电力电子技术 9787040390537 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王卓 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040390537

商品编码：29421135121

包装：平装

出版时间：2014-02-01

基本信息

书名：电力电子技术

定价：37.00元

作者：王卓

出版社：高等教育出版社

出版日期：2014-02-01

ISBN：9787040390537

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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还讲述了器件的驱动及保护电路。附录中介绍了整流变压器额定参数的计算及电抗器电感量的计算。本书体系新颖、重点突出、实用性强，为便于读者学习，每章均附有思考与习题。
　　《电力电子技术》可作为电气工程及其自动化专业、自动化专业的本科生教材，也可作为研究生的主要参考教材，并可供相关专业工程技术人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电力电子器件与系统》 内容简介： 本书全面深入地探讨了现代电力电子技术的核心概念、关键器件、主流拓扑结构、控制策略以及在各个领域的广泛应用。全书共分为十一章，从基础理论出发，逐步深入到前沿技术与实际工程问题，旨在为读者提供一个系统、完整且具有前瞻性的知识体系。 第一章：电力电子技术基础 本章首先回顾了电力电子技术的基本概念、发展历程及其在现代社会中的重要地位。我们将重点阐述电力电子变换器的工作原理，包括AC-DC（整流）、DC-AC（逆变）、DC-DC（斩波）以及AC-AC（变频）等基本变换方式。同时，深入剖析功率半导体器件的基本特性，如二极管、晶闸管（SCR）、双极型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体器件的优势与应用。详细介绍这些器件的开关特性、损耗机制、散热要求以及驱动与保护电路设计。此外，本章还将介绍电力电子系统中的基本无源元件，如电感、电容及其在滤波和储能方面的作用，并初步介绍功率变换器的基本拓扑结构，为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章：电力电子开关器件 本章将对各类电力电子开关器件进行更为细致的分析。我们将深入探讨二极管的特性，包括正向压降、反向恢复电荷及其对开关损耗的影响。对于晶闸管，我们将详细讲解其触发、关断机理，并介绍不同类型的晶闸管及其适用场合。MOSFET和IGBT作为现代电力电子系统中应用最广泛的器件，我们将对其结构、工作原理、栅极驱动特性、导通损耗、开关损耗以及可靠性进行深入的剖析。特别地，我们将对比分析MOSFET和IGBT在不同电压、电流等级下的优缺点。此外，本章还将重点介绍新兴的宽禁带半导体器件，如SiC-MOSFET和GaN-HEMT，分析其在高频、高温、高压条件下的优越性能，以及其在下一代电力电子系统中的巨大潜力。最后，本章将讨论功率器件的封装技术、散热设计原则以及过电压、过电流的保护策略。 第三章：基本电力电子变换器拓扑 本章将系统介绍几种最基本且应用广泛的电力电子变换器拓扑结构。首先，我们将详细讲解单相和三相不可控整流器和可控整流器（相控整流器）的工作原理、输出电压特性、纹波分析以及谐波抑制方法。接着，我们将深入研究DC-DC变换器，重点分析降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）以及Cuk、SEPIC、Zeta等拓扑的电路结构、工作模式、电压转换比、输入输出电流特性以及电感和电容的设计原则。对于AC-AC变换器，我们将介绍直接变频器（Matrix Converter）和间接变频器（PWM整流器+PWM逆变器）的基本工作原理、优缺点及应用。此外，本章还将初步介绍多电平变换器（如NPC、FC、H桥级联）的概念和优势，为处理高电压应用奠定基础。 第四章：PWM控制技术 脉宽调制（PWM）是现代电力电子变换器实现电压和电流调节的关键技术。本章将详细介绍各种常用的PWM控制策略。我们将从最基本的单极性PWM和双极性PWM开始，讲解其生成原理、载波信号与调制信号的比较过程。接着，我们将深入探讨同步PWM（SPWM）、空间矢量PWM（SVPWM）及其在三相逆变器中的应用。SVPWM因其优异的谐波抑制性能和对直流母线电压利用率的提高而备受关注，本章将对其原理、电压矢量生成、扇区划分以及开关信号生成进行详细阐述。此外，我们还将讨论基于模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制（FLC）以及自适应控制等先进控制方法在PWM技术中的应用，以提高变换器的动态性能和鲁棒性。本章还将涉及PWM发生器的硬件和软件实现方法。 第五章：谐波分析与抑制 电力电子变换器在工作过程中会产生大量的谐波，严重影响电网质量和连接设备的正常运行。本章将聚焦于电力电子系统的谐波分析与抑制技术。我们将详细讲解谐波的产生机理，并介绍傅里叶级数分析方法，用于分析变换器输出电流和电压的谐波分量。我们将讨论总谐波失真（THD）等评价谐波含量的指标。针对谐波抑制，本章将介绍多种方法，包括：增加滤波器的设计，如LC滤波器、有源滤波器（AF）和混合滤波器；采用多重PWM技术，如相移PWM（PSPWM）和载波移相PWM（CSPWM）；以及利用多电平变换器减少谐波等。此外，本章还将介绍功率因数校正（PFC）技术，包括无源PFC和有源PFC（APFC）的设计与实现，以提高系统的功率因数，减少无功功率消耗。 第六章：逆变器技术 逆变器是将直流电转换为交流电的关键电力电子设备。本章将深入研究各类逆变器技术。我们将重点分析单相和三相电压源逆变器（VSI）和电流源逆变器（CSI）的拓扑结构、工作原理、调制策略和输出波形控制。我们将详细讨论PWM控制在逆变器中的应用，以及如何实现正弦波输出。此外，本章还将介绍多电平逆变器，如NPC、FC、H桥级联等逆变器，分析它们在高电压、大功率应用中的优势，以及它们的PWM控制策略。同时，我们将探讨无刷直流电机（BLDC）驱动、永磁同步电机（PMSM）驱动所需的逆变器拓扑和控制方法。最后，本章还将讨论逆变器在不间断电源（UPS）、电动汽车驱动、可再生能源并网等领域的应用。 第七章：DC-DC变换器及其应用 DC-DC变换器用于将一个直流电压转换为另一个不同大小的直流电压。本章将对各类DC-DC变换器进行深入研究。在基础变换器（Buck, Boost, Buck-Boost）的基础上，我们将详细分析隔离型DC-DC变换器，如单端反激（Flyback）、正激（Forward）、半桥（Half-Bridge）、全桥（Full-Bridge）以及LLC谐振变换器。我们将阐述这些拓扑的电路结构、工作原理、隔离机制、变压器设计以及效率优化。本章还将介绍DC-DC变换器的软开关技术，如零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），以及它们如何降低器件损耗，提高工作频率。DC-DC变换器在电源适配器、电池充电器、DC微电网、太阳能光伏发电系统以及电动汽车电源系统中有着广泛的应用，本章将重点探讨这些应用案例。 第八章：电力电子系统的保护与可靠性 电力电子系统的稳定运行与可靠性至关重要。本章将详细探讨电力电子系统的保护策略和可靠性设计。我们将分析各种故障模式，如过电压、过电流、过温、短路以及开路等。针对这些故障，我们将介绍相应的保护电路和保护措施，包括：过流保护（OCP）、过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）以及过温保护（OTP）等。我们将讨论保护电路的设计原理，以及如何利用瞬态抑制二极管（TVS）、保险丝、断路器和电子开关等元件实现保护。此外，本章还将深入探讨电力电子系统的可靠性设计，包括器件选型、散热设计、PCB布局、绝缘设计以及系统冗余设计等。我们将介绍可靠性分析方法，如故障模式与影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）。 第九章：电力电子在新能源领域的应用 新能源技术的蓬勃发展为电力电子技术带来了巨大的机遇。本章将聚焦于电力电子在新能源领域的关键应用。我们将详细介绍太阳能光伏发电系统，包括光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）技术、DC-DC升压变换器、DC-AC逆变器（并网逆变器、离网逆变器）以及储能系统的集成。我们将分析风力发电系统中，各种风力发电机（如永磁同步发电机、双馈异步发电机）与电网接口所需的电力电子变换器和控制策略。此外，本章还将探讨储能系统（如锂离子电池、超级电容器）的管理系统（BMS）、充放电变换器以及与电网的交互。电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）是能源转型的重要组成部分，本章将介绍其车载充电器、DC-DC变换器、电机驱动逆变器以及整车能量管理系统。 第十章：电力电子在智能电网与工业应用 智能电网的建设和工业自动化对电力电子技术提出了更高的要求。本章将探讨电力电子在智能电网和工业领域的广泛应用。在智能电网方面，我们将介绍高压直流输电（HVDC）技术，包括MMC（多端模块化多电平变换器）在柔性直流输电中的应用，以及其在远距离输电、海底电缆输电和电网互联中的优势。我们将探讨 FACTS（柔性交流输电系统）技术，如SVC（静止无功补偿器）、STATCOM（静止同步补偿器）和TCSC（可控串联补偿器）等，分析它们在提高电网稳定性、传输能力和功率质量方面的作用。在工业应用方面，我们将介绍工业电机驱动系统，包括变频器（VFD）在交流电机调速中的应用，以及伺服驱动系统在精密运动控制中的应用。此外，本章还将探讨感应加热、电弧炉、电力机车以及工业电源等领域中电力电子技术的应用。 第十一章：未来发展趋势与挑战 电力电子技术正以前所未有的速度发展，本章将展望其未来的发展趋势与面临的挑战。我们将探讨宽禁带半导体器件（SiC, GaN）的进一步发展及其在超高频、超高温、超高压应用中的潜力。我们将讨论模块化多电平变换器（MMC）在直流输电、交流输电以及能量路由器等方面的演进。人工智能（AI）与机器学习（ML）在电力电子系统中的应用，如智能控制、故障诊断、预测性维护以及系统优化等方面将是重点关注的内容。本书还将探讨下一代电力电子系统的设计理念，如集成化、智能化、高密度化和低碳化。最后，我们将讨论在材料科学、制造工艺、封装技术以及系统集成等方面，电力电子技术所面临的挑战，以及如何通过持续的研发和创新来克服这些挑战，推动电力电子技术迈向新的高度。

评分☆☆☆☆☆

其次，在电路拓扑和工作原理的阐述方面，这本书也做得相当出色。它系统介绍了各种经典的电力电子变换器拓扑，比如Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk等升降压变换器，以及Flyback、Forward、Half-bridge、Full-bridge等隔离型变换器。对于每一种拓扑，书中都详细分析了其工作模态、开关序列、电压电流关系以及输出电压纹波等关键性能指标。通过对不同拓扑的对比分析，我能够更深刻地理解它们各自的优缺点以及适用场景。举例来说，在讲解隔离型变换器时，书中不仅仅罗列了各种拓扑的原理图，还深入分析了变压器漏感、分布电容等寄生参数对电路性能的影响，以及如何通过合理的变压器设计来优化性能。这种细致入微的分析，对于想深入理解变换器设计的读者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

再者，这本书在控制策略和调制技术方面也进行了深入的探讨。它不仅介绍了传统的PWM（脉冲宽度调制）技术，如电压模PWM、载波对称PWM、空间矢量PWM等，还涵盖了一些先进的控制方法，如滞环控制、滑模变结构控制等。对于每种控制策略，书中都给出了详细的数学模型和仿真分析，并探讨了其在实际应用中的优缺点和适用范围。我特别关注了书中关于空间矢量PWM的讲解，它通过矢量图的形式生动地展示了开关信号的生成过程，使得复杂的矢量控制原理不再令人望而生畏。此外，书中还提及了数字控制在电力电子系统中的应用，以及相关的数字信号处理技术，这对于跟上行业发展趋势非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

此外，这本书在应用实例和工程实践方面的论述也相当丰富。它不仅讲解了理论知识，还结合了许多实际工程应用，比如开关电源、不间断电源（UPS）、电机驱动、电动汽车充电系统以及可再生能源并网等。书中通过分析这些实际系统的设计思路、关键技术难点以及解决方案，让我对电力电子技术在现代社会中的广泛应用有了更直观的认识。我印象比较深刻的是，书中在讲解电机驱动时，详细分析了不同类型电机（如永磁同步电机、感应电机）的驱动方式和控制策略，并给出了相应的电路设计示例，这对于从事相关工作的工程师来说，具有很强的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

最后，这本书在篇章结构和内容组织上也做得非常合理。它从基础理论到高级应用，层层递进，逻辑清晰，使得读者能够循序渐进地掌握电力电子技术的核心知识。虽然内容涵盖广泛，但每部分的讲解都力求深入透彻，既有理论深度，又不失实践指导意义。附录中还包含了一些常用的公式、表格和数据，方便读者查阅。总体而言，这本书内容详实，讲解细致，图文并茂，是一本非常优秀的电力电子技术领域的参考书，无论对于在校学生还是行业内的工程师，都具有很高的学习价值。

评分☆☆☆☆☆

最近刚好在读一本关于电力电子技术的书，书名是《电力电子技术》，出版社是高等教育出版社，书号是9787040390537。这本书整体给我的感觉是既有深度又不失广度，涵盖了电力电子领域的核心概念和前沿技术，让我对这个复杂的学科有了更系统、更清晰的认识。 首先，它在基础理论的讲解上非常扎实。作者从最基本的半导体器件特性讲起，如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等，循序渐进地剖析了它们的开关特性、损耗机理以及驱动方式。这一点对于初学者来说至关重要，因为它能帮助建立起坚实的理论基础，避免后续学习中的“空中楼阁”。书中对于各种器件的伏安特性曲线、导通压降、关断延迟等关键参数都有细致的描述和分析，并且配合了大量的图示和公式推导，让抽象的物理概念变得直观易懂。我尤其喜欢它对MOSFET和IGBT等功率器件的详细讲解，不仅列举了不同型号的参数比较，还深入探讨了在实际应用中如何根据具体需求选择合适的器件，以及如何考虑散热和可靠性问题。这一点在许多教材中往往被一带而过，但这本书却给了我很大的启发。