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本書(shū)在介紹常用電力電子器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和驅(qū)動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)上，分析了電力電子變流設(shè)備保護(hù)的有關(guān)問(wèn)題，對(duì)電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的方法和步驟進(jìn)行了較為深入的討論。給出了23 種作者研制和調(diào)試的，并且投入工程實(shí)際中應(yīng)用多年且證明十分成熟可靠的，以整流管、晶閘管、MOSFET、IGBT 為主功率器件的典型電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例。本書(shū)對(duì)這些實(shí)例的電路原理、工作波形、保護(hù)措施、運(yùn)行效果進(jìn)行了較為細(xì)致的闡述，對(duì)其中個(gè)別電力電子變流設(shè)備給出了設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)方案和調(diào)試過(guò)程，給出了結(jié)論與啟迪。
本書(shū)是一本理論和實(shí)際緊密結(jié)合的實(shí)用技術(shù)書(shū)籍，其內(nèi)容豐富，取材面廣，富有代表性，圖文并茂，通俗易懂，是從事電力電子變流設(shè)備及特種電源設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝和制造及研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員不可多得的實(shí)用參考書(shū)，也可供高等院校和職業(yè)院校從事電力電子行業(yè)及相近專(zhuān)業(yè)的廣大師生參考使用。

前言
電力電子技術(shù)是電工技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，是當(dāng)今世界各發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)高科技領(lǐng)域。由于采用電力電子技術(shù)可以達(dá)到廣泛的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)生存環(huán)境及電網(wǎng)的綠色化，越來(lái)越受到各國(guó)政府的高度重視，越來(lái)越與人們的日常生活交織相融密不可分。
雖然電力電子技術(shù)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)對(duì)于許多非此專(zhuān)業(yè)的人來(lái)說(shuō)有些陌生，但電力電子變換在人類(lèi)的生活中可以說(shuō)無(wú)處不在，無(wú)時(shí)不用，已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、環(huán)境保護(hù)、空間技術(shù)、海洋探秘和社會(huì)生活的各個(gè)方面。典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括電化學(xué)、直流牽引、直流調(diào)速、交流傳動(dòng)、電機(jī)勵(lì)磁、電火花加工、電鍍、電冶、電磁合閘、充電、中頻及高頻感應(yīng)加熱、交流及直流不間斷電源、開(kāi)關(guān)電源、穩(wěn)壓電源、電力電子開(kāi)關(guān)、高壓靜電除塵、直流輸電、無(wú)功補(bǔ)償、風(fēng)力發(fā)電、環(huán)境保護(hù)、家用電器、儲(chǔ)能電站、航空器控制、感應(yīng)電能傳輸、空間探測(cè)、遙測(cè)遙感、交通運(yùn)輸、火災(zāi)預(yù)防、醫(yī)療衛(wèi)生、防盜報(bào)警等諸多方面。盡管應(yīng)用領(lǐng)域千差萬(wàn)別，但總體上可將其變換分為交流到直流、直流到交流、直流到直流、交流到交流四大類(lèi)。應(yīng)當(dāng)看到，應(yīng)用電力電子器件在一定的控制手段下，實(shí)現(xiàn)某一特定功能的電力電子變換是根據(jù)終使用者的應(yīng)用需求指標(biāo)，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試后交付終用戶(hù)使用，在應(yīng)用過(guò)程中，總有電流（大小、交直流種類(lèi)）的變化，因而通常將這類(lèi)電力電子變換裝置又稱(chēng)為電力電子變流設(shè)備。
在國(guó)內(nèi)從事電力電子變流設(shè)備研究和生產(chǎn)的企事業(yè)單位有數(shù)千家，電力電子變流設(shè)備的用戶(hù)幾乎遍布全國(guó)各工業(yè)領(lǐng)域及民用企事業(yè)單位。許多單位的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試人員急需得到有關(guān)電力電子器件原理、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)以及設(shè)計(jì)調(diào)試的系統(tǒng)實(shí)用技術(shù)資料。為了給電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試人員提供一本實(shí)用的有價(jià)值的參考書(shū)，根據(jù)自己多年從事電力電子變流設(shè)備研究、設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和總結(jié)，撰寫(xiě)了本書(shū)，以期對(duì)下列人員有所補(bǔ)益：
（1）電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)、制造企業(yè)的設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員。
（2）電力電子變流設(shè)備使用單位從事設(shè)備運(yùn)行管理、維護(hù)的人員。
（3）上述兩種單位的操作及裝配人員。
（4）高等院校的教師、研究生、本科生以及職業(yè)院校的師生。
（5）各種職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校的教師及學(xué)員。
本人從西安交通大學(xué)畢業(yè)，分配到我國(guó)電力電子行業(yè)的歸口研究所西安電力電子技術(shù)研究所（原西安整流器研究所）工作10 年后調(diào)入大學(xué)，至今已近40 年，從事過(guò)變頻器、開(kāi)關(guān)電源、感應(yīng)加熱用中頻電源、交流調(diào)壓、交流調(diào)功、電化學(xué)、環(huán)境保護(hù)、有色冶金、核物理實(shí)驗(yàn)、空間飛行器電熱模擬、飛行器用精密部件鑄造等類(lèi)型的電力電子變流設(shè)備的科研及設(shè)計(jì)、調(diào)試工作。親自設(shè)計(jì)或主持設(shè)計(jì)的電力電子變流設(shè)備種類(lèi)達(dá) 40 多個(gè)品種，已投入國(guó)內(nèi)有色冶金、化工、鋼鐵、煤礦、核工業(yè)、國(guó)防、航天、航空等行業(yè)使用并出口到多個(gè)國(guó)家的總計(jì)近2000 臺(tái)（套）。本人亦曾主持了近50 多種電力電子變流設(shè)備控制板的研制及改進(jìn)定型工作，這些控制板累計(jì)在國(guó)內(nèi)使用達(dá)35 000 多塊，更為有幸的是主編或參編電力電子技術(shù)方面的實(shí)用技術(shù)圖書(shū)25 種，其中已公開(kāi)出版22 種，這些經(jīng)歷為本書(shū)的完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
考慮到電力電子變流設(shè)備的種類(lèi)繁多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，所用電力電子器件不盡相同，使用領(lǐng)域多種多樣，功率容量有大有小，要逐個(gè)歸納總結(jié)全面系統(tǒng)地介紹設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例將是十分困難的，更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。如何在眾多的電力電子變流設(shè)備中提煉總結(jié)，寫(xiě)出真正可以解決讀者工作中實(shí)際問(wèn)題的實(shí)用資料，是本書(shū)的真正困難所在。本書(shū)力求以國(guó)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用量大面廣的電力電子變流設(shè)備為主線進(jìn)行介紹，對(duì)近幾年新出現(xiàn)的電力電子器件，以及以這些器件為主開(kāi)關(guān)器件處于研發(fā)階段的電力電子變流設(shè)備，或在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中使用量較少的電力電子變流設(shè)備，本書(shū)沒(méi)有涉獵，希望讀者能理解這一良苦用心。
各種電力電子器件的正確選擇使用，是電力電子變流設(shè)備成功設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本書(shū)的第 1章對(duì)電力電子器件的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹。第2 章分析了電力電子器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求，針對(duì)第1 章介紹的電力電子器件，給出了典型的驅(qū)動(dòng)電路。第3 章對(duì)電力電子器件和電力電子變流設(shè)備常用保護(hù)器件、保護(hù)電路的分類(lèi)、常用保護(hù)電路的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了介紹，給出設(shè)計(jì)的幾種典型保護(hù)電路。第4 章對(duì)電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的概念、分類(lèi)、要求、步驟和方法進(jìn)行了介紹。第5 章探討了整流管串聯(lián)應(yīng)用的均壓?jiǎn)栴}及并聯(lián)應(yīng)用的均流問(wèn)題，給出了4 種典型的整流管電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例。第6 章首先分析了晶閘管并聯(lián)均流及串聯(lián)均壓兩個(gè)應(yīng)用共性問(wèn)題，給出了 12 種極為典型的晶閘管類(lèi)電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例；并以15MW 熱工實(shí)驗(yàn)用36 脈波晶閘管直流電力電子變流設(shè)備和12 500kVA 礦熱爐用三相低頻電力電子變流設(shè)備為例，詳細(xì)介紹了其設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算和選用。第7 章探討了MOSFET 的保護(hù)技術(shù)，給出了3 種主功率器件為MOSFET 的電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例。第7.5 節(jié)以6kW 845多相位可變頻交流輸出電力電子變流設(shè)備為例，在給出設(shè)計(jì)結(jié)果的同時(shí)，詳細(xì)討論了該電力電子變流設(shè)備的調(diào)試方法和調(diào)試結(jié)果。在第8 章中不但討論了IGBT 的保護(hù)問(wèn)題，而且給出了4 種以IGBT 為主功率器件的電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例。
為便于讀者直接選用，本書(shū)附錄中介紹了經(jīng)眾多單位使用成熟的，由陜西高科電力電子有限責(zé)任公司研制并已批量供國(guó)內(nèi)使用的電力電子變流設(shè)備和控制板的主要性能和參數(shù)。同時(shí)給出了國(guó)內(nèi)幾家有名的霍爾電流傳感器、快速熔斷器、晶閘管、整流管的生產(chǎn)廠家主要產(chǎn)品。本書(shū)中介紹的23 種電力電子變流設(shè)備正是選用了這些性能可靠的控制板、傳感器、晶閘管、整流管才得以穩(wěn)定可靠運(yùn)行，希望能為讀者選型提供參考。
本書(shū)在寫(xiě)作過(guò)程中，承蒙陜西高科電力電子有限責(zé)任公司提供了許多十分珍貴的參考資料和難得的應(yīng)用實(shí)例，以2000 多臺(tái)（套）電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試與可靠運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)作為鋪墊，提供了書(shū)中的許多經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)以及在多臺(tái)電力電子變流設(shè)備中使用證明魯棒性及可靠性都很好、可直接應(yīng)用的原理插圖及電路參數(shù)，文中參考和使用了書(shū)末參考文獻(xiàn)中所列作者的研究和試驗(yàn)成果。中國(guó)電力出版社的周娟編審、楊淑玲副編審對(duì)本書(shū)出版付出了許多辛勤的工作；陜西高科電力電子有限責(zé)任公司的王文英、趙正富、陳莉、劉艷麗、曹科、李梁對(duì)本書(shū)的電路及程序進(jìn)行了實(shí)用檢驗(yàn)，提出了有益的建議；我的研究生劉永鴿、呂鵬、謝廣超、楊脫穎、史棟毅、孫亞、王輝、丁培培、鄭列、萬(wàn)英英、李培培、劉磊、閆澤宇、朱昕、李輝、王致遠(yuǎn)參與了書(shū)稿的整理、部分電路的實(shí)驗(yàn)及電路圖的校正工作，在此一并感謝！
在本書(shū)出版之際，我還應(yīng)感謝我賢惠的妻子梁萍的支持，多年來(lái)她理解、無(wú)私支持我的研究、設(shè)計(jì)及調(diào)試工作，在生活等方面提供了很多幫助，對(duì)本書(shū)的出版做了間接的、有益的工作。
本書(shū)作為高科實(shí)用電力電子技術(shù)叢書(shū)的第6 本（另外5 本在2013 年前已由科學(xué)出版社出版），由李宏設(shè)計(jì)撰寫(xiě)提綱，吉林吉恩鎳業(yè)股份公司的蘇暢高工、延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院的張仰維老師參加了撰寫(xiě)，終由李宏負(fù)責(zé)修改、統(tǒng)稿和定稿工作，因查閱資料受限，加之寫(xiě)作時(shí)間倉(cāng)促，更受限于自身的學(xué)術(shù)修養(yǎng)及技術(shù)水平，書(shū)中難免有紕漏，懇請(qǐng)讀者和國(guó)內(nèi)電力電子行業(yè)的專(zhuān)家、學(xué)者及同仁們提出寶貴意見(jiàn)，指正意見(jiàn)與建議請(qǐng)寄西安市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)草灘園區(qū)尚苑路4815 號(hào)陜西高科電力電子有限責(zé)任公司轉(zhuǎn)李宏收，亦可發(fā)電子郵件（m18966712268@163.com）直言相告，若對(duì)書(shū)中介紹的電力電子變流設(shè)備實(shí)例電路有新的改進(jìn)方案或更好的建議，亦可直接與陜西高科電力電子有限責(zé)任公司（網(wǎng)址：http://www.sgk.com.cn，E-mail：sgkdldz@163.com）技術(shù)部（電話(huà)：029 62382230）或銷(xiāo)售部（電話(huà)：029 62383930，傳真：029 85213405）聯(lián)系進(jìn)行交流與探討。
2021 年7 月于西安

目錄
前言
第1 章電力電子變流設(shè)備常用器件的結(jié)構(gòu)和工作原理 · 1
1.1 概述 1
1.2 整流管 1
1.2.1 整流管的結(jié)構(gòu) · 1
1.2.2 整流管的工作原理 · 2
1.2.3 整流管的外形與參數(shù)范圍 · 2
1.2.4 整流管的主要參數(shù) · 3
1.3 晶閘管 4
1.3.1 晶閘管的符號(hào)及外形 · 4
1.3.2 晶閘管的工作原理 · 5
1.3.3 晶閘管的主要參數(shù)及合理選用 · 7
1.4 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 13
1.4.1 結(jié)構(gòu)與工作原理 13
1.4.2 電力MOSFET 的分類(lèi) 15
1.4.3 主要參數(shù) 16
1.5 絕緣柵控雙極型晶體管 16
1.5.1 基本結(jié)構(gòu) 17
1.5.2 分類(lèi) 17
1.5.3 工作原理 17
1.5.4 主要技術(shù)參數(shù) 18
第2 章電力電子器件的驅(qū)動(dòng)技術(shù) 20
2.1 概述 20
2.2 晶閘管的觸發(fā)電路 20
2.2.1 晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求 21
2.2.2 KJ004 晶閘管移相觸發(fā)器集成電路 · 22
2.2.3 TCA785 晶閘管移相觸發(fā)器集成電路 · 26
2.2.4 高性能晶閘管三相移相觸發(fā)器集成電路TC787 30
2.2.5 SGK198 晶閘管準(zhǔn)數(shù)字觸發(fā)器集成電路 · 34
2.2.6 KJ041 6 路雙脈沖形成器集成電路 · 41
2.2.7 KJ042 脈沖列調(diào)制形成器集成電路 43
2.3 電力MOSFET 的柵極驅(qū)動(dòng)電路 46
2.3.1 電力MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路的共性問(wèn)題及對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求 · 46
2.3.2 實(shí)用柵極驅(qū)動(dòng)電路舉例 48
2.3.3 IR2110 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路 52
2.4 IGBT 的柵極驅(qū)動(dòng)電路 63
2.4.1 IGBT 對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的要求 · 63
2.4.2 M57962L IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路 65
2.4.3 HL402A IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路 69
第3 章電力電子變流設(shè)備的保護(hù)技術(shù) 76
3.1 概述 · 76
3.2 電力電子變流設(shè)備保護(hù)的基本問(wèn)題 · 76
3.2.1 電力電子變流設(shè)備保護(hù)的定義 76
3.2.2 電力電子變流設(shè)備保護(hù)的實(shí)質(zhì) 77
3.2.3 電力電子變流設(shè)備保護(hù)的分類(lèi) 77
3.3 過(guò)電流保護(hù) · 78
3.3.1 過(guò)電流保護(hù)的分類(lèi)方法 78
3.3.2 過(guò)電流保護(hù)的常用執(zhí)行部件 79
3.3.3 電子式過(guò)電流保護(hù)的電流檢測(cè)裝置 83
3.3.4 過(guò)電流的電子式保護(hù)電路 89
3.4 過(guò)電壓保護(hù) · 90
3.4.1 過(guò)電壓保護(hù)的分類(lèi) 90
3.4.2 動(dòng)態(tài)過(guò)電壓保護(hù)的執(zhí)行元件 91
3.4.3 靜態(tài)過(guò)電壓保護(hù)檢測(cè)電壓的常用器件 97
3.5 靜態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)的信號(hào)處理器件 · 99
3.6 電力電子變流設(shè)備的其他保護(hù) 101
3.6.1 缺相保護(hù) 101
3.6.2 短路保護(hù) 104
3.6.3 欠電壓保護(hù) 105
3.6.4 直通、短路保護(hù) 106
3.6.5 接地保護(hù) 107
3.6.6 過(guò)熱保護(hù) 107
3.6.7 欠飽和、過(guò)飽和保護(hù) 108
3.6.8 驅(qū)動(dòng)電路電源電壓監(jiān)控保護(hù) 108
3.6.9 掉電保護(hù) 109
第4 章電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 · 110
4.1 概述 110
4.2 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的含義和目的 110
4.2.1 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的含義 · 110
4.2.2 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的目的 · 111
4.3 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的分類(lèi) 111
4.3.1 按是整套設(shè)備還是零部件設(shè)計(jì)分類(lèi) · 111
4.3.2 按設(shè)計(jì)的電路功能分類(lèi) · 112
4.3.3 按設(shè)計(jì)的電路處理電量的功率大小分類(lèi) · 113
4.4 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 113
4.4.1 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)前的人員準(zhǔn)備 · 113
4.4.2 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)前的技術(shù)準(zhǔn)備 · 114
4.4.3 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)前的物質(zhì)準(zhǔn)備 · 114
4.5 電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì)的一般要求 115
4.5.1 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范 · 115
4.5.2 準(zhǔn)確設(shè)計(jì)儀器儀表及專(zhuān)用設(shè)備 · 115
4.5.3 人身和設(shè)備安全及可靠接地 · 116
4.5.4 數(shù)據(jù)處理 · 116
4.6 電力電子變流設(shè)備的常用設(shè)計(jì)方法和步驟 116
4.6.1 電力電子變流設(shè)備的常用設(shè)計(jì)方法 · 116
4.6.2 電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟 · 117
4.6.3 設(shè)計(jì)舉例：75kW 無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)繼電操作電路設(shè)計(jì) 118
第5 章主功率器件為整流管的電力電子變流設(shè)備 · 122
5.1 概述 122
5.2 整流管并聯(lián)應(yīng)用的均流問(wèn)題 122
5.2.1 整流管并聯(lián)的不均流機(jī)理 · 122
5.2.2 多個(gè)整流管并聯(lián)的均流措施 · 123
5.3 整流管串聯(lián)應(yīng)用的均壓?jiǎn)栴} 123
5.3.1 串聯(lián)整流管不均壓的原因 · 124
5.3.2 多個(gè)整流管串聯(lián)的均壓措施 · 125
5.4 48 脈波4 55kA/880V 直流電力電子變流設(shè)備 126
5.4.1 系統(tǒng)組成及工作原理 · 126
5.4.2 應(yīng)用效果 · 129
5.4.3 結(jié)論與啟迪 · 131
5.5 110kV/300A 整流管直流電力電子變流設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算與應(yīng)用 · 131
5.5.1 系統(tǒng)組成及工作原理和參數(shù)設(shè)計(jì) · 131
5.5.2 應(yīng)用效果 · 135
5.5.3 結(jié)論與啟迪 · 136
5.6 12 1000V/140kA 整流管直流電力電子變流設(shè)備詳細(xì)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 137
5.6.1 試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)整流管電力電子變流設(shè)備的技術(shù)要求 · 137
5.6.2 整流管電力電子變流設(shè)備設(shè)計(jì) 139
5.6.3 整流柜機(jī)械結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì) 153
5.6.4 整流柜內(nèi)導(dǎo)電母線及電氣連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 156
5.6.5 多個(gè)整流柜并聯(lián)的均流與故障的可靠保護(hù)設(shè)計(jì) 158
5.6.6 整流柜配套用的監(jiān)控報(bào)警柜 160
5.6.7 應(yīng)用效果 162
5.6.8 結(jié)論與啟迪 163
5.7 4 12kA/3510V 整流管電力電子變流設(shè)備 163
5.7.1 系統(tǒng)組成及工作原理分析 163
5.7.2 應(yīng)用效果 170
5.7.3 結(jié)論與啟迪 170
第6 章晶閘管類(lèi)電力電子變流設(shè)備 · 172
6.1 概述 172
6.2 晶閘管并聯(lián)應(yīng)用的均流問(wèn)題 172
6.2.1 造成并聯(lián)晶閘管不均流的原因 172
6.2.2 解決不均流的措施 173
6.2.3 應(yīng)用效果 175
6.3 晶閘管串聯(lián)的均壓?jiǎn)栴} 176
6.3.1 電力電子變流設(shè)備中串聯(lián)晶閘管不均壓的原因 176
6.3.2 實(shí)現(xiàn)多個(gè)串聯(lián)晶閘管器件均壓的措施 177
6.3.3 串聯(lián)應(yīng)用特別注意事項(xiàng) 179
6.4 200kW 電力回收用晶閘管電力電子變流設(shè)備 · 179
6.4.1 系統(tǒng)組成及工作原理 179
6.4.2 應(yīng)用效果 184
6.4.3 結(jié)論與啟迪 184
6.5 可跟蹤供電電源頻率寬范圍變化的1000V/412kA 晶閘管電力電子變流設(shè)備 184
6.5.1 系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理 184
6.5.2 應(yīng)用效果 196
6.5.3 結(jié)論與啟迪 196
6.6 帶有微分控制的 6t 真空自耗電極直流電弧爐用晶閘管電力電子變流設(shè)備 197
6.6.1 系統(tǒng)組成及工作原理 197
6.6.2 應(yīng)用效果 200
6.6.3 結(jié)論與啟迪 200
6.7 10t 真空自耗電極直流電弧爐用40kA 直流電力電子變流設(shè)備 · 201
6.7.1 系統(tǒng)組成及工作原理 201
6.7.2 應(yīng)用效果 205
6.7.3 結(jié)論與啟迪 206
6.8 采用星點(diǎn)控制的交流調(diào)壓電力電子變流設(shè)備 206
6.8.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 · 206
6.8.2 應(yīng)用效果 · 211
6.8.3 結(jié)論與啟迪 · 211
6.9 65kA/85V 24 脈波真空自耗電極凝殼爐用晶閘管直流電力電子變流設(shè)備 211
6.9.1 系統(tǒng)組成及工作原理 · 211
6.9.2 應(yīng)用效果 · 217
6.9.3 結(jié)論與啟迪 · 218
6.10 50kW 串聯(lián)型晶閘管中頻電力電子變流設(shè)備 218
6.10.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 218
6.10.2 應(yīng)用效果 222
6.10.3 結(jié)論與啟迪 223
6.11 15MW 熱工實(shí)驗(yàn)用 36 脈波晶閘管直流電力電子變流設(shè)備詳細(xì)設(shè)計(jì) 223
6.11.1 研制背景 223
6.11.2 36 脈波整流變壓器組的設(shè)計(jì) 224
6.11.3 整流柜用元器件的計(jì)算與選型設(shè)計(jì) 226
6.11.4 5MW分晶閘管電力電子變流設(shè)備的控制部分和計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 229
6.11.5 保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 232
6.11.6 應(yīng)用效果 234
6.11.7 結(jié)論與啟迪 236
6.12 節(jié)能型電機(jī)試驗(yàn)用晶閘管電力電子變流設(shè)備 · 237
6.12.1 研制背景 237
6.12.2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 238
6.12.3 應(yīng)用效果 242
6.12.4 結(jié)論與啟迪 242
6.13 6 13kA/670V 72 脈波晶閘管直流電力電子變流設(shè)備 243
6.13.1 研制背景 243
6.13.2 系統(tǒng)組成及工作原理 243
6.13.3 應(yīng)用效果 251
6.13.4 結(jié)論與啟迪 252
6.14 120t 電渣爐用晶閘管單相低頻電力電子變流設(shè)備 · 252
6.14.1 研制背景 252
6.14.2 電渣爐低頻供電節(jié)能的依據(jù) 253
6.14.3 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 253
6.14.4 實(shí)用效果 257
6.14.5 結(jié)論與啟迪 257
6.15 12 500kA 礦熱爐用三相低頻電力電子變流設(shè)備 258
6.15.1 研制背景 · 258
6.15.2 礦熱爐用三相低頻電力電子變流設(shè)備的結(jié)構(gòu) 258
6.15.3 礦熱爐低頻電力電子變流設(shè)備的控制電路 262
6.15.4 應(yīng)用效果 · 271
6.15.5 結(jié)論與啟迪 · 271
第7 章 MOSFET 類(lèi)電力電子變流設(shè)備 272
7.1 概述 272
7.2 MOSFET 的保護(hù)問(wèn)題 · 272
7.2.1 過(guò)電壓保護(hù) 272
7.2.2 過(guò)電流保護(hù) 277
7.3 50A/12V 開(kāi)關(guān)型直流電力電子變流設(shè)備 278
7.3.1 系統(tǒng)組成及工作原理 278
7.3.2 應(yīng)用效果 283
7.3.3 結(jié)論與啟迪 283
7.4 超低紋波組合開(kāi)關(guān)型直流電力電子變流設(shè)備 284
7.4.1 系統(tǒng)組成及工作原理 284
7.4.2 應(yīng)用效果 287
7.4.3 結(jié)論與啟迪 287
7.5 6kW 8 45多相位可變頻交流輸出電力電子變流設(shè)備 · 288
7.5.1 電路構(gòu)成及工作原理框圖 288
7.5.2 調(diào)試過(guò)程及調(diào)試方法 298
7.5.3 應(yīng)用效果 303
7.5.4 結(jié)論與啟迪 304
第8 章 IGBT 類(lèi)電力電子變流設(shè)備 305
8.1 概述 305
8.2 IGBT 對(duì)保護(hù)的特殊要求 305
8.3 IGBT 的保護(hù) 307
8.3.1 過(guò)電流保護(hù) 307
8.3.2 短路保護(hù) 307
8.3.3 過(guò)電壓保護(hù) 311
8.3.4 防靜電保護(hù) 313
8.4 IGBT 斬波型電力電子變流設(shè)備 313
8.4.1 系統(tǒng)組成及工作原理簡(jiǎn)介 313
8.4.2 應(yīng)用效果 316
8.4.3 結(jié)論與啟迪 316
8.5 75kW 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速電力電子變流設(shè)備 317
8.5.1 系統(tǒng)基本構(gòu)成和工作原理 317
8.5.2 應(yīng)用效果 · 336
8.5.3 結(jié)論與啟迪 · 336
8.6 8kA/10V IGBT 開(kāi)關(guān)型直流電力電子變流設(shè)備 · 337
8.6.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 · 337
8.6.2 應(yīng)用效果 · 341
8.6.3 結(jié)論與啟迪 · 341
8.7 用于真空自耗爐的IGBT 開(kāi)關(guān)型30kA/50V 直流電力電子變流設(shè)備 · 341
8.7.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 · 341
8.7.2 應(yīng)用效果 · 346
8.7.3 結(jié)論與啟迪 · 346
8.7.4 開(kāi)關(guān)型直流電力電子變流與可控整流方案用于電弧爐熔煉系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較 347
附錄 349
附錄A 電力電子變流設(shè)備 349
附錄B 電力電子變流設(shè)備控制和驅(qū)動(dòng)板 356
附錄C 特種功率變壓器 361
附錄D 大電流霍爾電流傳感器及光纖電流傳感器 363
附錄E 不可控及半控型電力電子器件 · 367
附錄F 快速熔斷器選型 · 372
參考文獻(xiàn) 376

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