电力电子学的SPICE仿真

电力电子学预备知识

学习电力电子学课程需要先修电路理论、数字电子技术、模拟电子技术、电机学等课程。

电力电子学学习资料

电力电子学课程背景

太阳能和风能转化为电能；大容量电能的高效远距离传输；电动汽车和高铁的飞驰；这都是利用电力电子变换电路和控制系统将一种形式的电能或能量，转化为另一种形式的电能或能量的过程。电力电子技术在电力系统、新能源、交通、医疗、航空航天等领域应用广泛，有电能变换的地方就有电力电子。在此背景下，华中科技大学开设了电力电子学课程。

电力电子学课程定位

电力电子学课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课程，在电气工程学科中具有重要地位。

电力电子学适应专业

电力电子学课程适用于电气工程及其自动化专业学习。

第1章 绪论

1. 1 概述

1. 2 电力电子学的发展历程

1. 3 电力电子学的任务及面临的问题

1. 4 电力电子学的应用领域

1. 5 电力电子学的未来前景

1. 6 电力电子的基本变换形式

1. 7 说明

第2章 电力电子器件的原理与特性

2. 1 电力电子器件的发展. 分类与应用

2. 1. 1 电力电子器件及其发展现状

2. 1. 2 常用电力电子器件的分类及其应用领域

2. 1. 3 电力电子器件的发展趋势

2. 2 功率二极管

2. 2. 1 功率二极管的基本特性

2. 2. 2 二极管的基本应用

2. 3 晶闸管 SCR

2. 3. 1 结构与工作原理

2. 3. 2 晶闸管的基本特性

2. 3. 3 晶闸管的主要特性参数

2. 3. 4 晶闸管家族的其他主要电力电子器件

2. 4 可关断晶闸管 GTO

2. 4. 1 结构与工作原理

2. 4. 2 特性与参数

2. 5 电力晶体管 GTR或BJT

2. 5. 1 电力晶体管的结构

2. 5. 2 特性与参数

2. 5. 3 GTR的二次击穿与安全工作区

2. 6 电力场效应晶体管 电力MOSFET

2. 6. 1 概述

2. 6. 2 电力MOSFET的静态特性与参数

2. 6. 3 电力MOSFET的动态特性和参数

2. 7 绝缘栅双极晶体管 1GBT

2. 7. 1 IGBT的工作原理

2. 7. 2 IGBT的基本特性

2. 7. 3 擎住效应

2. 7. 4 IGBT的安全工作区

2. 8 其他新型场控器件

2. 8. 1 MOS控制晶闸管MCT

2. 8. 2 集成门极换流晶闸管IGCT

2. 8. 3 静电感应晶体管SIT

2. 8. 4 静电感应晶闸管SITH

2. 8. 5 智能功率模块IPM

2. 9 小结

第3章 相控整流电路

3. 1 概述

3. 1. 1 整流电路的分类

3. 1. 2 可控整流电路的一般结构

3. 1. 3 学习整流电路的基本方法

3. 2 单相桥式全控整流电路

3. 2. 1 可控整流的基本概念

3. 2. 2 电阻性负载单相桥式全控整流电路

3. 2. 3 电感性负载单相桥式全控整流电路

3. 2. 4 电动机负载单相桥式全控整流电路

3. 3 单相桥式半控整流电路

3. 3. 1 电感性负载单相桥式半控整流电路

3. 3. 2 反电势负载单相桥式半控整流电路

3. 4 三相半波可控整流电路

3. 4. 1 电阻性负载

3. 4. 2 电感性负载

3. 5 三相桥式全控整流电路

3. 5. 1 三相桥式全控整流电路的工作原理及波形

3. 5. 2 基本电量计算

3. 6 三相桥式半控整流电路

3. 6. 1 电阻性负载

3. 6. 2 电感性负载工作原理及失控现象

3. 7 整流器交流侧电抗对整流电路的影响

3. 7. 1 换流期间电压电流波形分析

3. 7. 2 换相压降的计算和整流电路的输出外特性

3. 7. 3 重叠角r的计算

3. 8 小结

3. 9 习题

第4章 有源逆变与相控变流器特性

4. 1 有源逆变电路的工作原理

4. 1. 1 有源逆变的工作原理

4. 1. 2 实现有源逆变的条件

4. 2 三相有源逆变电路

4. 2. 1 三相半波逆变电路的工作原理

4. 2. 2 三相桥式全控有源逆变电路

4. 2. 3 有源逆变失败的原因与控制角的限制

4. 3 有源逆变的应用

4. 3. 1 高压直流输电

4. 3. 2 绕线式异步电动机晶闸管串级调速

4. 3. 3 两组变流器反并联的直流可逆电力拖动系统

4. 4 整流电路的功率因数及其改善的方法

4. 4. 1 整流电路的功率因数

4. 4. 2 提高功率因数的措施

4. 5 小结

4. 6 习题

第5章 直直变换器

5. 1 降压变换器

5. 1. 1 连续导电模式

5. 1. 2 不连续导电模式

5. 2 升压变换器

5. 2. 1 连续导电模式

5. 2. 2 不连续导电模式

5. 3 升-降压变换器

5. 3. 1 连续导电模式

5. 3. 2 不连续导电模式

5. 4 丘克变换器

5. 5 多象限直流变换器

5. 5. 1 桥臂式二象限直流变换器

5. 5. 2 混合桥式二象限直直变换器

5. 5. 3 四象限直直变换器

5. 6 多相多重直直变换器

5. 7 带隔离变压器的直直变换器

5. 7. 1 正激式 Forward 变换器

5. 7. 2 反激式 Flyback 变换器

5. 7. 3 推挽式变换器

5. 7. 4 半桥式变换器

5. 7. 5 全桥式变换器

第6章 无源逆变电路

6. 1 无源逆变电路的原理

6. 1. 1 单相半桥逆变电路

6. 1. 2 单相全桥逆变电路

6. 1. 3 推挽式单相逆变电路

6. 1. 4 三相桥式逆变电路

6. 2 逆变器基本类型和性能指标

6. 2. 1 逆变器基本类型

6. 2. 2 逆变器输出波形性能指标

6. 3 三相逆变器工作原理

6. 3. 1 电压型三相逆变器工作原理

6. 3. 2 电流型三相逆变器工作原理

6. 4 PWM技术

6. 4. 1 正弦脉冲宽度调制原理

6. 4. 2 SPWM的基波电压

6. 4. 3 对脉宽调制的制约条件

6. 4. 4 同步调制与异步调制

6. 4. 5 脉宽调制逆变器的基本控制方法

6. 5 逆变器输出的其他控制方法

6. 5. 1 电流跟踪控制

6. 5. 2 开关频率恒定的电流跟踪型PWM控制技术

6. 5. 3 电压空间矢量PWM控制 磁链跟踪控制

6. 6 三电平逆变器的原理与电路

6. 6. 1 电路原理

6. 6. 2 三电平逆变器的输出波形

6. 7 多重化技术

6. 7. 1 多重电流型逆变器

6. 7. 2 多重电压型逆变器

6. 8 习题

第7章 PWM整流电路及其应用

7. 1 脉冲整流电路的基本原理及分类

7. 1. 1 基本原理

7. 1. 2 PWM整流器的分类与对偶性

7. 2 电压型PWM整流器

7. 2. 1 单相PWM整流器主电路结构及工作原理

7. 2. 2 主要方程式及相量图

7. 2. 3 工作模式及能量关系

7. 2. 4 电压型三相PWM整流器主电路结构及工作原理

7. 2. 5 电压型PWM整流器的控制

7. 3 电流型PWM整流器

7. 3. 1 单相PWM整流器主电路结构及其工作原理

7. 3. 2 主要方程式及相量图

7. 3. 3 工作模式及能量关系

7. 3. 4 单相电流型晶闸管PWM整流器工作原理

7. 3. 5 三相电流型PWM整流器主电路结构及其工作原理

7. 4 电流型PWM整流器与电压型PWM整流器的性能特点比较

7. 5 PWM整流器的应用

7. 5. 1 PWM整流器在电力机车上的应用

7. 5. 2 PWM整流器在大容量通用变频器中的应用

7. 5. 3 有源电子负载

7. 5. 4 可再生能源和储能系统与电网间的互联

7. 6 小结

7. 7 习题

第8章 谐振变换器

8. 1 概述

8. 2 谐振电路的基本概念,

8. 2. 1 串联谐振电路工作原理

8. 2. 2 并联谐振电路工作原理

8. 2. 3 高阶谐振电路

8. 3 负载谐振换流器

8. 3. 1 串联负载谐振换流器

8. 3. 2 并联负载谐振换流器

8. 3. 3 高阶谐振换流器

8. 3. 4 E类换流器

8. 4 谐振开关换流器

8. 4. 1 零电流谐振开关换流器

8. 4. 2 零电压谐振开关换流器

8. 5 谐振直流连接逆变器

8. 6 双向谐振换流器

8. 7 小结

8. 8 习题

第9章 交流调压电路及交交变频电路

9. 1 概述

9. 1. 1 交流电力控制电路基本类型及其应用

9. 1. 2 交交变频电路基本类型及其应用

9. 2 单相交流调压电路

9. 2. 1 电阻负载工况分析

9. 2. 2 感性负载工况分析

9. 3 三相交流调压电路

9. 3. 1 主电路基本形式

9. 3. 2 控制原则及工作条件分析

9. 3. 3 三相交流调压电路典型波形分析

9. 4 其他类型的交流电力控制电路

9. 4. 1 交流调功电路

9. 4. 2 交流电力电子开关

9. 4. 3 交流斩波调压电路

9. 5 三相交交变频电路

9. 6 交交变频电路的运行方式及性能特点

9. 6. 1 有环流与无环流运行方式

9. 6. 2 输出电压的控制

9. 6. 3 输入侧功率因数

9. 7 其他类型的交交变频电路

9. 7. 1 三倍倍频电路

9. 7. 2 负载换流的倍频电路

9. 7. 3 矩阵式交交变频电路

9. 8 习题

第10章 电力电子装置对电网的影响及其抑制措施

10. 1 概述

10. 1. 1 谐波污染

10. 1. 2 功率因数

10. 1. 3 电磁干扰

10. 2 谐波的特性及其抑制

10. 2. 1 谐波产生机理

10. 2. 2 谐波抑制的方法

10. 3 功率因数校正

10. 3. 1 基本概念

10. 3. 2 功率因数校正电路

10. 4 电磁干扰的分类及其抑制

10. 4. 1 电磁干扰的分类

10. 4. 2 电磁干扰抑制

第11章 电力电子器件的应用基础

11. 1 晶闸管触发电路

11. 1. 1 晶闸管对触发电路的基本要求

11. 1. 2 触发电路的型式

11. 1. 3 单结晶体管移相触发电路

11. 2 可关断晶闸管 GTO 的门控电路

11. 2. 1 门极驱动特性

11. 2. 2 门极控制信号波形分析

11. 2. 3 GTO的门控电路

11. 3 电力MOSFET和IGBT的栅控电路及其模块

11. 3. 1 电力MOSFET的栅极驱动电路

11. 3. 2 IGBT的栅极驱动电路

11. 4 电力电子器件的串并联应用及系统容量扩展

11. 4. 1 晶闸管的串并联

11. 4. 2 GTO的串并联应用

11. 4. 3 功率MOSFET的并联应用

11. 4. 4 IGBT的串并联应用

11. 5 器件使用中的保护措施

11. 5. 1 晶闸管的保护措施

11. 5. 2 功率MOSFET的保护

11. 5. 3 GTO的过电流保护

11. 5. 4 IGBT的保护

11. 6 电力电子器件的缓冲电路

11. 6. 1 缓冲电路的作用与基本类型

11. 6. 2 缓冲电路的基本结构

11. 7 器件的散热

11. 7. 1 散热的原理与重要性

11. 7. 2 散热器及其安装

11. 8 习题

参考文献 2100433B