目錄
前言
第1章 電力電子元器件1
1.1基本概念1
1.2半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)6
1.2.1導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體6
1.2.2本征半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體7
1.2.3PN結(jié)原理8
1.3電力二極管14
1.3.1電力二極管的基本特性15
1.3.2二極管在軌道車輛上的豐要應(yīng)用17
1.4晶閘管19
1.4.1晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理19
1.4.2晶閘管的基本特性22
1.4.3晶閘管的驅(qū)動(dòng)27
1.5門極可關(guān)斷晶閘管28
1.6電力場效應(yīng)晶體管32
1.6.1電力場效應(yīng)管(電力MOSFET)的結(jié)構(gòu)與工作原理32
1.6.2電力MOSFET的特性與參數(shù)34
1.6.3電力MOSFET使用中的保護(hù)措施39
1.7絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)40
1.7.1IGBT的工作原理與特性40
1.7.2IGBT的門極驅(qū)動(dòng)49
1.7.3IGBT的使用與維護(hù)56
1.8智能功率模塊71
1.9電阻元件、電感元件與電容元件73
1.9.1電阻73
1.9.2電感74
1.9.3電容77
思考題83
第2章 相控整流技術(shù)86
2.1概述86
2.1.1整流電路的分類86
2.1.2整流電路的些基本概念86
2.1.3可控整流電路的般結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)87
2.1.4整流電路的通用分析方法88
2.2單相整流電路89
2.2.1單相半波不可控整流電路89
2.2.2單相半波可控整流電路90
2.2.3單相橋式全控整流電路91
2.2.4單相橋式半控整流電路96
2.2.5單相傘波整流電路99
2.3三相整流電路99
2.3.1三相半波可控整流電路99
2.3.2三相橋式全控整流電路102
2.4相控整流的濾波104
2.4.1電容C濾波電路104
2.4.2電感L濾波電路104
2.4.3LC濾波電路105
2.5整流變壓器漏感的影響105
2.5.1換相過程與換相重疊角105
2.5.2換相壓降的計(jì)算106
2.5.3換相重疊角的計(jì)算106
2.6相控整流及有源逆變原理108
2.6.1整流和有源逆變的基本原理108
2.6.2晶閘管相控整流電路實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本原理108
2.6.3相控整流電路實(shí)現(xiàn)有源逆變（晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)）110
2.6.4相控整流電路實(shí)現(xiàn)有源逆交的條件111
2.6.5相控有源逆變的些概念112
2.6.6交直交變頻器中的相控有源逆變112
2.7相控整流的觸發(fā)電路113
2.7.1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路114
2.7.2正弦波觸發(fā)電路116
2.7.3鋸齒波觸發(fā)電路117
2.7.4觸發(fā)電路的同步問題119
2.8其他整流電路120
2.8.1倍壓整流電路120
2.8.2倍流整流電路121
2.8.3同步整流電路122
2.9相控整流電路的諧波及功率因數(shù)分析123
2.9.1諧波及無功功率的危害123
2.9.2相控整流諧波分析基礎(chǔ)123
2.9.3相控整流功率因數(shù)分析124
思考題126
第3章 直直變換技術(shù)129
3.1直流斬波電路的工作原理130
3.1.1電感的伏秒平衡原理130
3.1.2電容的安秒平衡原理132
3.2基本斬波電路l33
3.2.1降壓變換器133
3.2.2升壓變換器139
3.2.3升降壓變換器l45
3.2.4Cuk斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電路151
3.3多象限直直變換器155
3.3.1橋臂式二象限直直變換器(A型變換器)l55
3.3.2混合橋式二象限直直變換器(B型變換器)157
3.3.3四象限直直變換器(H型變換器)158
3.4多相多重直直變換器l58
3.5帶隔離變壓器的直直變換器161
3.5.1隔離變壓器161
3.5.2各種帶隔離變壓器的直直變換器l64
3.6斬波電路的控制方式173
3.7軌道車輛的直流斬波器174
思考題176
第4章 逆變技術(shù)l78
4.1無源逆變原理178
4.1.1逆變的基本概念l78
4.1.2逆變器的組成與分類178
4.1.3單相電壓型逆變電路180
4.1.4單相電流型逆變電路l82
4.1.5三相橋式逆變電路183
4.2脈沖寬度調(diào)制的理論基礎(chǔ)186
4.3正弦脈沖寬度調(diào)制l87
4.3.1SPWM的基本原理187
4.3.2SPWM調(diào)制的控制脈沖產(chǎn)生方法192
4.3.3SPWM的調(diào)制方法l94
4.3.4三相SPWM逆變工作原理196
4.3.5SPWM對(duì)脈寬調(diào)制的制約條件197
4.3.6異步調(diào)制、同步調(diào)制及分段同步調(diào)制200
4.4特定諧波消去法PWM控制203
4.5電流滯環(huán)跟蹤PWM控制204
4.6電壓空間矢量PWM控制206
4.6.1電動(dòng)機(jī)電壓空間欠量的表示207
4.6.2電動(dòng)機(jī)電壓空間矢量與磁鏈空間矢量的關(guān)系208
4.6.3兩點(diǎn)式電機(jī)逆變器的SVPWM209
4.7逆變器的多重化214
4.8兩電平逆變器和三電平逆變器216
4.9軌道車輛的電機(jī)逆變器220
4.9.1電機(jī)逆變器的結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)參數(shù)220
4.9.2電機(jī)逆變器的傳感及監(jiān)控功能229
思考題235
第5章 PWM脈沖整流器237
5.1脈沖整流器的基本原理及分類237
5.1.1交直交系統(tǒng)的相控式與斬控式整流及有源逆變方案237
5.1.2PWM脈沖整流器的工作原理及分類238
5.2電壓型PWM脈沖整流器242
5.2.1單相電壓型PWM脈沖整流器的主電路結(jié)構(gòu)及工作原理242
5.2.2主要方程式及相量圖243
5.2.3工作模式及能量關(guān)系246
5.2.4三相電壓型脈沖整流器主電路結(jié)構(gòu)及工作原理249
5.2.5脈沖整流器的升壓模式249
5.2.6單相脈沖整流器的控制250
5.3單相兩電平與三電平脈沖整流器254
5.3.1單相兩電平PWM脈沖整流器254
5.3.2單相三電平PWM脈沖整流器255
5.4軌道車輛的脈沖整流器258
思考題275
第6章 軟開關(guān)技術(shù)277
6.1軟開關(guān)的基本原理277
6.1.1硬開關(guān)存在的問題277
6.1.2軟開關(guān)的基本概念278
6.1.3軟開關(guān)的基本實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)278
6.1.4軟開關(guān)的分類280
6.1.5電感L和電容C的諧振工作原理283
6.2軌道車輛中常見的軟開關(guān)的工作原理286
6.2.1零電壓開關(guān)PWM變換器(ZVSPWM)286
6.2.2零電流開關(guān)PWM變換器(ZCSPWM)293
思考題296
第7章 軌道車輛主電路297
7.1軌道車輛主電路的基本結(jié)構(gòu)297
7.1.1主電路的基本結(jié)構(gòu)297
7.1.2牽引變流器的基本組成298
7.2動(dòng)車組的主電路300
7.2.1CRH1動(dòng)車組主電路300
7.2.2CRH2動(dòng)車組主電路303
7.2.3CRH3動(dòng)車組主電路310
7.2.4CRH5動(dòng)車組主電路314
7.2.5CRH380系列動(dòng)車組介紹322
7.3HXDi、HXD7、HXD3電力機(jī)車的主電路323
7.3.1HXDi電力機(jī)車主電路323
7.3.2HXD2電力機(jī)車主電路324
7.3.3HXD3電力機(jī)車豐電路326
7.4軌道車輛主電路的些共性問題328
7.4.1直流環(huán)節(jié)的共用與獨(dú)立使用問題328
7.4.2直流環(huán)節(jié)保護(hù)電路329
7.4.3多重化、載波移相及諧波抑制問題330
7.4.4軌道車輛的接地故障檢測問題335
7.4.5電磁兼容性及接地問題339
思考題348
參考文獻(xiàn)350
附錄軌道車輛電力電子常用術(shù)語索引353