电力电子技术简明教程 9787111408710 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钟晓强 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111408710

商品编码：29636227469

包装：平装-胶订

出版时间：2017-02-01

基本信息

书名:电力电子技术简明教程

定价：39.80元

售价：26.7元,便宜13.1元,折扣67

作者:钟晓强

出版社：机械工业出版社

出版日期：2017-02-01

ISBN：9787111408710

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.799kg

编辑推荐

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具体下载方法：
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内容提要

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《电力电子技术简明教程》是建立在电力半导体开关器件基础上实现电能变换的控制技术。本书反映了当前技术发展的主流和趋势，以加强基础、突出处理问题的思维方法，培养学生（或学员）分析问题和解决问题的能力为原则，详细介绍了常用电力电子器件分析与实践，触发电路分析与实践，可控整流电路分析与实践，直流斩波电路分析与实践，交流变换电路分析与实践，逆变电路分析与实践等内容。
《《电力电子技术简明教程》》可作为高职高专电气自动化、应用电子、机电一体化等专业的课程教材，也可作为广大电工技术爱好者、求职者、下岗再就业者、职业培训人员的参考用书。

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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《电力电子技术：原理、应用与发展趋势》 第一章：电力电子技术基础 本章将为读者构建坚实的电力电子技术理论基础。我们将从电能的本质出发，深入探讨电力电子技术的核心概念，包括其在现代能源系统中的地位和重要性。 1.1 电力电子学的基本概念与发展历程 1.1.1 何为电力电子学？ 电能是现代社会发展的基石，而电力电子技术则是实现电能高效、灵活、可靠变换的关键。本节将清晰界定电力电子学的范畴，解释其研究对象——电力电子器件、电路和系统，以及其核心功能——电能的变换与控制。我们将阐述电力电子学如何将微电子技术的精确控制与电力系统的强大能量相结合，从而实现对电能的精密驾驭。 1.1.2 电力电子学的历史演进 回顾电力电子技术的发展史，可以更好地理解其技术脉络与应用驱动力。本节将追溯电力电子学从早期简单的整流、逆变装置，到晶闸管（SCR）的出现带来的里程碑式进步，再到功率MOSFET、IGBT等新型电力电子器件的涌现，以及现代电力电子技术在新能源、电动汽车、智能电网等领域的广泛应用。我们将梳理技术革新背后的关键人物、重要事件和理论突破，展现电力电子学不断迈向更高性能、更低损耗、更紧凑化、更智能化的发展轨迹。 1.2 电力电子器件 1.2.1 功率半导体器件的分类与特性 电力电子技术的核心在于对电能的开关控制，而实现这一功能的关键在于功率半导体器件。本节将系统介绍各类功率半导体器件，包括二极管、晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、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。我们将深入剖析它们的导通、关断特性、电压电流承受能力、开关速度、损耗等关键参数，并对比分析它们在不同应用场景下的优劣势。 1.2.2 功率器件的选型原则与应用考量 针对实际工程应用，如何选择最合适的功率器件至关重要。本节将指导读者掌握功率器件的选型方法，从额定电压、额定电流、开关损耗、散热要求、可靠性、成本等多个维度进行综合评估。我们将结合具体的应用案例，例如电机驱动、电源转换、高压输电等，说明不同器件的应用场景和选型策略，帮助读者建立直观的器件应用认知。 1.3 基本电力电子电路 1.3.1 整流电路 整流是将交流电转换为直流电的 Essential process，是电力电子技术最基本也是最重要的应用之一。本节将详细讲解各类整流电路，包括单相半波、全波整流，三相半波、全波整流，以及带滤波和带补偿的整流电路。我们将分析不同整流电路的输出波形、纹波系数、功率因数、谐波特性，并介绍其在开关电源、充电器、直流电源等领域的广泛应用。 1.3.2 逆变电路 逆变电路则实现了直流电向交流电的转换，是许多现代电力电子系统不可或缺的部分。本节将深入探讨各种类型的逆变电路，如方波逆变、脉宽调制（PWM）逆变、多电平逆变等。我们将重点分析PWM逆变技术，包括其基本原理、调制策略（如正弦PWM、三角波PWM）、谐波抑制方法，以及其在电机驱动、不间断电源（UPS）、光伏发电并网等领域的关键作用。 1.3.3 直流-直流变换电路 直流-直流变换器（DC-DC converter）用于在两个直流电压之间进行变换，是实现灵活电能管理的基石。本节将全面介绍Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）等基本DC-DC变换拓扑，并在此基础上扩展至SEPIC、Cuk、Flyback、Forward等更复杂的拓扑结构。我们将详细分析这些电路的工作原理、电压转换比、效率、纹波特性，以及它们在开关电源、电池管理系统、LED驱动等众多领域的核心应用。 1.3.4 交-交变换与交-直流-交变换 除了基本的交-直、直-交、直-直变换，本节还将介绍直接交-交变换（AC-AC converter），例如交流调压器（AC voltage regulator）和直接变频器（direct frequency changer）。同时，我们将讨论交-直流-交变换（AC-DC-AC converter）的原理，这是通过一个整流单元和一个逆变单元实现的，在变频调速等领域具有重要地位。 第二章：电力电子技术在关键领域的应用 本章将聚焦电力电子技术在各行各业的实际应用，展示其如何赋能现代工业、能源、交通和信息技术等领域。 2.1 工业驱动与电机控制 2.1.1 变频调速技术 电机是工业生产的核心动力源，而变频调速技术通过改变电机的供电频率和电压，实现对电机转速的精确控制，从而大幅提高能源利用效率和生产自动化水平。本节将深入解析变频器（VFD）的组成结构、工作原理，包括其内部的AC-DC-AC变换过程。我们将重点探讨不同类型的电机（如感应电机、同步电机、永磁同步电机）的变频调速方法，以及矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略。 2.1.2 电机驱动器的发展与挑战 电机驱动器是实现电机精确控制的关键设备。本节将介绍不同功率等级和应用场景下的电机驱动器，如伺服驱动器、步进电机驱动器等。我们将分析驱动器在动态响应、精度、效率、可靠性等方面面临的挑战，以及如何通过优化电力电子电路设计和控制算法来克服这些挑战。 2.2 能源转换与智能电网 2.2.1 新能源发电与并网技术 风能、太阳能等新能源的蓬勃发展，对电力电子技术提出了新的要求。本节将详细介绍光伏发电系统中的最大功率点跟踪（MPPT）技术、逆变器设计，以及风力发电系统中的双馈感应发电机和永磁同步发电机的变流器技术。我们将重点探讨新能源发电如何通过电力电子技术实现稳定、高效地并入电网，以及解决其固有的间歇性和波动性问题。 2.2.2 储能系统与能量管理 储能技术是支撑新能源发展的关键环节。本节将阐述不同类型的储能技术，如电池储能、飞轮储能等，以及电力电子技术在储能系统中的作用，包括充放电控制、能量调度、并网接口等。我们将探讨智能电网中储能系统的集成应用，实现电网的削峰填谷、频率支撑、电压稳定等功能。 2.2.3 智能电网中的电力电子应用 智能电网是未来电力系统发展的方向，电力电子技术是其核心支撑。本节将介绍智能电网中各类电力电子设备的应用，如柔性直流输电（HVDC）、动态无功功率补偿（SVC/STATCOM）、分布式电源接入、智能配电等。我们将分析这些技术如何提升电网的灵活性、可靠性、效率和安全性。 2.3 电力电子在交通领域的应用 2.3.1 电动汽车（EV）的动力系统 电动汽车的普及离不开电力电子技术的支撑。本节将深入剖析电动汽车的动力系统，包括电池管理系统（BMS）、DC-DC转换器、电机控制器（逆变器）、车载充电器（OBC）等。我们将重点介绍高效率、高功率密度、长寿命的电力电子技术如何赋能电动汽车的性能提升和续航里程的增加。 2.3.2 轨道交通与电动船舶 在轨道交通领域，电力电子技术被广泛应用于电力机车、动车组的牵引变流器，实现高效节能的动力驱动。在电动船舶领域，电力电子技术也正逐步推广，用于推进系统、辅助动力系统等。本节将分别介绍这些应用中的技术特点和发展趋势。 2.4 开关电源与信息技术 2.4.1 开关电源（SMPS）的设计与优化 开关电源是现代电子设备不可或缺的组成部分，因其高效率、体积小、重量轻而得到广泛应用。本节将详细介绍各种类型的开关电源拓扑，如正激、反激、桥式、LLC谐振等，以及电源设计中的关键环节，如变压器设计、控制环路设计、EMI抑制等。我们将探讨如何通过先进的控制技术和器件优化开关电源的性能。 2.4.2 数据中心电源与高可靠性电源 随着信息技术的飞速发展，数据中心对电源的需求日益增长。本节将分析数据中心电源的关键要求，如高效率、高功率密度、高可靠性、低谐波污染等，并介绍相应的电力电子解决方案，如冗余电源、模块化电源、高压直流供电等。 2.4.3 电力电子在通信设备中的应用 通信设备对电源的稳定性和效率有着严苛的要求。本节将介绍电力电子技术在手机充电器、基站电源、路由器电源等通信设备中的应用，以及如何通过高效的DC-DC变换和精密的电压电流控制来保障通信系统的稳定运行。 第三章：电力电子技术的前沿发展与未来展望 本章将对电力电子技术的发展进行前瞻性分析，探讨新兴技术、未来趋势以及面临的挑战，为读者描绘电力电子技术的未来蓝图。 3.1 新型电力电子器件与材料 3.1.1 宽禁带半导体器件（SiC, GaN） 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料因其优异的耐高压、耐高温、高频特性，正引领着新一代功率器件的发展。本节将深入介绍SiC和GaN器件的性能优势，对比其与传统硅基器件的差异，并分析它们在新能源汽车、高效电源、高频通信等领域的应用前景。 3.1.2 功率集成技术 将多个功率器件和控制电路集成在同一芯片上，能够显著减小器件体积、提高效率并降低成本。本节将探讨功率集成技术的发展，包括单片集成、模块化集成等，以及其在消费电子、工业控制等领域的应用。 3.2 智能化与数字化电力电子 3.2.1 智能控制与自适应技术 传统的电力电子系统主要依赖预设的控制参数，而智能化电力电子系统能够通过传感器感知运行状态，并利用先进的算法进行实时自适应控制。本节将探讨数字信号处理器（DSP）、微控制器（MCU）在电力电子控制中的应用，以及机器学习、人工智能等技术在提升系统性能、鲁棒性和自主性方面的潜力。 3.2.2 数字化孪生与预测性维护 数字化孪生技术通过创建物理设备的虚拟副本，能够实现对电力电子设备的实时监控、性能分析和故障预测。本节将介绍数字化孪生在电力电子系统设计、运行和维护中的应用，以及如何通过预测性维护来提高系统的可靠性和降低运营成本。 3.3 绿色化与可持续发展 3.3.1 提高能效与降低损耗 能源效率是电力电子技术的核心追求之一。本节将探讨各种降低电力电子设备损耗的技术，包括新型器件的应用、高效拓扑的设计、软开关技术、以及优化控制策略等，以实现更清洁、更可持续的能源利用。 3.3.2 电力电子在循环经济中的作用 电力电子技术在延长设备寿命、实现能量回收、促进资源循环利用等方面发挥着重要作用。本节将分析电力电子技术如何支持循环经济的发展，例如在电动汽车电池回收、工业设备余能利用等方面的应用。 3.4 面临的挑战与未来发展方向 3.4.1 高频化、高功率密度化 随着电子设备的小型化和集成化需求，电力电子技术正朝着更高开关频率和更高功率密度的方向发展。本节将分析实现这一目标的技术挑战，如电磁兼容性（EMC）、散热问题、器件损耗等。 3.4.2 可靠性与寿命 在严苛的应用环境下，提高电力电子设备的长寿命和高可靠性是至关重要的。本节将探讨影响器件可靠性的因素，以及如何通过材料选择、设计优化、测试验证等手段来提升产品的可靠性。 3.4.3 标准化与互操作性 随着电力电子技术的广泛应用，标准化和互操作性问题日益突出。本节将讨论相关标准的发展，以及如何促进不同厂商、不同设备之间的互联互通。 结语 本书旨在为读者提供一个全面、深入的电力电子技术视角，从基本原理到前沿应用，再到未来发展趋势，力求涵盖该领域的核心知识。通过对电力电子技术原理的深入理解和对各类应用的广泛探讨，读者将能够更好地把握这一技术在现代社会中的重要作用，并为未来的学习和研究打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

从编辑和装帧的角度来看，这本书也体现了出版方对专业读者的尊重。纸张的质地厚实，油墨印刷清晰锐利，即便是那些线条复杂的电路原理图，在放大后依然可以辨认出每一个元件的符号和连接关系，这对于需要长时间阅读的读者来说，是一个非常舒适的体验。内容上，我个人认为这本书最成功之处在于其“简明”二字的拿捏得恰到好处。它避免了某些专著的包罗万象导致的臃肿，而是精准地提炼了电力电子技术的核心要义。它足够详尽，足以支撑起一个完整的工程项目设计；它也足够精炼，不会让学习者在次要的细节上迷失方向。它更像是一份高质量的“速查手册”和“核心知识提炼精华”，非常适合作为后续深入学习的工具书，或者作为特定项目快速启动的理论参考。这本书的价值在于它在“精要”与“实用”之间找到了一个近乎完美的平衡点。

评分☆☆☆☆☆

这本《电力电子技术简明教程》的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调，配上清晰有力的字体，让人一眼就能感受到内容的专业与严谨。我是在朋友的推荐下买的，他告诉我这本书对于初学者来说非常友好，尤其是在概念阐述和电路图的绘制上做得相当到位。我翻阅了几页，发现作者的叙述方式非常注重逻辑性，从最基本的半导体器件特性讲起，逐步深入到各种变换器的拓扑结构分析，过渡自然得让人心悦诚服。特别是关于开关电源的章节，那些复杂的PWM控制原理，竟然被作者用相对简洁的语言和直观的图示解释得淋漓尽致，这对于我这种刚接触电力电子领域的新手来说，简直是雪中送炭。我特别喜欢其中穿插的那些“小贴士”和“注意事项”，它们不是教科书式的干巴巴的理论，而是融入了大量实践经验的总结，能有效帮助读者避开实际应用中常见的“坑”。总的来说，这本书的排版清晰，图文并茂，读起来一点都不觉得枯燥，更像是在一位经验丰富的工程师手把手地指导你学习这门技术。它不仅仅是一本教材，更像是一本可以随时翻阅的实用参考手册，为我接下来的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本关于电力电子的书时，心里其实是有点打鼓的，毕竟这领域听起来就挺“硬核”的。但是，这本书的阅读体验完全超出了我的预期。它的语言风格非常平实，没有太多晦涩难懂的术语堆砌，即便是第一次接触电力电子的读者，也能很快跟上作者的思路。我个人对书中的“案例分析”部分情有独钟，作者没有满足于停留在纯理论推导，而是将理论知识巧妙地嵌入到实际应用场景中，比如如何设计一个高效的DC/DC升压电路，或者在不同负载条件下如何保证逆变器的输出质量。这些实例的分析详略得当，既保证了理论的深度，又兼顾了工程实践的可操作性。最让我惊喜的是，作者在介绍新型电力电子器件时，例如SiC和GaN材料的应用，并没有简单罗列参数，而是深入剖析了它们相较于传统硅基器件的优势和挑战，这体现了教材的前瞻性和与时俱进。我感觉自己不是在被动地接受知识灌输，而是在一个循序渐进的探索过程中，逐步构建起对电力电子系统的完整认知框架。这本书的价值，就在于它成功地架设了理论与实践之间的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

我对技术书籍的评价标准一向比较苛刻，尤其是在涉及计算和仿真部分时，我更看重其严谨性和可复现性。这本《电力电子技术简明教程》在这方面表现出色。书中的所有波形图和计算结果，都仿佛经过了精密的仪器校验，精确度令人信服。我尝试着按照书中的步骤，在仿真软件中搭建了一个简单的全桥逆变电路，对比书中给出的稳定工作点和输出谐波分析结果，几乎是完美契合，这极大地增强了我对教材内容的信任感。这本书的另一个亮点在于对控制策略的讲解。它没有止步于传统的线性控制，而是对现代的无传感器控制和电流环/电压环的级联控制做了清晰的辨析，并提供了不同控制方案的优缺点对比分析，这种对比分析非常具有启发性，能帮助读者在实际设计中做出更优的决策。它不只告诉你“怎么做”，更告诉你“为什么这么做是最好的”。对于追求工程实效的人来说，这本书的实战价值无可替代。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排堪称一绝，非常适合需要快速掌握核心技能的在职工程师或高年级本科生。它没有冗余的内容，每一章节都直奔主题，信息密度非常高，但得益于合理的章节划分和清晰的逻辑链条，阅读起来并不会感到压力过大。我注意到作者在处理复杂数学模型时，总是先给出直观的物理意义解释，然后再给出公式推导，这种“先懂后算”的教学方法极大地降低了理解门槛。例如，在分析开关损耗时，作者不仅展示了泰勒展开式的计算过程，更重要的是解释了开关频率和器件参数如何直接影响最终的系统效率，这种洞察力是教科书中最宝贵的财富。此外，这本书的参考书目也非常权威和全面，如果读者希望对某一特定领域进行更深入的研究，也有明确的路径指引。我个人感觉，这本书的作者显然是深谙教学之道，深知如何平衡知识的广度与深度，使得读者能够在有限的时间内，获得最大化的知识收益。