本書全面闡述了電力電子基本變換電路、控制原理及具體的工業(yè)應用，包括電力電子技術的基本概念與術語、功率半導體器件、電力電子裝置控制、電力電子基本變換電路以及電力電子技術應用等。本書不僅向讀者展示了許多有關電力電子技術的控制實例，還向讀者介紹了電力電子技術的*新應用與發(fā)展前景，使讀者能夠較為全面地掌握有關電力電子技術的基礎知識，為電力電子變換器的控制、分析與設計提供了基本方法。本書適合作為高年級本科生及研究生的教學參考書，也適合于從事電力電子技術研究與應用的工程師和科研人員閱讀。
本書作者團隊和譯者團隊都對圖書內容進行了精心的打磨。書中內容全面闡述了電力電子基本變換電路、控制原理及具體的工業(yè)應用，包括電力電子技術的基本概念與術語、功率半導體器件、電力電子裝置控制、電力電子基本變換電路以及電力電子技術應用等。本書不僅向讀者展示了許多有關電力電子技術的控制實例，還向讀者介紹了電力電子技術的*新應用與發(fā)展前景，使讀者能夠較為全面地掌握有關電力電子技術的基礎知識，為電力電子變換器的控制、分析與設計提供了基本方法。
使用電力電子技術可以顯著提高電能利用效率，并且電力電子技術是目前電氣工程領域發(fā)展快的技術。本書討論了電力電子技術，介紹并解釋了電力電子技術中的基本概念和重要理論。本書還提供了在電力電子領域進行分析和設計的基本方法，讀者可在本書中了解許多實例，這些實例向我們展示了電力電子技術的發(fā)展、應用及其前景，其中包括可再生能源的生產、傳輸和分配等主要方向。本書作者向所有幫助創(chuàng)作本書的人表示感謝。尤里·羅扎諾夫謝爾蓋·里夫金葉夫根尼·查普利金帕維爾·沃羅寧
尤里·羅扎諾夫(Yuriy Rozanov)1962年畢業(yè)于莫斯科動力學院(MPEI)并獲得機電工程學士學位。畢業(yè)后，他在電氣行業(yè)的“探照燈（Searchlight）”工廠工作，擔任從工程師到副首席設計師的多種職務。1969年獲得博士學位。1987年獲得技術科學博士學位。1989年加入MPEI并擔任電氣與電子儀器系的系主任，現在他是一名教授。他著有7本書、160多篇文章，并且擁有24項專利。在他的指導下，許多學生獲得了碩士學位。由于在教育和科技領域的突出貢獻，他被俄羅斯聯邦政府授予杰出科學家榮譽稱號。他是科學領域(2001年)和教育領域(2005年)的俄羅斯聯邦政府獎獲得者。他是IEEE(美國電氣與電子工程師協(xié)會)俄羅斯分會PEL/PES/IES/IAS聯合分會主席，2012年被授予會士稱號。從2010年起擔任《俄羅斯電氣工程》期刊主編。他的研究領域是電力電子技術及其應用。謝爾蓋·里夫金(Sergey Ryvkin)作為工程師畢業(yè)于莫斯科航空工程學院(技術大學)，獲得莫斯科控制科學研究所(蘇聯科學院)博士學位及俄羅斯教育與科學部*高認證委員會的科學博士學位。目前他是莫斯科動力學院教授及俄羅斯科學院Trapeznikov控制科學研究所主要研究人員。他的研究方向包括應用滑模技術的電氣傳動系統(tǒng)和電力系統(tǒng)及其參數的觀測。里夫金教授擁有6項專利，出版了2部專著、5本教材，并在國際期刊和會議中發(fā)表了130多篇技術方面的論文。他是IEEE的高級會員，俄羅斯電工科學院的正式會員，電力電子和運動控制委員會(PEMC-C)的正式會員，是俄羅斯電氣工程雜志Electrotechika(英文版Russian Electrical Engineering)的副主編，也是International Journal of Renewable Energy Research和Transactions on Electrical Engineering以及International Journal of Advances in Telecommunications Electrotechnics,Signals and Systems(IJATES2)和俄羅斯著名電氣工程雜志Elektrichestvo的編輯委員會成員。葉夫根尼·查普利金(Evgeny Chaplygin)1965年畢業(yè)于莫斯科動力學院無線電技術系。1974年獲得電力電子專業(yè)博士學位。自1966年以來，他一直在莫斯科動力學院工業(yè)電子系任教，1980年開始擔任副教授，2011年開始擔任教授。他指導了11名學生攻讀碩士學位。他出版了兩本書，一本名為Industrial Electronics的教材，發(fā)表了100多篇論文并擁有70項專利。他是MPEI無線電電子系學術委員會成員，Russian Electrical Engineering雜志編委會成員。他的研究領域包括電力電子設備建模、改進的EMC變換器和電源，以及通過電力電子技術提高電能質量。帕維爾·沃羅寧(Pavel Voronin) 1980年于莫斯科動力學院獲得電氣工程專業(yè)的學位證書，1983年在該學院獲得電力電子專業(yè)博士學位。他從1983年到1985年年間在MPEI工作，然后調到工業(yè)電子系擔任助理，從1988年起擔任助理教授。他在電力電子領域發(fā)表了70多篇論文，出版了2本專著，擁有31項專利。他的研究領域包括功率變換器、多電平逆變器、軟開關電路和電力電子設備的計算機仿真。
目錄
譯者序
原書前言
作者簡介
第1章電力電子技術的基本概念與術語1
1.1電能變換：變換器的分類1
1.2變換器的輸出參數和特性4
1.3變換器對電網的影響6
1.4變換器基本參數9
1.5交流和直流濾波器11
1.5.1濾波器中的動態(tài)過程14
參考文獻14
第2章 功率半導體器件和無源元件152.1簡介15
2.2功率二極管15
2.2.1p+-n--n+結構的功率二極管15
2.2.2肖特基功率二極管17
2.2.3脈沖二極管17
2.3雙極型功率晶體管19
2.4晶閘管22
2.4.1帶p-n-p-n結構的可控半導體開關22
2.4.2功率光控晶閘管25
2.4.3對稱晶閘管27
2.5開關晶閘管28
2.5.1GTO晶閘管28
2.5.2門極換流晶閘管（GCT、ETO晶閘管、MTO晶閘管）30
2.5.3集成GCT30
2.5.4MOS控制晶閘管31
2.6場效應晶體管32
2.6.1大功率短溝道MOS晶體管32
2.6.2Cool MOS技術37
2.6.3靜電感應晶體管37
2.7IGBT40
2.7.1外延（PT）和均質（NPT）IGBT結構43
2.7.2溝槽柵IGBT45
2.7.3溝槽-FS和SPT45
2.7.4CSTBT和SPT+46
2.8開關模塊47
2.8.1集成功率模塊拓撲結構47
2.8.2功率模塊裝配49
2.8.3將模塊連接到功率電路51
2.9電源組件52
2.9.1集成功率模塊52
2.9.2智能功率模塊53
2.9.3帶直流元件和冷卻系統(tǒng)的功率模塊基本拓撲結構（1/2B2、B2、B6）53
2.9.4B6U+B6I拓撲結構的功率模塊：逆變器平臺53
2.9.5雙極型功率模塊53
2.10功率開關的應用53
2.11半導體功率設備的冷卻系統(tǒng)54
2.11.1風冷散熱器55
2.11.2液體冷卻散熱器56
2.12電力電子的發(fā)展前景56
2.12.1以碳化硅為基礎的功率開關56
2.12.2高度集成功率模塊58
2.13半導體功率開關的控制58
2.14無源元件61
2.14.1簡介61
2.14.2電磁元件61
2.14.3電容器：基本定義和特性69
參考文獻74
第3章 電力電子裝置控制76
3.1數學模型76
3.1.1一維及多維模型76
3.1.2線性和非線性系統(tǒng)——線性化76
3.1.3微分方程和矩陣方程——開關函數80
3.1.4三相電路的二維數學描述84
3.1.5拉普拉斯變換和傳遞函數87
3.1.6脈沖調制90
3.1.7差分方程91
3.1.8離散拉普拉斯變換（Z變換）92
3.2電力電子裝置的電氣過程分析94
3.2.1微分方程的解析解94
3.2.2擬合方法95
3.2.3相軌跡和點變換方法96
3.2.4主成分分析法96
3.2.5穩(wěn)定性99
3.3控制方法100
3.3.1控制問題和原理100
3.3.2控制系統(tǒng)的結構101
3.3.3線性控制方法103
3.3.4繼電器特性控制105
3.3.5滑動模式控制107
3.3.6數字控制111
3.3.7預測控制112
3.3.8電力電子的人工智能113
附錄3A牛頓的二項式公式122
附錄3B微分方程的解122
參考文獻124
第4章 電網換流變換器125
4.1簡介125
4.2整流器125
4.2.1整流電路基本工作原理125
4.2.2基本整流電路128
4.2.3整流器特性145
4.3并網逆變器151
4.3.1工作原理151
4.3.2在逆變模式下運行的基本電路155
4.3.3逆變器的有功功率、無功功率和視在功率159
4.3.4逆變器的特性160
4.4直接頻率變換器（周波變換器）161
4.4.1基于晶閘管的交流-交流變換器161
4.4.2減小輸出電壓的失真164
4.5基于晶閘管的交流調壓器167
4.5.1單相交流調壓器167
4.5.2三相交流調壓器171
參考文獻173
第5章直流-直流變換電路174
5.1簡介：連續(xù)穩(wěn)定器174
5.2基本直流調壓器175
5.2.1降壓式直流-直流變換器175
5.2.2升壓式直流-直流變換器177
5.2.3反向調節(jié)器179
5.2.4C＇uk變換器181
5.2.5電壓倍增調節(jié)器182
5.3輸入輸出變壓器解耦的直流調壓器183
5.3.1反激式變換器183
5.3.2正激式變換器185
5.3.3推挽式變換器186
5.4多象限直流變換器188
5.4.1兩象限變換器188
5.4.2四象限變換器189
5.5向負載供電的晶閘管-電容調節(jié)器190
參考文獻191
第6章基于全控型開關器件的逆變器與交流變換器193
6.1電壓型逆變器193
6.1.1單相電壓型逆變器193
6.1.2單相電壓型逆變器的脈沖寬度控制199
6.1.3三相電壓型逆變器203
6.1.4非對稱負載下的三相電壓型逆變器206
6.2電流型逆變器208
6.2.1晶體管電流型逆變器208
6.2.2電流型逆變器的脈寬控制212
6.2.3基于晶閘管的電流型逆變器213
6.3交流變換器217
6.3.1不含變壓器的交流變換器217
6.3.2升壓交流電壓變換器218
6.3.3間接交流電壓變換器220
6.4變頻器221
6.4.1帶有直流環(huán)節(jié)的變頻器221
6.4.2直接變頻器221
參考文獻223
第7章脈沖寬度調制（PWM）與電能質量控制2247.1PWM基本原理224
7.1.1隨機過程脈沖調制226
7.2逆變器中的PWM技術227
7.2.1電壓型逆變器227
7.2.2電流型逆變器234
7.2.3空間矢量調制237
7.3基于PWM變換器的電能質量控制242
7.3.1PWM變換器性能242
7.3.2交流-直流PWM變換器工作方式242
7.3.3有源電力濾波器247
7.3.4混合濾波器254
7.3.5三相系統(tǒng)中的電流平衡257
7.4PWM控制方式下的交流-直流變換器基本控制系統(tǒng)258
參考文獻265
第8章 諧振變換器266
8.1簡介266
8.2諧振電路中帶負載的變換器267
8.2.1帶串聯負載的變換器267
8.2.2帶并聯負載的變換器274
8.2.3串聯-并聯諧振逆變器277
8.2.4E類變換器277
8.3準諧振變換器281
8.3.1準諧振開關基礎電路281
8.3.2準諧振直流-直流變換器283
8.3.3帶有開關電壓限制的ZVS變換器288
8.3.4具有輸入諧振電路的ZVS逆變器290
參考文獻293
第9章 多電平、模塊化和多單元變換器拓撲2949.1簡介294
9.2整流器與直流-直流變換器并聯295
9.3逆變器并聯299
9.4基于電容-二極管單元的倍壓器和分壓器302
9.4.1倍壓器302
9.4.2分壓器304
9.5多電平變換器結構304
9.5.1二極管鉗位電路305
9.5.2飛跨電容型逆變器306
9.5.3級聯型多電平變換器307
參考文獻309
第10章 電力電子技術應用310
10.1提高供電效率310
10.1.1電力傳輸和電能質量的控制310
10.1.2電力電子技術在可再生能源和儲能設備中的應用315
10.2電力驅動裝置318
10.2.1直流電機的控制318
10.2.2感應電動機的控制320
10.2.3同步電機的控制322
10.3工程應用326
10.3.1照明設備326
10.3.2電工技術327
10.3.3電力運輸329
10.3.4技術要求334
參考文獻339
書單推薦
