電力電子技術 9787040390537 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王卓 著

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• 電路分析
• 電力變換
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040390537

商品編碼：29421135121

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：電力電子技術

定價：37.00元

作者：王卓

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787040390537

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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還講述瞭器件的驅動及保護電路。附錄中介紹瞭整流變壓器額定參數的計算及電抗器電感量的計算。本書體係新穎、重點突齣、實用性強，為便於讀者學習，每章均附有思考與習題。
　　《電力電子技術》可作為電氣工程及其自動化專業、自動化專業的本科生教材，也可作為研究生的主要參考教材，並可供相關專業工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《現代電力電子器件與係統》 內容簡介： 本書全麵深入地探討瞭現代電力電子技術的核心概念、關鍵器件、主流拓撲結構、控製策略以及在各個領域的廣泛應用。全書共分為十一章，從基礎理論齣發，逐步深入到前沿技術與實際工程問題，旨在為讀者提供一個係統、完整且具有前瞻性的知識體係。 第一章：電力電子技術基礎 本章首先迴顧瞭電力電子技術的基本概念、發展曆程及其在現代社會中的重要地位。我們將重點闡述電力電子變換器的工作原理，包括AC-DC（整流）、DC-AC（逆變）、DC-DC（斬波）以及AC-AC（變頻）等基本變換方式。同時，深入剖析功率半導體器件的基本特性，如二極管、晶閘管（SCR）、雙極型晶體管（BJT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）以及碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等新型寬禁帶半導體器件的優勢與應用。詳細介紹這些器件的開關特性、損耗機製、散熱要求以及驅動與保護電路設計。此外，本章還將介紹電力電子係統中的基本無源元件，如電感、電容及其在濾波和儲能方麵的作用，並初步介紹功率變換器的基本拓撲結構，為後續章節的學習打下堅實的基礎。 第二章：電力電子開關器件 本章將對各類電力電子開關器件進行更為細緻的分析。我們將深入探討二極管的特性，包括正嚮壓降、反嚮恢復電荷及其對開關損耗的影響。對於晶閘管，我們將詳細講解其觸發、關斷機理，並介紹不同類型的晶閘管及其適用場閤。MOSFET和IGBT作為現代電力電子係統中應用最廣泛的器件，我們將對其結構、工作原理、柵極驅動特性、導通損耗、開關損耗以及可靠性進行深入的剖析。特彆地，我們將對比分析MOSFET和IGBT在不同電壓、電流等級下的優缺點。此外，本章還將重點介紹新興的寬禁帶半導體器件，如SiC-MOSFET和GaN-HEMT，分析其在高頻、高溫、高壓條件下的優越性能，以及其在下一代電力電子係統中的巨大潛力。最後，本章將討論功率器件的封裝技術、散熱設計原則以及過電壓、過電流的保護策略。 第三章：基本電力電子變換器拓撲 本章將係統介紹幾種最基本且應用廣泛的電力電子變換器拓撲結構。首先，我們將詳細講解單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、輸齣電壓特性、紋波分析以及諧波抑製方法。接著，我們將深入研究DC-DC變換器，重點分析降壓（Buck）、升壓（Boost）、升降壓（Buck-Boost）以及Cuk、SEPIC、Zeta等拓撲的電路結構、工作模式、電壓轉換比、輸入輸齣電流特性以及電感和電容的設計原則。對於AC-AC變換器，我們將介紹直接變頻器（Matrix Converter）和間接變頻器（PWM整流器+PWM逆變器）的基本工作原理、優缺點及應用。此外，本章還將初步介紹多電平變換器（如NPC、FC、H橋級聯）的概念和優勢，為處理高電壓應用奠定基礎。 第四章：PWM控製技術 脈寬調製（PWM）是現代電力電子變換器實現電壓和電流調節的關鍵技術。本章將詳細介紹各種常用的PWM控製策略。我們將從最基本的單極性PWM和雙極性PWM開始，講解其生成原理、載波信號與調製信號的比較過程。接著，我們將深入探討同步PWM（SPWM）、空間矢量PWM（SVPWM）及其在三相逆變器中的應用。SVPWM因其優異的諧波抑製性能和對直流母綫電壓利用率的提高而備受關注，本章將對其原理、電壓矢量生成、扇區劃分以及開關信號生成進行詳細闡述。此外，我們還將討論基於模型預測控製（MPC）、模糊邏輯控製（FLC）以及自適應控製等先進控製方法在PWM技術中的應用，以提高變換器的動態性能和魯棒性。本章還將涉及PWM發生器的硬件和軟件實現方法。 第五章：諧波分析與抑製 電力電子變換器在工作過程中會産生大量的諧波，嚴重影響電網質量和連接設備的正常運行。本章將聚焦於電力電子係統的諧波分析與抑製技術。我們將詳細講解諧波的産生機理，並介紹傅裏葉級數分析方法，用於分析變換器輸齣電流和電壓的諧波分量。我們將討論總諧波失真（THD）等評價諧波含量的指標。針對諧波抑製，本章將介紹多種方法，包括：增加濾波器的設計，如LC濾波器、有源濾波器（AF）和混閤濾波器；采用多重PWM技術，如相移PWM（PSPWM）和載波移相PWM（CSPWM）；以及利用多電平變換器減少諧波等。此外，本章還將介紹功率因數校正（PFC）技術，包括無源PFC和有源PFC（APFC）的設計與實現，以提高係統的功率因數，減少無功功率消耗。 第六章：逆變器技術 逆變器是將直流電轉換為交流電的關鍵電力電子設備。本章將深入研究各類逆變器技術。我們將重點分析單相和三相電壓源逆變器（VSI）和電流源逆變器（CSI）的拓撲結構、工作原理、調製策略和輸齣波形控製。我們將詳細討論PWM控製在逆變器中的應用，以及如何實現正弦波輸齣。此外，本章還將介紹多電平逆變器，如NPC、FC、H橋級聯等逆變器，分析它們在高電壓、大功率應用中的優勢，以及它們的PWM控製策略。同時，我們將探討無刷直流電機（BLDC）驅動、永磁同步電機（PMSM）驅動所需的逆變器拓撲和控製方法。最後，本章還將討論逆變器在不間斷電源（UPS）、電動汽車驅動、可再生能源並網等領域的應用。 第七章：DC-DC變換器及其應用 DC-DC變換器用於將一個直流電壓轉換為另一個不同大小的直流電壓。本章將對各類DC-DC變換器進行深入研究。在基礎變換器（Buck, Boost, Buck-Boost）的基礎上，我們將詳細分析隔離型DC-DC變換器，如單端反激（Flyback）、正激（Forward）、半橋（Half-Bridge）、全橋（Full-Bridge）以及LLC諧振變換器。我們將闡述這些拓撲的電路結構、工作原理、隔離機製、變壓器設計以及效率優化。本章還將介紹DC-DC變換器的軟開關技術，如零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS），以及它們如何降低器件損耗，提高工作頻率。DC-DC變換器在電源適配器、電池充電器、DC微電網、太陽能光伏發電係統以及電動汽車電源係統中有著廣泛的應用，本章將重點探討這些應用案例。 第八章：電力電子係統的保護與可靠性 電力電子係統的穩定運行與可靠性至關重要。本章將詳細探討電力電子係統的保護策略和可靠性設計。我們將分析各種故障模式，如過電壓、過電流、過溫、短路以及開路等。針對這些故障，我們將介紹相應的保護電路和保護措施，包括：過流保護（OCP）、過壓保護（OVP）、欠壓保護（UVP）以及過溫保護（OTP）等。我們將討論保護電路的設計原理，以及如何利用瞬態抑製二極管（TVS）、保險絲、斷路器和電子開關等元件實現保護。此外，本章還將深入探討電力電子係統的可靠性設計，包括器件選型、散熱設計、PCB布局、絕緣設計以及係統冗餘設計等。我們將介紹可靠性分析方法，如故障模式與影響分析（FMEA）和故障樹分析（FTA）。 第九章：電力電子在新能源領域的應用 新能源技術的蓬勃發展為電力電子技術帶來瞭巨大的機遇。本章將聚焦於電力電子在新能源領域的關鍵應用。我們將詳細介紹太陽能光伏發電係統，包括光伏陣列的最大功率點跟蹤（MPPT）技術、DC-DC升壓變換器、DC-AC逆變器（並網逆變器、離網逆變器）以及儲能係統的集成。我們將分析風力發電係統中，各種風力發電機（如永磁同步發電機、雙饋異步發電機）與電網接口所需的電力電子變換器和控製策略。此外，本章還將探討儲能係統（如鋰離子電池、超級電容器）的管理係統（BMS）、充放電變換器以及與電網的交互。電動汽車（EV）和混閤動力汽車（HEV）是能源轉型的重要組成部分，本章將介紹其車載充電器、DC-DC變換器、電機驅動逆變器以及整車能量管理係統。 第十章：電力電子在智能電網與工業應用 智能電網的建設和工業自動化對電力電子技術提齣瞭更高的要求。本章將探討電力電子在智能電網和工業領域的廣泛應用。在智能電網方麵，我們將介紹高壓直流輸電（HVDC）技術，包括MMC（多端模塊化多電平變換器）在柔性直流輸電中的應用，以及其在遠距離輸電、海底電纜輸電和電網互聯中的優勢。我們將探討 FACTS（柔性交流輸電係統）技術，如SVC（靜止無功補償器）、STATCOM（靜止同步補償器）和TCSC（可控串聯補償器）等，分析它們在提高電網穩定性、傳輸能力和功率質量方麵的作用。在工業應用方麵，我們將介紹工業電機驅動係統，包括變頻器（VFD）在交流電機調速中的應用，以及伺服驅動係統在精密運動控製中的應用。此外，本章還將探討感應加熱、電弧爐、電力機車以及工業電源等領域中電力電子技術的應用。 第十一章：未來發展趨勢與挑戰 電力電子技術正以前所未有的速度發展，本章將展望其未來的發展趨勢與麵臨的挑戰。我們將探討寬禁帶半導體器件（SiC, GaN）的進一步發展及其在超高頻、超高溫、超高壓應用中的潛力。我們將討論模塊化多電平變換器（MMC）在直流輸電、交流輸電以及能量路由器等方麵的演進。人工智能（AI）與機器學習（ML）在電力電子係統中的應用，如智能控製、故障診斷、預測性維護以及係統優化等方麵將是重點關注的內容。本書還將探討下一代電力電子係統的設計理念，如集成化、智能化、高密度化和低碳化。最後，我們將討論在材料科學、製造工藝、封裝技術以及係統集成等方麵，電力電子技術所麵臨的挑戰，以及如何通過持續的研發和創新來剋服這些挑戰，推動電力電子技術邁嚮新的高度。

評分☆☆☆☆☆

其次，在電路拓撲和工作原理的闡述方麵，這本書也做得相當齣色。它係統介紹瞭各種經典的電力電子變換器拓撲，比如Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk等升降壓變換器，以及Flyback、Forward、Half-bridge、Full-bridge等隔離型變換器。對於每一種拓撲，書中都詳細分析瞭其工作模態、開關序列、電壓電流關係以及輸齣電壓紋波等關鍵性能指標。通過對不同拓撲的對比分析，我能夠更深刻地理解它們各自的優缺點以及適用場景。舉例來說，在講解隔離型變換器時，書中不僅僅羅列瞭各種拓撲的原理圖，還深入分析瞭變壓器漏感、分布電容等寄生參數對電路性能的影響，以及如何通過閤理的變壓器設計來優化性能。這種細緻入微的分析，對於想深入理解變換器設計的讀者來說，無疑是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

此外，這本書在應用實例和工程實踐方麵的論述也相當豐富。它不僅講解瞭理論知識，還結閤瞭許多實際工程應用，比如開關電源、不間斷電源（UPS）、電機驅動、電動汽車充電係統以及可再生能源並網等。書中通過分析這些實際係統的設計思路、關鍵技術難點以及解決方案，讓我對電力電子技術在現代社會中的廣泛應用有瞭更直觀的認識。我印象比較深刻的是，書中在講解電機驅動時，詳細分析瞭不同類型電機（如永磁同步電機、感應電機）的驅動方式和控製策略，並給齣瞭相應的電路設計示例，這對於從事相關工作的工程師來說，具有很強的指導意義。

評分☆☆☆☆☆

再者，這本書在控製策略和調製技術方麵也進行瞭深入的探討。它不僅介紹瞭傳統的PWM（脈衝寬度調製）技術，如電壓模PWM、載波對稱PWM、空間矢量PWM等，還涵蓋瞭一些先進的控製方法，如滯環控製、滑模變結構控製等。對於每種控製策略，書中都給齣瞭詳細的數學模型和仿真分析，並探討瞭其在實際應用中的優缺點和適用範圍。我特彆關注瞭書中關於空間矢量PWM的講解，它通過矢量圖的形式生動地展示瞭開關信號的生成過程，使得復雜的矢量控製原理不再令人望而生畏。此外，書中還提及瞭數字控製在電力電子係統中的應用，以及相關的數字信號處理技術，這對於跟上行業發展趨勢非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

最近剛好在讀一本關於電力電子技術的書，書名是《電力電子技術》，齣版社是高等教育齣版社，書號是9787040390537。這本書整體給我的感覺是既有深度又不失廣度，涵蓋瞭電力電子領域的核心概念和前沿技術，讓我對這個復雜的學科有瞭更係統、更清晰的認識。 首先，它在基礎理論的講解上非常紮實。作者從最基本的半導體器件特性講起，如二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等，循序漸進地剖析瞭它們的開關特性、損耗機理以及驅動方式。這一點對於初學者來說至關重要，因為它能幫助建立起堅實的理論基礎，避免後續學習中的“空中樓閣”。書中對於各種器件的伏安特性麯綫、導通壓降、關斷延遲等關鍵參數都有細緻的描述和分析，並且配閤瞭大量的圖示和公式推導，讓抽象的物理概念變得直觀易懂。我尤其喜歡它對MOSFET和IGBT等功率器件的詳細講解，不僅列舉瞭不同型號的參數比較，還深入探討瞭在實際應用中如何根據具體需求選擇閤適的器件，以及如何考慮散熱和可靠性問題。這一點在許多教材中往往被一帶而過，但這本書卻給瞭我很大的啓發。

評分☆☆☆☆☆

最後，這本書在篇章結構和內容組織上也做得非常閤理。它從基礎理論到高級應用，層層遞進，邏輯清晰，使得讀者能夠循序漸進地掌握電力電子技術的核心知識。雖然內容涵蓋廣泛，但每部分的講解都力求深入透徹，既有理論深度，又不失實踐指導意義。附錄中還包含瞭一些常用的公式、錶格和數據，方便讀者查閱。總體而言，這本書內容詳實，講解細緻，圖文並茂，是一本非常優秀的電力電子技術領域的參考書，無論對於在校學生還是行業內的工程師，都具有很高的學習價值。