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图书信息

光伏发电系统电能变换

中国水利水电出版社
    【作 者】主编 崔青恒 华晓峰 【I S B N 】978-7-5170-4322-5 【责任编辑】张玉玲 【适用读者群】高职高专 【出版时间】2016-04-01 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【页 数】240 【千字数】325 【印 张】15 【定 价】32 【丛 书】高等职业教育“十三五”规划教材(新能源课程群) 【备注信息】
图书详情

    作为高职“太阳能光电应用技术专业”的一门专业课程教材,本书介绍了电力电子器件及其应用技术的主干内容,重点是使学生掌握基本知识和基本技能,具备电力电子装置安装调试的综合应用能力。本书采用项目教学法模式,以多个实用项目为例,详细阐述电能变换应用技术:电力电子器件、整流器、直流变换器、逆变器。

    在项目的选择上力求经典、简明,有代表性。

    针对高等职业教育的特点,突出理论联系实际,着重强调应用能力。

    按工作任务的步骤指导,易于学习。

    提供丰富配套教学资源,作为教学补充。

    本书是高职“太阳能光电应用技术专业”的一门专业课程教材。以工作过程为导向,采取项目式的教学方法,在高等职业教育多年教学改革与实践的基础上,根据高职高专电力和能源类专业人才培养方案和最新电力电子技术行业职业技能鉴定规范,由德州职业技术学院“双师型”教师编写,作者大部分是来自一线项目研发人员且又都是一线老师。

    《光伏发电系统电能变换》一书,从高职教育的实际出发,以电能变换装置为载体,注重理论联系实际,力求通俗易懂、深入浅出,突出实践应用环节。内容选取及安排上具有以下特色:

    (1)在项目的选择上力求经典、简明、有代表性。本教材以电能变换器件的识别与检测、整流器的安装与调试、直流变换器的安装与调试、光伏逆变器的安装与调试作为主干项目,将电力电子技术中适合于光伏发电系统的电能变换知识筛选出来,注重典型产品的分析与应用,强化学生的工程意识,解决实际问题。

    (2)针对高等职业教育的特点,突出理论联系实际,着重强调应用能力。教学内容的安排遵循必需、实用、够用的原则,相关知识不做过于繁杂的理论讲解,重点放在电能变换技术的介绍和装置的训练上,强调的是应用能力。

    (3)按工作任务的步骤指导,易于学习。每个项目的开篇均提供【项目导读】,引导学生进入项目学习,正文中依次按照【任务描述】【相关知识】【知识拓展】【任务实施】【项目总结】【项目训练】【拓展训练】等适于工作过程的步骤进行指导和学习,符合职业教育实践。

    (4)本书的配套教学资源丰富。本书课程组正在学院数字化平台建设教学网站,提供大量电子教案、课件、视频教学资源和特色资源,作为教学补充。也可提供下载供师生选用。

    本书可作为高职太阳能光电应用技术专业教材,也可以供技工院校师生和相关技术人员学习参考之用。

    本书由崔青恒、华晓峰任主编,郭祥飞、董书光任副主编。参加编写的还有:张洪宝、张媛媛、许洪龙、邵再虎、董圣英、闫学敏、王德厚、韩雁鸣、岳东、李建勇、魏传豪、李飞、田晓龙、刘瑞龙、宋晓明、张磊等,本书在编写过程中得到了德州和能新能源公司李哲总工程师的大力支持和指导,得到了学院尹淑英教授的指导和审核,全书得到了中国水利水电出版社万水分社相关领导的大力支持和策划团队的用心指导,在此一并深表感谢!在编写过程中,参考了国内外有关著作和研究成果,在此向有关资料的作者表示诚挚的感谢。由于编者水平有限,编写时间仓促,疏漏不当之处在所难免,敬请各位专家、教师和同学批评指正。

    序言
    前言

    项目一 电能变换器件的识别与检测 1
    【项目导读】 1
    任务一 认识晶闸管 1
    【任务描述】 1
    【相关知识】 2
    一、晶闸管的结构和命名 2
    二、晶闸管的工作原理 4
    三、晶闸管的基本特性 5
    四、晶闸管的主要参数 8
    五、晶闸管的种类 10
    六、晶闸管的保护 10
    七、晶闸管的串联和并联 13
    【知识拓展】电力二极管 15
    一、功率二极管的结构和工作原理 15
    二、功率二极管的伏安特性 16
    三、功率二极管的主要参数 16
    四、电力二极管的主要类型 17
    【任务实施】晶闸管识别与基本测试 18
    一、实训目标 18
    二、实训场所及器材 18
    三、实训步骤 18
    四、任务考核方法 20
    任务二 认识全控型电力电子器件 20
    【任务描述】 20
    【相关知识】 20
    一、电力晶体管 20
    二、可关断晶闸管(Gate-Turn-Off
    Thyristor,GTO) 26
    三、电力场效应晶体管 30
    四、绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 35
    【知识拓展】新型电能变换器件 40
    一、MOS控制晶闸管MCT 40
    二、静电感应晶体管SIT 41
    三、静电感应晶闸管SITH 41
    四、集成门极换流晶闸管IGCT 41
    五、基于宽禁带半导体材料的电力
    电子器件 42
    六、功率集成电路与集成电力
    电子模块 43
    【任务实施】全控型器件认识与基本测量 43
    一、实训目标 43
    二、实训场所及器材 44
    三、实训步骤 44
    四、任务考核方法 46
    【项目总结】 47
    【项目训练】 48
    【拓展训练】 49
    一、功率二极管特性测试 49
    二、晶闸管性能测试 52
    项目二 整流器的安装与调试 56
    【项目导读】 56
    任务 制作与调试调光灯电路 56
    【任务描述】 56
    【相关知识】 57
    一、单相可控整流电路 57
    二、晶闸管可控整流驱动电路 68
    【知识拓展】三相可控整流电路 79
    一、三相半波可控整流电路(电阻性
    负载) 79
    二、三相桥式全控整流电路(电阻性
    负载) 79
    三、三相桥式半控整流电路(电阻性
    负载) 80
    四、带平衡电抗器的双反星形大功率
    整流电路 81
    【任务实施】制作与调试调光灯电路 82
    一、实训目标 82
    二、实训场所及器材 83
    三、实训步骤 83
    四、任务考核方法 88
    【项目总结】 88
    【项目训练】 89
    【拓展训练】 90
    一、单相半波可控整流电路电阻负载
    仿真测试 90
    二、单相半波可控整流电路电阻
    电感负载 92
    三、单相半波可控整流电路电阻电感
    负载带续流二极管电路 93
    四、单相桥式全控整流电路电阻
    负载 95
    五、单相桥式全控整流电路电阻电感
    负载 96
    六、单相桥式全控整流电路反电动势
    负载 98
    七、单相全波可控整流电路 98
    八、单相桥式半控整流电路 100
    九、单相桥式二极管整流电路
    电容滤波 102
    十、单相桥式二极管整流电路
    LC滤波 102
    项目三 直流变换器的安装与调试 105
    【项目导读】 105
    任务一 制作小型DC-DC电源升压器 105
    【任务描述】 105
    【相关知识】DC-DC直流变换器
    (斩波器) 106
    一、直流斩波器的基本工作原理 107
    二、直流斩波电路 107
    三、变压器隔离的直流-直流变换器 113
    【知识拓展】直流-直流变换电路的
    MATLAB仿真 116
    一、降压式(Buck)变换器的建模
    与仿真 116
    二、升压式(Boost)变换器的建模
    与仿真 117
    三、降-升压式(Buck-Boost、Cuk)
    变换器的建模与仿真 119
    【任务实施】小型DC-DC电源升压器
    的组装 121
    一、实训目标 121
    二、实训场所及器材 121
    三、实训步骤 121
    四、任务考核方法 123
    任务二 认识光伏发电系统直流变换器 123
    【任务描述】 123
    【相关知识】光伏发电系统直流变换器 124
    一、光伏发电系统直流变换器的特点 124
    二、光伏发电系统的总体框架 125
    三、直流变换器主电路的结构 125
    四、直流变换器电路元件的选择 128
    【知识拓展】直流PWM控制的基本原理
    及控制电路 129
    一、直流脉宽调制(PWM)控制 129
    二、脉宽调制(PWM)信号ug
    的产生 129
    三、直流开关电源的应用 131
    【任务实施】观测光伏发电系统直流
    变换电路 131
    一、实训目标 131
    二、实训场所及器材 131
    三、实训步骤 132
    四、任务考核方法 136
    任务三 调试光伏电源充放电控制器 137
    【任务描述】 137
    【相关知识】光伏电源充放电控制器 137
    一、太阳能光伏电源系统的组成 137
    二、光伏电源充放电控制器 138
    【知识拓展】最大功率点跟踪技术 141
    一、太阳能电池的特性及MPPT研究
    的必要性 141
    二、基于直流变换器的MPPT
    实现原理 144
    三、最大功率点跟踪算法 145
    【任务实施】实用光伏控制器的
    安装调试 147
    一、实训目标 147
    二、实训场所及器材 147
    三、实训步骤 148
    四、任务考核方法 150
    【拓展实例】 150
    【项目总结】 151
    【项目训练】 151
    【拓展训练】直流变换电路仿真测试 152
    一、直流降压斩波电路 152
    二、直流升压斩波电路 153
    三、直流升降压斩波电路 153
    四、电流可逆斩波电路 156
    五、多相多重斩波电路 156
    六、正激电路 158
    七、反激电路 159
    八、半桥电路 161
    九、全桥电路 163
    项目四 光伏逆变器的安装与调试 165
    【项目导读】 165
    任务一 制作小功率单相逆变器 165
    【任务描述】 165
    【相关知识】DC-AC变换器(逆变器) 166
    一、逆变器概述 166
    二、逆变器的定义及分类 167
    三、现代逆变技术的发展趋势 167
    四、逆变的基本概念 169
    五、有源逆变 169
    六、无源逆变 173
    【知识拓展】简易小功率方波逆变器设计 180
    一、方波的产生 180
    二、场效应管驱动电路 181
    三、场效应管电源开关电路 182
    四、逆变器的性能测试 186
    【任务实施】 187
    一、实训目标 187
    二、实训场所及器材 187
    三、实训步骤 187
    四、任务考核方法 191
    任务二 安装与调试光伏发电系统逆变器 191
    【任务描述】 191
    【相关知识】WPV02型风光互补实训系统
    逆变器 192
    一、WPV02型风光互补实训系统
    逆变器概述 192
    二、DC-DC升压器 192
    三、全桥逆变 201
    【知识拓展】并网逆变器分析与检测 208
    一、并网逆变器的技术要求 208
    二、并网逆变器的国内外应用现状 209
    三、并网逆变器的分类 210
    四、并网逆变器输出电流的主要
    控制方式 211
    【任务实施】 212
    实例一 拆解与组装WPV02型风光
    互补实训系统逆变器 212
    实例二 晶闸管串级调速装置
    基本认识 214
    【项目总结】 216
    【项目训练】 216
    【拓展训练】逆变器仿真测试 217
    一、电压型单相半桥逆变电路 217
    二、电压型单相全桥逆变电路 218
    三、电压型三相全桥逆变电路 219
    四、电流型单相并联谐振式逆变电路 222
    五、电流型三相逆变电路 223
    参考文献 225





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