最近的6年里，著者秉承不断提高课程重量、着力培养学生创新思维能力的教育与教学理念，先后在清华大学、南京航空航天大学、北京工业大学以及北京邮电大学从事“材料力学”研究型教学的研究与实践，坚持全过程讲授这门课程，授课对象每年约200名。在同事和同学们的支持与帮助下，对于教育和教学改革又有了一些新的体会和收获。材料力学（第3版）将着重反映6年来我们在研究型教学方面所取得的成果。主要有: 怎样在基于普遍提高教学质量的基础上，培养学生的创新思维能力；怎样提高课程的吸引力，增强课程教学的学术性；怎样挖掘基本教学内容的深度；怎样对传统内容中的某些概念、理论和方法加以改革和更新，突出挑战性。基于此，本书第3版修订的主要内容有以下几方面。

第一，调整了部分章节，将材料的力学性能从“第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题”中独立出来，形成“第3章 常温静载下材料的力学性能”； 重写了“剪力图与弯矩图”作为第6章；将原来的第6章分为3章: “第7章 平面弯曲正应力分析与强度设计”和“第8章 弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念”以及“第9章 斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计”；将原来的第8章分为: “ 应力状态与应变状态分析”和“一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用”，分别列为第11章和12章；将原来的12章也分为两章: “动载荷与动应力概述”和“疲劳强度与构件寿命估算概述”，分别列为第16章和第17章。

第二，增加了部分教学内容，主要有: 部分非金属材料的力学性能；梁的位移叠加法中的逐段刚化法；应变分析；细长压杆实验结果；线性累积损伤与疲劳寿命估算等。

第三，将力系简化的方法引入横截面的内力分析，改革传统剪力图与弯矩图的画法。

第四，正确处理变形与位移概念的联系与区别，将确定梁的转角和挠度的章节名改为“梁的位移分析与刚度设计”。

第五，在部分章节引入“反问题”: 相对于正问题，反问题的解答不是唯一的，通过对于反问题的思考，一方面可以加深对于正问题的理解；另一方面可以激励创新思维。

第六，在部分章节设计了“开放式思维案例”作为学生课外学习和研究的资源。最近几年的教学实践表明，这对于刺激思维鼓励创新是一种有效的措施。材料力学（第3版）第七，增加了若干工程案例以及灾难性工程事故的力学解析。

第八，增加和改变了部分例题和习题。

随着课程研究型教学在更多高校开展、深入和发展，材料力学的课程教学以及教材建设还会遇到一些新问题，我们将一如既往地坚持“在教学中研究，在研究中教学”，以不断提高人才培养质量为己任，在教学实践的基础上，不断提高材料力学教材的质量。

这一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在国内完成；2013年7—8月在加拿大多伦多定稿。定稿期间，得到旅加的赵渊先生和范心明女士的大力支持和协助，在本书出版之际，著者谨表诚挚谢意。

诚挚地感谢广大读者对本书的关爱，希望大家对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

范钦珊2014.1.11

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