電力電子技術(第2版) 9787040281323 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張友漢，周玲 著

圖書標籤:

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• 第2版
• 9787040281323
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040281323

商品編碼：29424432767

包裝：平裝

齣版時間：2009-12-01

基本信息

書名：電力電子技術(第2版)

定價：12.90元

作者：張友漢,周玲

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2009-12-01

ISBN：9787040281323

字數：210000

頁碼：135

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.222kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是中等職業教育國傢規劃教材《電力電子技術》(張友漢主編，高等教育齣版社2002年齣版)的修訂版，是在第1版的基礎上根據新形式下的教學需求、課程改革成果和相關新技術、新國標等進行修訂的。本書沿用第1版的內容框架結構，為適應近年來中職生源情況的變化，突齣“以服務為宗旨、以就業為導嚮、以能力為本位”的職業教育辦學理念，修訂時堅持以學生為本，降低難度。
本書主要內容包括電力二極管和晶閘管、全控型電力電子器件、單相可控整流電路、三相晶閘管可控整流電路、直流變換電路、逆變電路、交流變換電路、脈衝寬度調製技術與軟開關技術、電力電子裝置舉例及6個實驗和實訓等。本書選材較新、資料豐富，與實際應用結閤緊密；結構閤理，章節明晰；重點明確寫齣，難點深入淺齣，注意循序漸進；習題題量、難度適中，適於教學使用。
本書可作為中等職業學校電氣運行與控製專業及相關專業的教學用書，還可以作為從事電力電子技術行業的工人和短期培訓人員的教學和參考用書。

目錄

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章 電力二極管和晶閘管
節 電力二極管
第二節 晶閘管
本章小結
思考題與習題
第二章 全控型電力電子器件
節 門極可關斷晶閘管
第二節 電力晶體管
第三節 電力場效晶體管
第四節 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)
第五節 其他新型電力電子器件
本章小結
思考題與習題
第三章 單相可控整流電路．
節 單相橋式全控整流電路
第二節 單相橋式半控整流電路
第三節 觸發電路
本章小結
思考題與習題
第四章 三相晶闡管可控整流電路
節 三相半波可控整流電路
第二節 三相橋式全控整流電路
第三節 晶閘管的串並聯及保護
本章小結
思考題與習題
第五章 直流變換電路
節 直流斬波電路的工作原理
第二節 復閤斬波電路
本章小結
思考題與習題
第六章 逆變電路
節 有源逆變電路
第二節 有源逆變電路應用舉例
第三節 無源逆變電路
本章小結
思考題與習題
第七章 交流變換電路
節 交流調壓電路
第二節 交一交變頻電路
第三節 交流調壓電路應用實例
本章小結
思考題與習題
第八章 脈衝寬度調製技術與軟開關技術
節 脈衝寬度調製的基本原理
第二節 PWM逆變電路
第三節 SPWM波形成電路及專用
集成芯片
第四節軟開關技術
本章小結
思考題與習題
第九章 電力電子裝置舉例
節 開關電源
第二節 高發光效能的節能型熒光燈
第三節 不間斷電源(UPS)
第四節 變頻調速裝置
本章小結
思考題與習題
第十章 實驗和實訓
實驗一 晶閘管的簡易測試及導通關斷條件實驗
實驗二 單相半控橋式整流
實驗三 三相橋式全控整流電路與鋸齒波同步觸發電路
實驗四 三相橋式全控有源逆變電路
實驗五 單相交流調壓電路
實驗六 IGBT斬波電路
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代電力轉換係統：原理、設計與應用》 內容概述： 本書係統深入地探討瞭現代電力轉換係統的核心原理、關鍵設計要素及其廣泛的應用。電力轉換技術作為連接電能産生、傳輸、分配與使用的橋梁，其重要性在當今能源結構轉型和智能化發展的大背景下日益凸顯。本書旨在為讀者構建一個全麵而深刻的理解框架，從基礎理論到前沿技術，層層遞進，力求理論與實踐相結閤，使讀者能夠掌握電力轉換係統的設計、分析和優化能力。 全書結構清晰，共分為十七章。 第一部分：基礎理論與元件模型 (第1-4章) 第一章：電力電子技術基礎： 這一章是全書的基石，首先迴顧和闡述瞭電力電子技術的基本概念，包括電力電子器件的定義、作用以及在現代電力係統中的地位。重點介紹瞭電力電子技術的發展曆程，以及其在節能、提高電能質量、實現能量優化配置等方麵的關鍵作用。隨後，深入講解瞭功率半導體器件的種類，如二極管、晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）等，詳細闡述瞭它們的伏安特性、開關特性、損耗特性以及各自的優缺點和適用場閤。此外，本章還討論瞭驅動電路和保護電路的設計原則，以確保功率器件的安全穩定運行。 第二章：電力電子變換器基本原理： 這一章聚焦於最基本的DC-DC、AC-DC、DC-AC和AC-AC變換器。詳細分析瞭這些變換器的拓撲結構，如Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC、Flyback、Forward、Half-bridge、Full-bridge、Chop-per、Cycloconverter、Matrix Converter等。通過數學建模和分析，揭示瞭它們的工作模式，包括連續導通模式（CCM）和斷續導通模式（DCM），並推導瞭電壓、電流增益的穩態數學錶達式。本章強調瞭不同變換器拓撲的適用性，以及如何根據具體的應用需求選擇閤適的拓撲結構。 第三章：控製策略與PWM技術： 強大的控製係統是實現電力電子變換器高性能運行的關鍵。本章詳細介紹瞭各種控製策略，包括脈衝寬度調製（PWM）的原理及其多種實現方式，如等效脈寬調製（EPWM）、三角波比較調製（TPWM）、空間矢量脈寬調製（SVPWM）等。深入分析瞭不同PWM策略在諧波抑製、輸齣波形質量、器件利用率等方麵的優劣。此外，還介紹瞭電壓模式控製、電流模式控製（包括峰值電流模式、平均電流模式）等反饋控製方法，以及滯環控製、滑模控製等高級控製技術。本章還討論瞭數字控製在現代電力電子係統中的應用，包括微控製器（MCU）和數字信號處理器（DSP）的選型與編程。 第四章：儲能元件模型與設計： 電力電子變換器中不可或缺的組成部分是儲能元件，主要是電感和電容。本章詳細介紹瞭電感元件的設計，包括磁芯材料的選擇、繞組設計、漏感和寄生參數的影響，以及不同類型的電感器（如功率電感、共模電感）的設計考慮。對於電容元件，則深入探討瞭不同類型電容器（如電解電容、陶瓷電容、薄膜電容）的特性、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）及其對電路性能的影響。此外，本章還討論瞭如何根據變換器的工作頻率、電壓電流等級和紋波要求來選擇和設計閤適的儲能元件，以確保係統的穩定性和效率。 第二部分：關鍵技術與拓撲分析 (第5-9章) 第五章：交-直-交變換器 (AC-DC-AC)： 這一章專注於AC-DC-AC變換器，其核心是整流器和逆變器級的組閤。詳細分析瞭不同類型的整流器，包括有源整流器（APF）和無源整流器，重點闡述瞭APF在提高功率因數、抑製諧波方麵的優勢。接著，深入探討瞭逆變器級的控製，尤其是SVPWM在三相逆變器中的應用，以及如何實現高質量的交流輸齣。本章還討論瞭AC-DC-AC變換器的在電機驅動、電網連接等領域的應用。 第六章：直-流-直變換器 (DC-DC)： 這一章係統地梳理瞭各類DC-DC變換器，包括非隔離型和隔離型。在非隔離型DC-DC變換器方麵，除瞭基礎的Buck、Boost、Buck-Boost外，還詳細介紹瞭Cuk、SEPIC、Zeta、4開關Buck-Boost等拓撲，並分析瞭它們在電壓/電流變換、效率、紋波等方麵的特點。對於隔離型DC-DC變換器，則重點講解瞭Flyback、Forward、Push-pull、Half-bridge、Full-bridge等拓撲，分析瞭它們的工作原理、隔離變壓器的設計要點，以及在電源適配器、通信電源、醫療設備等領域的廣泛應用。 第七章：直-流-交流變換器 (DC-AC)： 這一章聚焦於DC-AC變換器，即逆變器。詳細闡述瞭單相和三相逆變器的基本拓撲，包括半橋、全橋、三電平、多電平等。重點講解瞭PWM控製技術在逆變器中的應用，以及如何生成高質量的正弦波輸齣。本章還討論瞭逆變器的諧波分析和抑製方法，以及如何通過改變調製策略來優化輸齣波形。此外，還介紹瞭麵嚮特定應用的逆變器，如無功功率補償器（STATCOM）和電壓源逆變器（VSI）與電流源逆變器（CSI）的區彆與應用。 第八章：交流-交流變換器 (AC-AC)： 這一章深入探討瞭AC-AC變換器，包括直接AC-AC變換（如Matrix Converter）和間接AC-AC變換（如AC-DC-AC）。重點分析瞭Matrix Converter的拓撲結構、控製方法和應用，以及其在電壓、頻率變換方麵的靈活性。對於間接AC-AC變換，則迴顧瞭AC-DC-AC變換器的相關內容。本章還討論瞭AC-AC變換器在交流電機調速、電壓調節器等方麵的應用。 第九章：多電平變換器技術： 隨著電力電子係統電壓等級的不斷提高，多電平變換器技術顯得尤為重要。本章詳細介紹瞭不同類型的多電平變換器，如NPC（Neutral Point Clamped）變換器、FC（Flying Capacitor）變換器、CHB（Cascaded H-Bridge）變換器等。深入分析瞭它們的工作原理、優點（如降低器件電壓應力、減小諧波）和缺點。本章還討論瞭多電平變換器的控製策略，包括移相PWM、載波移相PWM等，以及它們在柔性交流輸電係統（FACTS）、高壓直流輸電（HVDC）、電動汽車充電樁等領域的應用。 第三部分：係統設計與高級應用 (第10-17章) 第十章：功率變換器的高頻化設計： 隨著開關頻率的提高，變換器體積縮小、效率提升。本章詳細討論瞭高頻化設計所麵臨的挑戰，如器件損耗增加、電磁乾擾（EMI）增強、熱管理睏難等。介紹瞭針對高頻運行的功率器件選擇，如GaN（氮化鎵）和SiC（碳化矽）器件。同時，也探討瞭高頻變壓器和電感器的設計優化，以及高頻下的PCB布局技巧和濾波設計。 第十一章：功率變換器的效率優化與損耗分析： 提高電力電子變換器的效率是降低能耗、減少發熱的關鍵。本章深入分析瞭變換器中的各種損耗來源，包括導通損耗、開關損耗、磁芯損耗、銅損等。詳細介紹瞭提高效率的各種技術，如軟開關技術（ZVS、ZCS）、低損耗功率器件的應用、閤理的拓撲選擇、優化的控製策略等。本章還討論瞭效率測試方法和能效等級標準。 第十二章：功率變換器的電磁兼容性（EMC）設計： 電磁兼容性是確保電力電子設備在復雜電磁環境中正常工作，同時不乾擾其他設備的關鍵。本章詳細介紹瞭EMI的産生機理、傳播途徑和影響。深入講解瞭EMI的抑製技術，包括濾波技術（如EMI濾波器設計）、屏蔽技術、接地技術、PCB布局技巧以及差模/共模噪聲的處理方法。本章還介紹瞭EMC測試標準和方法。 第十三章：功率變換器的熱設計與散熱： 功率器件在工作過程中會産生大量的熱量，良好的熱設計是保證設備可靠性和壽命的基礎。本章詳細分析瞭熱量産生的原因和傳導路徑，介紹瞭各種散熱技術，如自然對流、強製風冷、液冷等。重點討論瞭散熱器的選型與設計，以及熱阻的計算與優化。本章還介紹瞭熱管理器件，如熱敏電阻和風扇控製。 第十四章：電力電子變換器的可靠性與故障分析： 可靠性是電力電子係統設計中不可忽視的因素。本章詳細探討瞭影響功率變換器可靠性的因素，包括器件的壽命、環境因素（溫度、濕度）、設計裕度等。介紹瞭常用的可靠性評估方法，如失效率（FIT）模型、加速壽命試驗等。本章還討論瞭常見的故障模式（如短路、開路、過壓、過流），以及相應的保護措施和故障診斷技術。 第十五章：新能源並網技術： 隨著可再生能源（如太陽能、風能）的普及，電力電子變換器在新能源並網中扮演著至關重要的角色。本章詳細介紹瞭光伏逆變器、風力發電變流器的拓撲結構、控製策略和關鍵技術。重點闡述瞭並網逆變器如何實現最大功率點跟蹤（MPPT）、電網同步、諧波抑製以及電網友好性等要求。本章還討論瞭儲能係統與新能源並網的集成技術。 第十六章：電動汽車（EV）電力電子技術： 電動汽車是電力電子技術的重要應用領域。本章詳細介紹瞭電動汽車中的各種電力電子係統，包括車載充電機（OBC）、DC-DC變換器、牽引電機控製器（逆變器）、電池管理係統（BMS）等。深入分析瞭這些係統的設計要求、工作原理和關鍵技術，例如高功率密度、高效率、高可靠性等。本章還討論瞭無綫充電技術和V2G（Vehicle-to-Grid）技術。 第十七章：智能電網與電力電子： 智能電網的發展對電力電子技術提齣瞭新的挑戰和機遇。本章探討瞭電力電子技術在智能電網中的應用，如柔性交流輸電係統（FACTS）、高壓直流輸電（HVDC）、微電網控製、配電自動化、需求側響應等方麵。重點介紹瞭具備通信和控製功能的智能功率變換器，以及如何利用電力電子技術實現電能的高效、可靠和智能分配。 本書特色： 理論與實踐並重： 本書在講解理論知識的同時，大量結閤實際工程應用，通過具體的實例和案例分析，幫助讀者理解理論在實際中的應用。 前沿技術聚焦： 關注電力電子領域的最新發展，如寬禁帶半導體器件（GaN、SiC）的應用、數字化控製技術、人工智能在電力電子中的應用等。 係統性強，結構嚴謹： 從基礎理論到高級應用，層層深入，邏輯清晰，便於讀者逐步掌握電力電子技術的核心知識體係。 注重工程實踐： 強調設計、分析、仿真與實驗驗證相結閤，培養讀者解決實際工程問題的能力。 豐富的圖錶和公式： 大量使用原理圖、波形圖、等效電路圖等輔助理解，並配以嚴謹的數學推導和公式分析。 目標讀者： 本書適閤電氣工程、自動化、能源動力工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事電力電子設備研發、設計、製造、運行和維護的工程師。同時，也適閤對電力電子技術感興趣的科研人員和技術愛好者。 通過學習本書，讀者將能夠深刻理解現代電力轉換係統的運作機製，掌握進行係統設計、性能分析和故障診斷的關鍵技能，為在電力電子領域深入發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

相比起一些隻重理論不重應用的傳統教材，這本書在實用性上做齣瞭令人驚喜的平衡。它對一些前沿且極具工程價值的主題，如開關模式電源（SMPS）的設計考量、無源諧波抑製技術以及一些基本的EMI/EMC問題，都給予瞭足夠的篇幅進行介紹和分析。我發現它在討論功率器件的選型和熱管理時，所提供的信息遠比我預期的要詳細和具體，這對於我們這些即將步入設計崗位的學習者來說，是無價之寶。書中對器件的導通損耗和開關損耗的量化分析，直接關係到最終産品性能的好壞，作者通過清晰的數學模型和參數對比，清晰地展示瞭不同設計選擇背後的利弊權衡。這種深度和廣度的結閤，使得這本書不僅僅是一本考試復習資料，更像是一本可以常備在工作颱上的參考手冊，隨時都能從中找到解決實際工程問題的靈感和依據。

評分☆☆☆☆☆

我花費瞭大量時間仔細研讀瞭這本書的緒論部分，它對整個電力電子技術領域的發展脈絡梳理得極其清晰和到位，簡直像是一張精心繪製的宏大技術演進地圖。作者顯然對該領域有著深厚的積纍和獨到的見解，他們沒有僅僅停留在對基礎概念的羅列上，而是巧妙地將曆史背景、理論基礎與現代工程實踐緊密地聯係起來。尤其是對早期的晶閘管技術到現代IGBT、MOSFET等新型功率半導體器件的過渡階段的描述，那種循序漸進、邏輯嚴密的敘述方式，讓我這個初學者也能很快抓住技術變革的關鍵節點。書中對於“效率”和“可靠性”這兩個核心指標的探討，也是貫穿始終，並且用多個跨學科的案例進行瞭佐證，這種宏觀的視角比我之前閱讀的任何一本教材都要深刻。讀完這部分，我感覺自己對這個學科不再是零散的知識點拼湊，而是一個有機的、有曆史深度的知識體係，為後續深入學習打下瞭極其堅實的概念基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的印刷質量簡直是教科書級彆的典範，紙張的厚度和光澤度都恰到好處，拿在手裏沉甸甸的，一看就是精心製作的産物。我特彆喜歡它封麵設計的那種樸實又不失專業感的風格，沒有太多花哨的圖形，乾淨利落地突齣瞭書名和作者信息，讓人一眼就能鎖定這是一本嚴肅認真的學術著作。裝訂方麵也非常紮實，即便是經常需要翻閱查找資料，書脊也沒有齣現任何鬆動的跡象，這對於經常需要帶著書本往返於圖書館和實驗室的我來說，簡直是太重要瞭，省去瞭不少擔心書本會散架的煩惱。內頁的排版布局也體現瞭齣版社的專業水準，字體大小適中，行間距處理得非常科學，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。更值得稱贊的是，一些關鍵公式和圖錶的墨跡清晰度極高，即便是那些復雜的電路圖，其中的每一個元件符號和連接綫都標注得一絲不苟，根本不需要湊近瞭纔能看清楚，這極大地提升瞭閱讀和學習的效率。總而言之，從拿到手的觸感到實際使用的體驗，這本實體書本身就是一件讓人感到愉悅的工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書在闡述那些核心的電力電子變換器拓撲結構時，采取瞭一種近乎“庖丁解牛”式的分解方法，讓人在麵對復雜電路時不再感到無從下手。比如，在講解三相全控橋式整流電路的調製和控製策略時，作者不僅詳細描繪瞭不同導通角下的輸齣電壓波形變化，還配有大量詳細的波形示意圖，這些圖例的質量非常高，每一個拐點和平颱都標注得異常精確。更重要的是，他們似乎預料到瞭學生在理解過程中可能遇到的難點，在關鍵的數學推導步驟之後，會立刻跟進一句用通俗的工程語言進行的解釋，有效地彌閤瞭純數學語言與實際物理過程之間的鴻溝。我特彆欣賞它在案例分析部分所展現的務實態度，很多例子直接引用瞭工業界常見的應用場景，而不是那種脫離實際的理想化模型，這讓理論知識立刻變得“活”瞭起來，真正感受到瞭這些公式和原理在現實世界中的強大威力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分設計得非常巧妙，充分體現瞭“學以緻用”的教學理念，完全不是那種為瞭湊數而設置的機械重復性練習。我注意到，每一章末尾的習題，其難度分布和知識點覆蓋率都經過瞭精心設計。初級習題主要是為瞭鞏固基本概念和計算能力，確保核心公式的熟練運用；而那些挑戰性的綜閤題，則往往要求讀者將本章知識與前幾章的內容進行整閤分析，甚至需要跳齣教材的固有框架去思考。我花瞭大量時間攻剋其中的幾道大型設計分析題，這些題目常常模擬瞭真實的項目需求，需要我們自己去定義參數、選擇拓撲，並預測最終的性能指標。完成這些習題的過程，與其說是解題，不如說是一次完整的、受控的“微型項目開發”體驗，極大地鍛煉瞭我的係統性思維和問題解決能力，這是任何純理論閱讀都無法替代的寶貴收獲。