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张友汉，周玲 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040281323

商品编码：29555144442

包装：平装

出版时间：2009-12-01

基本信息

书名：电力电子技术(第2版)

定价：12.90元

作者：张友汉,周玲

出版社：高等教育出版社

出版日期：2009-12-01

ISBN：9787040281323

字数：210000

页码：135

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.222kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是中等职业教育国家规划教材《电力电子技术》(张友汉主编，高等教育出版社2002年出版)的修订版，是在版的基础上根据新形式下的教学需求、课程改革成果和相关新技术、新国标等进行修订的。本书沿用版的内容框架结构，为适应近年来中职生源情况的变化，突出“以服务为宗旨、以就业为导向、以能力为本位”的职业教育办学理念，修订时坚持以学生为本，降低难度。
本书主要内容包括电力二极管和晶闸管、全控型电力电子器件、单相可控整流电路、三相晶闸管可控整流电路、直流变换电路、逆变电路、交流变换电路、脉冲宽度调制技术与软开关技术、电力电子装置举例及6个实验和实训等。本书选材较新、资料丰富，与实际应用结合紧密；结构合理，章节明晰；重点明确写出，难点深入浅出，注意循序渐进；习题题量、难度适中，适于教学使用。
本书可作为中等职业学校电气运行与控制专业及相关专业的教学用书，还可以作为从事电力电子技术行业的工人和短期培训人员的教学和参考用书。

目录

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章 电力二极管和晶闸管
节 电力二极管
第二节 晶闸管
本章小结
思考题与习题
第二章 全控型电力电子器件
节 门极可关断晶闸管
第二节 电力晶体管
第三节 电力场效晶体管
第四节 绝缘栅双极晶体管(IGBT)
第五节 其他新型电力电子器件
本章小结
思考题与习题
第三章 单相可控整流电路．
节 单相桥式全控整流电路
第二节 单相桥式半控整流电路
第三节 触发电路
本章小结
思考题与习题
第四章 三相晶阐管可控整流电路
节 三相半波可控整流电路
第二节 三相桥式全控整流电路
第三节 晶闸管的串并联及保护
本章小结
思考题与习题
第五章 直流变换电路
节 直流斩波电路的工作原理
第二节 复合斩波电路
本章小结
思考题与习题
第六章 逆变电路
节 有源逆变电路
第二节 有源逆变电路应用举例
第三节 无源逆变电路
本章小结
思考题与习题
第七章 交流变换电路
节 交流调压电路
第二节 交一交变频电路
第三节 交流调压电路应用实例
本章小结
思考题与习题
第八章 脉冲宽度调制技术与软开关技术
节 脉冲宽度调制的基本原理
第二节 PWM逆变电路
第三节 SPWM波形成电路及专用
集成芯片
第四节软开关技术
本章小结
思考题与习题
第九章 电力电子装置举例
节 开关电源
第二节 高发光效能的节能型荧光灯
第三节 不间断电源(UPS)
第四节 变频调速装置
本章小结
思考题与习题
第十章 实验和实训
实验一 晶闸管的简易测试及导通关断条件实验
实验二 单相半控桥式整流
实验三 三相桥式全控整流电路与锯齿波同步触发电路
实验四 三相桥式全控有源逆变电路
实验五 单相交流调压电路
实验六 IGBT斩波电路
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电力电子技术（第2版）》内容简介 本书是一部系统阐述电力电子技术基础理论、核心器件、典型电路与应用领域的专业著作。全书结构严谨，内容详实，理论与实践相结合，力求为读者构建一个全面、深入的电力电子技术知识体系。 第一部分：电力电子技术基础 本部分将带领读者从电力电子技术的源头出发，建立起扎实的基础理论认知。 第一章：电力电子技术概述 电力电子技术的定义与发展历程： 详细介绍电力电子技术作为一门交叉学科的特性，梳理其从早期整流、逆变技术的萌芽，到功率半导体器件的革新，再到现代高效、智能化电力电子系统的发展脉络。重点阐述电力电子技术在能源转化、电能质量改善、节能减排等方面的关键作用，以及其在国民经济中的重要地位。 电力电子技术在国民经济中的作用： 深入探讨电力电子技术在工业生产、交通运输、信息通信、新能源、智能电网等多个领域的应用，剖析其如何通过提高能源利用效率、降低能耗、优化电能质量来促进产业升级和可持续发展。 电力电子技术的基本组成： 明确电力电子系统的基本构成要素，包括输入电源、功率变换器、控制电路、滤波与保护电路等。对各组成部分的职能和相互关系进行初步的介绍。 第二章：电力电子器件 电力电子器件的分类与基本原理： 详细介绍各类电力电子器件的物理结构、工作原理、伏安特性曲线以及主要的参数指标。 二极管类器件： 包括普通整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等，重点分析其开关特性、导通压降、反向恢复时间等。 晶闸管类器件： 重点介绍晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、门极可关断晶闸管（GTO）、逆断态晶闸管（GATT）、静电感应晶闸管（SIT）等，深入理解其触发控制、关断机制及其在不同应用中的优势。 电力MOSFET： 讲解其电压驱动特性、低导通电阻、高开关速度，以及在低压、高频应用中的普适性。 电力IGBT： 深入阐述其结合了MOSFET的电压驱动和BJT的低导通压降的优点，成为中高压、中高频应用的主流器件。 其他新型电力电子器件： 简要介绍碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体器件的特点和应用前景，如高耐压、高频、高效率等。 电力电子器件的选择与应用： 根据具体的应用需求，如电压等级、电流容量、开关频率、功率损耗、散热条件等，指导读者如何科学地选择合适的电力电子器件，并分析不同器件在不同电路中的典型应用场景。 第三章：电力电子变换器 基本DC-DC变换器： 升压变换器（Boost Converter）： 详细推导其工作原理，分析不同工作模态下的输出电压与占空比的关系，以及电感电流和电容电流的纹波特性。 降压变换器（Buck Converter）： 深入分析其工作过程，推导输出电压公式，并讲解电感和电容参数的选择对输出电压纹波和动态响应的影响。 升降压变换器（Buck-Boost Converter）： 阐述其能够实现输出电压小于输入电压或大于输入电压的两种工作模式，并分析其能量转换过程。 Cuk变换器、SEPIC变换器、Zeta变换器等： 介绍这些具有输出电压隔离特性或电感参数对输入输出影响不同的变换器拓扑，分析其各自的优缺点和适用范围。 基本DC-AC变换器（逆变器）： 单相半桥逆变器和单相全桥逆变器： 详细分析其工作原理，讲解如何通过控制开关器件的通断实现正弦波输出，并介绍脉宽调制（PWM）技术的基本概念。 三相桥式逆变器： 深入分析其工作原理，重点讲解六步换相控制、SPWM（空间矢量脉宽调制）等控制策略，以及如何实现三相平衡输出。 基本AC-AC变换器： 交流斩波器： 介绍其工作原理，分析如何通过控制晶闸管的导通角来改变输出电压的幅值和波形，并讨论其在调光、调速等方面的应用。 直接变频器（矩阵变换器）： 阐述其不经过直流环节直接实现AC-AC电压和频率变换的原理，分析其结构和控制策略，以及其在电机驱动等领域的高效性。 基本AC-DC变换器（整流器）： 单相和三相不可控整流器： 分析其基本工作原理，推导输出电压和电流的平均值、有效值，并讨论其在不同负载下的表现。 单相和三相可控整流器： 重点讲解如何通过控制晶闸管的触发角来调节输出直流电压，并分析其在有源逆变等方面的应用。 第二部分：电力电子电路与控制 本部分将深入探讨电力电子电路的设计、分析与控制方法。 第四章：开关电源 开关电源的基本结构与工作原理： 详细介绍开关电源的输入滤波、整流、滤波、PWM调制、功率变换、输出滤波、反馈控制等各个环节。 主流开关电源拓扑： 反激式（Flyback）变换器： 分析其工作原理，讲解隔离变压器的作用，以及其在低功率、多输出应用中的优势。 正激式（Forward）变换器： 阐述其通过变压器实现隔离和电压变换的原理，以及其在中小功率应用中的表现。 桥式变换器（Half-bridge, Full-bridge）： 深入分析其在中大功率应用中的拓扑结构和控制策略。 LLC谐振变换器： 介绍其利用谐振技术提高效率和降低EMI的特点，以及其在高效电源设计中的重要性。 开关电源的控制技术： 电压模式控制（Voltage Mode Control, VMC）： 分析其基本原理和环路设计，以及其在简单应用中的适用性。 电流模式控制（Current Mode Control, CMC）： 深入讲解其恒流输出能力、快速动态响应和易于并联等优点。 峰值电流模式控制（Peak Current Mode Control, PCMC）与平均电流模式控制（Average Current Mode Control, ACMC）： 对比分析这两种电流模式控制方式的特点和适用场景。 数字控制技术在开关电源中的应用： 介绍微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）在开关电源控制中的优势，如灵活性、集成度高、易于实现复杂控制算法等。 开关电源的保护与EMI抑制： 详细介绍过压保护、过流保护、过温保护等保护措施，以及差模和共模干扰的产生机理和抑制方法。 第五章：电力电子系统的控制理论 电力电子系统的建模： 小信号建模： 介绍如何对电力电子变换器进行小信号建模，以便于分析其动态特性和设计控制系统。 状态空间平均模型： 讲解利用状态空间平均法建立变换器模型，能够更全面地描述变换器的稳态和动态特性。 反馈控制理论： PID控制器设计： 详细介绍PID控制器的基本原理、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、试凑法等），以及其在电力电子系统中的应用。 环路稳定性分析： 运用奈奎斯特图、根轨迹图、Bode图等方法分析控制系统的稳定性，确保系统的可靠运行。 补偿器设计： 介绍如何设计超前补偿器、滞后补偿器、超前-滞后补偿器来改善系统的频率响应和相位裕度。 现代控制理论在电力电子中的应用： 滑模控制： 介绍其鲁棒性强的特点，以及在参数变化和外部扰动下的优势。 模型预测控制（MPC）： 阐述其利用系统模型预测未来行为并优化控制策略的原理，以及其在复杂系统中的高效性。 自适应控制： 介绍其能够根据系统参数变化自动调整控制参数的特点，提高系统的适应性。 第六章：电力电子系统的滤波与缓冲 输入滤波器： 分析输入滤波器在抑制电网谐波、提高电能质量、减少对电网干扰等方面的作用，介绍LC滤波器、EMI滤波器等。 输出滤波器： 讲解输出滤波器在平滑输出电压、抑制纹波、改善输出波形等方面的作用，重点分析LC滤波器、RC滤波器等。 缓冲电路： 介绍缓冲电路在吸收开关尖峰、抑制振荡、保护器件等方面的作用，如RCD缓冲电路、RLC缓冲电路等。 第三部分：电力电子技术的应用 本部分将重点介绍电力电子技术在各个领域的具体应用。 第七章：电机驱动系统 直流电机调速： 介绍不同类型的直流电机（如永磁直流电机、他励直流电机）的调速原理，包括改变电枢电压、改变励磁电流等，以及对应的电力电子电路实现。 交流电机调速： 感应电机调速： 详细介绍笼型感应电机和绕线型感应电机的变频调速原理，如改变电压、改变频率、改变转子电阻等，并重点讲解V/f恒压频比控制、矢量控制（FOC）等先进控制策略。 同步电机调速： 介绍永磁同步电机（PMSM）和同步磁阻电机（SynRM）的控制技术，如无传感器控制、位置反馈控制等。 伺服系统： 阐述伺服系统在精密运动控制中的作用，介绍伺服驱动器的工作原理和常用控制方法，以及其在机器人、自动化生产线等领域的应用。 第八章：新能源发电与并网技术 太阳能发电系统： 光伏阵列的特性： 分析光伏电池的P-V特性曲线、I-V特性曲线，以及光照强度和温度对输出特性的影响。 最大功率点跟踪（MPPT）技术： 详细介绍扰动观察法（P&O）、电导增量法（INC）等MPPT算法，以及其在提高太阳能发电效率中的重要性。 光伏逆变器： 介绍单相和三相光伏逆变器的结构和控制原理，重点讲解如何实现与电网的同步并网，以及并网逆变器的并网要求。 风力发电系统： 风力发电机的类型与特性： 介绍永磁直驱发电机、双馈感应发电机等，分析其工作原理和功率输出特性。 风力发电并网技术： 讲解风力发电系统与电网的连接方式，以及并网控制的关键技术，如功率控制、频率控制、电压控制等。 其他新能源发电： 简要介绍潮汐能、地热能等发电技术中的电力电子应用。 第九章：电能变换与质量控制 不间断电源（UPS）： 详细介绍后备式、在线式、在线互动式UPS的结构和工作原理，分析其在保证供电连续性和质量方面的作用。 有源电力滤波器（APF）： 阐述APF如何通过产生补偿电流来消除电网中的谐波和负序分量，提高电能质量。 动态电压恢复器（DVR）： 介绍DVR如何在电压暂降或暂升时注入补偿电压，从而补偿电网的电压波动。 静止无功补偿器（SVC）与统一潮流控制器（UPFC）： 详细分析SVC和UPFC在提高电网稳定性和输电能力方面的作用。 第十章：电力电子在交通运输领域的应用 电动汽车（EV）与混合动力汽车（HEV）： 驱动系统： 介绍电动汽车的电机驱动系统，包括电机控制器、DC-DC变换器、AC-DC变换器（充电机）等。 能量管理系统： 阐述电力电子在电动汽车能量管理中的作用，如电池管理、能量回收等。 轨道交通： 介绍电力电子技术在地铁、高铁等领域的应用，如牵引变流器、辅助电源等。 航空航天： 简要介绍电力电子在航空电源、机载设备供电等方面的应用。 第十一章：电力电子在信息通信与工业控制领域的应用 通信电源： 介绍通信设备所需的电源系统，包括高频开关电源、DC-DC变换器等，以及其对可靠性和效率的要求。 工业自动化： 重点介绍电力电子在工业加热、焊接、电化学等领域的应用，以及在PLC（可编程逻辑控制器）等工业控制系统中对电源的要求。 本书旨在为读者提供一个系统、全面、深入的电力电子技术学习平台。通过对基础理论的透彻讲解，对核心器件的深入剖析，对典型电路的详细分析，以及对广泛应用的全面介绍，相信读者能够掌握电力电子技术的核心知识，并将其应用于实际工程实践中，为推动能源转型和技术创新贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人印象深刻，远超我最初的预期。它不仅仅是一本介绍电力电子器件的教科书，更是一本关于系统设计和分析的宝典。作者在分析各种功率转换电路时，逻辑严谨，推理清晰，常常能从不同的角度剖析同一个电路的优缺点，并给出相应的改进方案。我尤其喜欢书中对控制策略的探讨，例如PID控制在DC-DC转换器中的应用，以及各种调制技术在逆变器中的实现。这些内容让我看到了电力电子技术在实现高效、稳定和精确的能量转换方面所扮演的关键角色。书中还涉及了许多高级主题，如EMI（电磁干扰）的抑制、热管理以及可靠性设计，这些都是在实际工程中不可忽视的重要因素。作者在这些方面给出的指导和建议，对于我理解复杂系统中的耦合效应和优化设计非常有启发。这本书的参考文献列表也非常详尽，为我深入研究特定课题提供了宝贵的资源。我强烈推荐这本书给那些希望在电力电子领域进行更深入学习和研究的读者，它无疑会成为你宝贵的智力财富。

评分☆☆☆☆☆

从一个普通用户的角度来看，这本书所展现的电力电子技术，让我深刻体会到了现代科技的进步是如何改变我们的生活的。从手机充电器到家用电器，再到交通工具，几乎每一个电子设备都离不开电力电子技术的支持。书中通过一些贴近生活的例子，解释了这些技术是如何工作的，例如，是如何让我们的手机充电速度更快，是如何让电冰箱更节能，是如何让电动汽车更平稳地行驶。虽然我可能无法完全理解所有的技术细节，但书中对原理的通俗解释，以及对实际应用的介绍，让我对这些“幕后英雄”有了全新的认识。我尤其喜欢书中关于安全性考虑的章节，例如过流保护、过压保护等，这让我意识到电力电子设备的设计不仅仅是为了功能，更是为了保障用户的使用安全。这本书让我对身边的科技产品有了更深的欣赏，也对那些默默付出、创造了这些便利的技术人员充满了敬意。它让我明白，即使不是专业人士，也能通过阅读，对这些改变世界的科技有更深入的了解。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电力电子技术在绿色能源领域的应用充满热情，而这本书恰好满足了我的这一需求。书中详细介绍了光伏发电系统、风力发电系统以及电动汽车充电系统中的关键电力电子技术。我特别关注了书中关于最大功率点跟踪（MPPT）算法的讲解，以及如何通过优化电力电子变换器来提高能源利用效率。书中对并网逆变器的控制策略，包括电压定向控制（VOC）和相角锁环（PLL）等，也进行了深入的分析，这对于理解如何将可再生能源稳定地接入电网至关重要。此外，书中还探讨了储能系统中的电力电子接口，以及如何实现多能源的协同管理。这些内容让我对构建更智能、更可持续的能源系统有了更清晰的认识。书中还涉及了对这些系统的仿真模型和实验验证，这为我进行相关研究和项目开发提供了宝贵的参考。这本书不仅教授了技术知识，更激发了我为环境保护和可持续发展贡献力量的决心。

评分☆☆☆☆☆

对于一个在电力电子领域摸爬滚打多年的工程师来说，这本书依然能够带来新的启发和思考。作者的分析角度非常独特，总能从一些我之前未曾注意到的细节入手，揭示出隐藏在简单电路背后的复杂物理过程。书中对各种拓扑的优缺点进行对比分析时，不仅基于理论推导，还结合了大量的实验数据和仿真结果，这使得分析更加客观和可信。我尤其欣赏书中对非线性特性的处理，以及在分析过程中对各种近似和假设的明确说明，这对于我理解实际系统中的非理想因素如何影响性能非常有帮助。书中还对一些新兴的功率器件，如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件的应用前景进行了展望，并分析了它们相比于传统硅基器件的优势和挑战，这对于我关注行业前沿动态非常有价值。这本书的排版和图示也做得非常出色，各种复杂的波形和矢量图都清晰明了，能够帮助读者快速抓住问题的关键。总的来说，这是一本能够帮助工程师提升理论深度、拓宽技术视野的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对电力电子领域产生浓厚兴趣的入门读物。虽然我之前对这个领域所知甚少，但书中循序渐进的讲解方式，以及大量清晰易懂的插图和图表，极大地降低了学习门槛。作者在介绍基本概念时，总是能深入浅出，从最基础的二极管、三极管开始，逐步引申到更复杂的功率器件和电路拓扑。我尤其欣赏书中对实际应用案例的引入，比如开关电源、变频器等，这些让我能够将理论知识与现实世界联系起来，感受到电力电子技术在现代生活中的重要性。书中对于各种器件的工作原理的阐述，不仅停留在表面，还会适当地涉及到一些关键的参数和特性，这对于我理解器件的选型和应用场景非常有帮助。此外，书中还提供了一些动手实践的建议和仿真案例，虽然我还没有完全实践，但这些都为我未来的学习和研究指明了方向。总的来说，这本书为我打下了坚实的电力电子基础，让我对这个充满活力的学科充满了好奇和探索的欲望，相信在未来的学习过程中，这本书会是我一本常备的参考资料。