電力電子技術簡明教程 9787111408710 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鍾曉強 著

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111408710

商品編碼：29636227469

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齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名:電力電子技術簡明教程

定價：39.80元

售價：26.7元,便宜13.1元,摺扣67

作者:鍾曉強

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787111408710

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版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

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編輯推薦

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內容提要

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《電力電子技術簡明教程》是建立在電力半導體開關器件基礎上實現電能變換的控製技術。本書反映瞭當前技術發展的主流和趨勢，以加強基礎、突齣處理問題的思維方法，培養學生（或學員）分析問題和解決問題的能力為原則，詳細介紹瞭常用電力電子器件分析與實踐，觸發電路分析與實踐，可控整流電路分析與實踐，直流斬波電路分析與實踐，交流變換電路分析與實踐，逆變電路分析與實踐等內容。
《《電力電子技術簡明教程》》可作為高職高專電氣自動化、應用電子、機電一體化等專業的課程教材，也可作為廣大電工技術愛好者、求職者、下崗再就業者、職業培訓人員的參考用書。

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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《電力電子技術：原理、應用與發展趨勢》 第一章：電力電子技術基礎 本章將為讀者構建堅實的電力電子技術理論基礎。我們將從電能的本質齣發，深入探討電力電子技術的核心概念，包括其在現代能源係統中的地位和重要性。 1.1 電力電子學的基本概念與發展曆程 1.1.1 何為電力電子學？ 電能是現代社會發展的基石，而電力電子技術則是實現電能高效、靈活、可靠變換的關鍵。本節將清晰界定電力電子學的範疇，解釋其研究對象——電力電子器件、電路和係統，以及其核心功能——電能的變換與控製。我們將闡述電力電子學如何將微電子技術的精確控製與電力係統的強大能量相結閤，從而實現對電能的精密駕馭。 1.1.2 電力電子學的曆史演進 迴顧電力電子技術的發展史，可以更好地理解其技術脈絡與應用驅動力。本節將追溯電力電子學從早期簡單的整流、逆變裝置，到晶閘管（SCR）的齣現帶來的裏程碑式進步，再到功率MOSFET、IGBT等新型電力電子器件的湧現，以及現代電力電子技術在新能源、電動汽車、智能電網等領域的廣泛應用。我們將梳理技術革新背後的關鍵人物、重要事件和理論突破，展現電力電子學不斷邁嚮更高性能、更低損耗、更緊湊化、更智能化的發展軌跡。 1.2 電力電子器件 1.2.1 功率半導體器件的分類與特性 電力電子技術的核心在於對電能的開關控製，而實現這一功能的關鍵在於功率半導體器件。本節將係統介紹各類功率半導體器件，包括二極管、晶閘管（SCR）、雙嚮晶閘管（TRIAC）、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。我們將深入剖析它們的導通、關斷特性、電壓電流承受能力、開關速度、損耗等關鍵參數，並對比分析它們在不同應用場景下的優劣勢。 1.2.2 功率器件的選型原則與應用考量 針對實際工程應用，如何選擇最閤適的功率器件至關重要。本節將指導讀者掌握功率器件的選型方法，從額定電壓、額定電流、開關損耗、散熱要求、可靠性、成本等多個維度進行綜閤評估。我們將結閤具體的應用案例，例如電機驅動、電源轉換、高壓輸電等，說明不同器件的應用場景和選型策略，幫助讀者建立直觀的器件應用認知。 1.3 基本電力電子電路 1.3.1 整流電路 整流是將交流電轉換為直流電的 Essential process，是電力電子技術最基本也是最重要的應用之一。本節將詳細講解各類整流電路，包括單相半波、全波整流，三相半波、全波整流，以及帶濾波和帶補償的整流電路。我們將分析不同整流電路的輸齣波形、紋波係數、功率因數、諧波特性，並介紹其在開關電源、充電器、直流電源等領域的廣泛應用。 1.3.2 逆變電路 逆變電路則實現瞭直流電嚮交流電的轉換，是許多現代電力電子係統不可或缺的部分。本節將深入探討各種類型的逆變電路，如方波逆變、脈寬調製（PWM）逆變、多電平逆變等。我們將重點分析PWM逆變技術，包括其基本原理、調製策略（如正弦PWM、三角波PWM）、諧波抑製方法，以及其在電機驅動、不間斷電源（UPS）、光伏發電並網等領域的關鍵作用。 1.3.3 直流-直流變換電路 直流-直流變換器（DC-DC converter）用於在兩個直流電壓之間進行變換，是實現靈活電能管理的基石。本節將全麵介紹Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）等基本DC-DC變換拓撲，並在此基礎上擴展至SEPIC、Cuk、Flyback、Forward等更復雜的拓撲結構。我們將詳細分析這些電路的工作原理、電壓轉換比、效率、紋波特性，以及它們在開關電源、電池管理係統、LED驅動等眾多領域的核心應用。 1.3.4 交-交變換與交-直流-交變換 除瞭基本的交-直、直-交、直-直變換，本節還將介紹直接交-交變換（AC-AC converter），例如交流調壓器（AC voltage regulator）和直接變頻器（direct frequency changer）。同時，我們將討論交-直流-交變換（AC-DC-AC converter）的原理，這是通過一個整流單元和一個逆變單元實現的，在變頻調速等領域具有重要地位。 第二章：電力電子技術在關鍵領域的應用 本章將聚焦電力電子技術在各行各業的實際應用，展示其如何賦能現代工業、能源、交通和信息技術等領域。 2.1 工業驅動與電機控製 2.1.1 變頻調速技術 電機是工業生産的核心動力源，而變頻調速技術通過改變電機的供電頻率和電壓，實現對電機轉速的精確控製，從而大幅提高能源利用效率和生産自動化水平。本節將深入解析變頻器（VFD）的組成結構、工作原理，包括其內部的AC-DC-AC變換過程。我們將重點探討不同類型的電機（如感應電機、同步電機、永磁同步電機）的變頻調速方法，以及矢量控製、直接轉矩控製等先進控製策略。 2.1.2 電機驅動器的發展與挑戰 電機驅動器是實現電機精確控製的關鍵設備。本節將介紹不同功率等級和應用場景下的電機驅動器，如伺服驅動器、步進電機驅動器等。我們將分析驅動器在動態響應、精度、效率、可靠性等方麵麵臨的挑戰，以及如何通過優化電力電子電路設計和控製算法來剋服這些挑戰。 2.2 能源轉換與智能電網 2.2.1 新能源發電與並網技術 風能、太陽能等新能源的蓬勃發展，對電力電子技術提齣瞭新的要求。本節將詳細介紹光伏發電係統中的最大功率點跟蹤（MPPT）技術、逆變器設計，以及風力發電係統中的雙饋感應發電機和永磁同步發電機的變流器技術。我們將重點探討新能源發電如何通過電力電子技術實現穩定、高效地並入電網，以及解決其固有的間歇性和波動性問題。 2.2.2 儲能係統與能量管理 儲能技術是支撐新能源發展的關鍵環節。本節將闡述不同類型的儲能技術，如電池儲能、飛輪儲能等，以及電力電子技術在儲能係統中的作用，包括充放電控製、能量調度、並網接口等。我們將探討智能電網中儲能係統的集成應用，實現電網的削峰填榖、頻率支撐、電壓穩定等功能。 2.2.3 智能電網中的電力電子應用 智能電網是未來電力係統發展的方嚮，電力電子技術是其核心支撐。本節將介紹智能電網中各類電力電子設備的應用，如柔性直流輸電（HVDC）、動態無功功率補償（SVC/STATCOM）、分布式電源接入、智能配電等。我們將分析這些技術如何提升電網的靈活性、可靠性、效率和安全性。 2.3 電力電子在交通領域的應用 2.3.1 電動汽車（EV）的動力係統 電動汽車的普及離不開電力電子技術的支撐。本節將深入剖析電動汽車的動力係統，包括電池管理係統（BMS）、DC-DC轉換器、電機控製器（逆變器）、車載充電器（OBC）等。我們將重點介紹高效率、高功率密度、長壽命的電力電子技術如何賦能電動汽車的性能提升和續航裏程的增加。 2.3.2 軌道交通與電動船舶 在軌道交通領域，電力電子技術被廣泛應用於電力機車、動車組的牽引變流器，實現高效節能的動力驅動。在電動船舶領域，電力電子技術也正逐步推廣，用於推進係統、輔助動力係統等。本節將分彆介紹這些應用中的技術特點和發展趨勢。 2.4 開關電源與信息技術 2.4.1 開關電源（SMPS）的設計與優化 開關電源是現代電子設備不可或缺的組成部分，因其高效率、體積小、重量輕而得到廣泛應用。本節將詳細介紹各種類型的開關電源拓撲，如正激、反激、橋式、LLC諧振等，以及電源設計中的關鍵環節，如變壓器設計、控製環路設計、EMI抑製等。我們將探討如何通過先進的控製技術和器件優化開關電源的性能。 2.4.2 數據中心電源與高可靠性電源 隨著信息技術的飛速發展，數據中心對電源的需求日益增長。本節將分析數據中心電源的關鍵要求，如高效率、高功率密度、高可靠性、低諧波汙染等，並介紹相應的電力電子解決方案，如冗餘電源、模塊化電源、高壓直流供電等。 2.4.3 電力電子在通信設備中的應用 通信設備對電源的穩定性和效率有著嚴苛的要求。本節將介紹電力電子技術在手機充電器、基站電源、路由器電源等通信設備中的應用，以及如何通過高效的DC-DC變換和精密的電壓電流控製來保障通信係統的穩定運行。 第三章：電力電子技術的前沿發展與未來展望 本章將對電力電子技術的發展進行前瞻性分析，探討新興技術、未來趨勢以及麵臨的挑戰，為讀者描繪電力電子技術的未來藍圖。 3.1 新型電力電子器件與材料 3.1.1 寬禁帶半導體器件（SiC, GaN） 碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體材料因其優異的耐高壓、耐高溫、高頻特性，正引領著新一代功率器件的發展。本節將深入介紹SiC和GaN器件的性能優勢，對比其與傳統矽基器件的差異，並分析它們在新能源汽車、高效電源、高頻通信等領域的應用前景。 3.1.2 功率集成技術 將多個功率器件和控製電路集成在同一芯片上，能夠顯著減小器件體積、提高效率並降低成本。本節將探討功率集成技術的發展，包括單片集成、模塊化集成等，以及其在消費電子、工業控製等領域的應用。 3.2 智能化與數字化電力電子 3.2.1 智能控製與自適應技術 傳統的電力電子係統主要依賴預設的控製參數，而智能化電力電子係統能夠通過傳感器感知運行狀態，並利用先進的算法進行實時自適應控製。本節將探討數字信號處理器（DSP）、微控製器（MCU）在電力電子控製中的應用，以及機器學習、人工智能等技術在提升係統性能、魯棒性和自主性方麵的潛力。 3.2.2 數字化孿生與預測性維護 數字化孿生技術通過創建物理設備的虛擬副本，能夠實現對電力電子設備的實時監控、性能分析和故障預測。本節將介紹數字化孿生在電力電子係統設計、運行和維護中的應用，以及如何通過預測性維護來提高係統的可靠性和降低運營成本。 3.3 綠色化與可持續發展 3.3.1 提高能效與降低損耗 能源效率是電力電子技術的核心追求之一。本節將探討各種降低電力電子設備損耗的技術，包括新型器件的應用、高效拓撲的設計、軟開關技術、以及優化控製策略等，以實現更清潔、更可持續的能源利用。 3.3.2 電力電子在循環經濟中的作用 電力電子技術在延長設備壽命、實現能量迴收、促進資源循環利用等方麵發揮著重要作用。本節將分析電力電子技術如何支持循環經濟的發展，例如在電動汽車電池迴收、工業設備餘能利用等方麵的應用。 3.4 麵臨的挑戰與未來發展方嚮 3.4.1 高頻化、高功率密度化 隨著電子設備的小型化和集成化需求，電力電子技術正朝著更高開關頻率和更高功率密度的方嚮發展。本節將分析實現這一目標的技術挑戰，如電磁兼容性（EMC）、散熱問題、器件損耗等。 3.4.2 可靠性與壽命 在嚴苛的應用環境下，提高電力電子設備的長壽命和高可靠性是至關重要的。本節將探討影響器件可靠性的因素，以及如何通過材料選擇、設計優化、測試驗證等手段來提升産品的可靠性。 3.4.3 標準化與互操作性 隨著電力電子技術的廣泛應用，標準化和互操作性問題日益突齣。本節將討論相關標準的發展，以及如何促進不同廠商、不同設備之間的互聯互通。 結語 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的電力電子技術視角，從基本原理到前沿應用，再到未來發展趨勢，力求涵蓋該領域的核心知識。通過對電力電子技術原理的深入理解和對各類應用的廣泛探討，讀者將能夠更好地把握這一技術在現代社會中的重要作用，並為未來的學習和研究打下堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

我對技術書籍的評價標準一嚮比較苛刻，尤其是在涉及計算和仿真部分時，我更看重其嚴謹性和可復現性。這本《電力電子技術簡明教程》在這方麵錶現齣色。書中的所有波形圖和計算結果，都仿佛經過瞭精密的儀器校驗，精確度令人信服。我嘗試著按照書中的步驟，在仿真軟件中搭建瞭一個簡單的全橋逆變電路，對比書中給齣的穩定工作點和輸齣諧波分析結果，幾乎是完美契閤，這極大地增強瞭我對教材內容的信任感。這本書的另一個亮點在於對控製策略的講解。它沒有止步於傳統的綫性控製，而是對現代的無傳感器控製和電流環/電壓環的級聯控製做瞭清晰的辨析，並提供瞭不同控製方案的優缺點對比分析，這種對比分析非常具有啓發性，能幫助讀者在實際設計中做齣更優的決策。它不隻告訴你“怎麼做”，更告訴你“為什麼這麼做是最好的”。對於追求工程實效的人來說，這本書的實戰價值無可替代。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這本關於電力電子的書時，心裏其實是有點打鼓的，畢竟這領域聽起來就挺“硬核”的。但是，這本書的閱讀體驗完全超齣瞭我的預期。它的語言風格非常平實，沒有太多晦澀難懂的術語堆砌，即便是第一次接觸電力電子的讀者，也能很快跟上作者的思路。我個人對書中的“案例分析”部分情有獨鍾，作者沒有滿足於停留在純理論推導，而是將理論知識巧妙地嵌入到實際應用場景中，比如如何設計一個高效的DC/DC升壓電路，或者在不同負載條件下如何保證逆變器的輸齣質量。這些實例的分析詳略得當，既保證瞭理論的深度，又兼顧瞭工程實踐的可操作性。最讓我驚喜的是，作者在介紹新型電力電子器件時，例如SiC和GaN材料的應用，並沒有簡單羅列參數，而是深入剖析瞭它們相較於傳統矽基器件的優勢和挑戰，這體現瞭教材的前瞻性和與時俱進。我感覺自己不是在被動地接受知識灌輸，而是在一個循序漸進的探索過程中，逐步構建起對電力電子係統的完整認知框架。這本書的價值，就在於它成功地架設瞭理論與實踐之間的橋梁。

評分☆☆☆☆☆

從編輯和裝幀的角度來看，這本書也體現瞭齣版方對專業讀者的尊重。紙張的質地厚實，油墨印刷清晰銳利，即便是那些綫條復雜的電路原理圖，在放大後依然可以辨認齣每一個元件的符號和連接關係，這對於需要長時間閱讀的讀者來說，是一個非常舒適的體驗。內容上，我個人認為這本書最成功之處在於其“簡明”二字的拿捏得恰到好處。它避免瞭某些專著的包羅萬象導緻的臃腫，而是精準地提煉瞭電力電子技術的核心要義。它足夠詳盡，足以支撐起一個完整的工程項目設計；它也足夠精煉，不會讓學習者在次要的細節上迷失方嚮。它更像是一份高質量的“速查手冊”和“核心知識提煉精華”，非常適閤作為後續深入學習的工具書，或者作為特定項目快速啓動的理論參考。這本書的價值在於它在“精要”與“實用”之間找到瞭一個近乎完美的平衡點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排堪稱一絕，非常適閤需要快速掌握核心技能的在職工程師或高年級本科生。它沒有冗餘的內容，每一章節都直奔主題，信息密度非常高，但得益於閤理的章節劃分和清晰的邏輯鏈條，閱讀起來並不會感到壓力過大。我注意到作者在處理復雜數學模型時，總是先給齣直觀的物理意義解釋，然後再給齣公式推導，這種“先懂後算”的教學方法極大地降低瞭理解門檻。例如，在分析開關損耗時，作者不僅展示瞭泰勒展開式的計算過程，更重要的是解釋瞭開關頻率和器件參數如何直接影響最終的係統效率，這種洞察力是教科書中最寶貴的財富。此外，這本書的參考書目也非常權威和全麵，如果讀者希望對某一特定領域進行更深入的研究，也有明確的路徑指引。我個人感覺，這本書的作者顯然是深諳教學之道，深知如何平衡知識的廣度與深度，使得讀者能夠在有限的時間內，獲得最大化的知識收益。

評分☆☆☆☆☆

這本《電力電子技術簡明教程》的封麵設計著實抓人眼球，那種深邃的藍色調，配上清晰有力的字體，讓人一眼就能感受到內容的專業與嚴謹。我是在朋友的推薦下買的，他告訴我這本書對於初學者來說非常友好，尤其是在概念闡述和電路圖的繪製上做得相當到位。我翻閱瞭幾頁，發現作者的敘述方式非常注重邏輯性，從最基本的半導體器件特性講起，逐步深入到各種變換器的拓撲結構分析，過渡自然得讓人心悅誠服。特彆是關於開關電源的章節，那些復雜的PWM控製原理，竟然被作者用相對簡潔的語言和直觀的圖示解釋得淋灕盡緻，這對於我這種剛接觸電力電子領域的新手來說，簡直是雪中送炭。我特彆喜歡其中穿插的那些“小貼士”和“注意事項”，它們不是教科書式的乾巴巴的理論，而是融入瞭大量實踐經驗的總結，能有效幫助讀者避開實際應用中常見的“坑”。總的來說，這本書的排版清晰，圖文並茂，讀起來一點都不覺得枯燥，更像是在一位經驗豐富的工程師手把手地指導你學習這門技術。它不僅僅是一本教材，更像是一本可以隨時翻閱的實用參考手冊，為我接下來的學習打下瞭堅實的基礎。