前言
近年来,电力电子设备的数量和品种急剧增长,生产第一线迫切需要大量的、具有一定理论基础和较高实践技能的工程技术人员对其进行操作和维护。为适应社会和经济发展对电力电子技术应用性技能型人才培养的需求,我们编写了本书。
“电力电子技术”是一门实践性很强的课程,有大量的波形需要分析、计算。作者运用面向电气原理结构图的图形化仿真技术,对书中所讨论的大部分变流电路进行了仿真实验,在此基础上进行了实物实验,获得了相应的仿真实验和实物实验波形。通过对理论分析波形、仿真实验波形和实物实验波形的分析比较,增强了读者的感性认识。本书内容涵盖了课堂教学、实验教学和课程设计多个教学环节,特别强调实践能力的培养。书中的MATLAB图形化仿真技术对学生更好地掌握电力电子技术和提高应用能力具有重要作用,可以弥补教学实验设备短缺的不足,对提高教学效果起到事半功倍的作用。
本书除“绪论”外,第1章介绍了功率二极管、晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、大功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等典型电力电子器件的结构、工作原理、特性和主要参数。第2章介绍了交流-直流变换技术,具体分析了典型单相和三相整流电路的组成、工作原理、波形分析和基本计算。第3章介绍了直流-交流变换技术,从不同的换流方式出发,分析了有源逆变和无源逆变(变频)电路,讨论了PWM调制技术。第4章介绍了交流-交流变换技术,分析了以晶闸管器件为基础的交流调压电路、交流开关和交流调功电路,交-交变频也归在此章。第5章介绍了以全控型器件为基础的直流-直流变换技术。在第2~5章,每章的后面均安排了典型变换电路的仿真实验内容,以验证理论分析的有效性。第6章安排了课程设计大纲及任务书内容,给出了课程设计指导书。
和本书第2版相比,第3版针对高职高专院校教学特点,精简了部分传统内容,降低了难度,整流和逆变部分增加了较多的例题;优化了直流-交流变换电路部分的体系,运用新版MATLAB仿真软件进行了变流电路仿真,新增了一定数量的仿真实验内容。纵观全书,仿真实验、课程设计等实践性内容达到全书的一半以上。另外,受篇幅限制,又考虑到各校实验设备型号不一致,且一般都有自己的实验指导书,为此删去了第2版中“实验指导书”这部分的内容。
全书按48~56理论教学课时编写;仿真实验可在课后或校内专业实习中完成;课程设计时间以2周为宜。
本书由周渊深教授主编,宋永英高级实验师参编。周渊深编写了绪论和第1、2、3、4、5章的理论部分,宋永英编写了课程设计部分,并提供了全部实验波形,本书的仿真实验内容由周渊深和宋永英共同编写。朱希荣参加了校稿工作,周玉琴绘制了全书插图,全书由周渊深统稿。在编写本书的过程中参阅和利用了部分兄弟院校的教材,在此向这些资料的作者一并致谢。为了与软件版本中的图形符号一致,书中仿真部分的图形符号有些没有采用国标,请读者谅解。
由于作者水平有限,书中难免存在不妥之处,请读者原谅,并提出宝贵意见。特别是仿真实验模型只是作者依据对变流电路的原理分析进行搭建的,不是唯一的,更不是最优的,期待读者提出更好的方案与编者交流。
编者