變流技術的實現 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫慧峰，熊旭平 著

圖書標籤:

• 電力電子
• 變流器
• 逆變器
• 直流-直流
• 直流-交流
• 控製技術
• 電路設計
• 電力係統
• 新能源
• 電機驅動

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030235787

商品編碼：29729212404

包裝：平裝

齣版時間：2009-02-01

基本信息

書名:變流技術的實現

定價：25.00元

售價：17.0元,便宜8.0元,摺扣68

作者:孫慧峰,熊旭平

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-02-01

ISBN：9787030235787

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

本書編寫人員在藉鑒德國“雙元製”職業教育模式的基礎上，結閤我國高職教育的特點編寫瞭本書。其主要特點是在內容的選取與結構安排上本著“源於企業，又服務於企業”的原則，貼近崗位選取教學載體，設計課程內容，注重學生實踐操作能力的培養，體現瞭工作過程的完整性，突顯高職教育特色。所列舉的實例盡量與實際相結閤，文字錶達力求簡單易懂，在保證基本理論的前提下，簡化甚至捨去瞭繁瑣的理論推導和復雜的數據計算，突齣實用性，側重於學生基本技能的訓練和綜閤能力的培養。本書共分9章，內容包括：常用電力電子器件的結構原理與驅動，由此組成的變流電路及其測調，以及變頻器應用技術。可供高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化技術等電氣工程類和電子信息類專業師生使用。

內容提要

本書主要內容包括常用電力電子器件的結構原理與驅動，由此組成的變流電路及其測調，以及變頻器應用技術。本書的編寫本著“源於現場，又服務於現場”的原則，依據職業崗位、參照職業資格標準，確定學生應具備的知識與技能，選取教學載體，設計課程內容。
本書可供高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化技術等電氣工程類和電子信息類專業師生使用。

目錄

緒論
章 可控整流技術的實現
　任務1 晶閘管的功能測試
　任務2 晶閘管的觸發電路調試
　任務3 單相半波（Half-Wave）可控整流的實現
　任務4 單相橋式可控整流的實現
　任務5 三相半波可控整流的實現
　任務6 三相橋式可控整流的實現
　本章小結
第2章 有源逆變技術的實現
　任務1 有源逆變及其基本逆變電路
　任務2 有源逆變電路的應用
　本章小結
第3章 全控型電力電子器件的檢測與驅動
　任務1 全控型器件的認識與檢測
　任務2 電力電子器件的保護及緩衝措施
　本章小結
第4章 直流斬波技術的實現
　任務1 降壓式直流斬波電路
　任務2 升壓式直流斬波電路
　任務3 升降壓式直流斬波電路
　本章小結
第5章 交流調壓技術的實現
　任務1 單相交流調壓電路
　任務2 三相交流調壓電路
　任務3 交流開關及其應用電路
　本章小結
第6章 變頻技術的實現
　任務1 無源逆變技術的實現
　任務2 變頻器的組成及運行
　任務3 脈寬調製技術的應用
　本章小結
第7章 變頻器的操作運行與功能預置
　任務1 變頻器的認識與操作
　任務2 麵闆運行模式下的電動機啓停及正、反轉控製
　任務3 外部端子運行模式下電動機的啓停和反轉
　任務4 外接給定信號控製的變頻調速
　任務5 變頻器的功能及預置
　任務6 變頻器的PID控製
　任務7 PLC與變頻器的配閤使用
　本章小結
第8章 變頻器的典型應用
　本章小結
第9章 變頻器的保養、維護與故障對策
　任務1 變頻器的維護與保養
　任務2 變頻器的維修與檢查
　本章小結
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《功率變換器的設計與優化》 內容梗概： 本書深入探討瞭現代電力電子領域的核心——功率變換器的設計、分析與優化。從基礎的電路原理齣發，循序漸進地介紹瞭各類功率變換器拓撲結構，包括DC-DC變換器（Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, Cuk等）、DC-AC逆變器（單相、三相）、AC-DC整流器（有源、無源）以及AC-AC變換器。本書不僅涵蓋瞭靜態分析，更著重於動態響應、穩態性能以及關鍵參數的計算與驗證。 第一部分：功率變換器基礎理論與拓撲結構 本部分首先奠定瞭功率變換器研究的理論基礎。我們將從開關器件（如MOSFET, IGBT, SiC, GaN等）的特性、工作原理以及選擇標準講起，深入理解其在功率變換過程中的作用。隨後，詳細闡述功率變換器中的關鍵參數，如紋波、效率、功率密度、電磁兼容性（EMC）等，並分析它們對係統性能的影響。 接著，我們將係統性地介紹各種主流的功率變換器拓撲。 DC-DC變換器： 降壓（Buck）變換器： 詳述其工作模式（斷續導通模式 CCM 和 連續導通模式 DCM），分析電感電流、輸齣電壓紋波的産生機製，推導關鍵元件（電感、電容、開關管）的參數選擇公式。 升壓（Boost）變換器： 類似Buck變換器，深入分析其工作原理，以及在不同負載條件下的錶現。 升降壓（Buck-Boost）變換器： 介紹其負輸齣特性，以及在多級功率變換係統中的應用。 SEPIC和Cuk變換器： 重點分析其隔離與非隔離特性，以及它們在特定應用場景（如電池充電、LED驅動）中的優勢。 多相（Multi-phase）DC-DC變換器： 探討其提高功率密度、降低紋波、改善動態響應的原理和實現方法。 諧振DC-DC變換器： 介紹軟開關技術（ZVS, ZCS）在諧振變換器中的應用，分析其提高效率、降低EMI的潛力。 DC-AC逆變器： 單相逆變器： 從基本的全橋、半橋結構齣發，詳細分析PWM（脈衝寬度調製）控製策略，包括SPWM、APWM等，以及如何通過調製實現正弦輸齣。 三相逆變器： 介紹三相逆變器的基本拓撲，如六開關三相逆變器，深入探討空間矢量脈衝寬度調製（SVPWM）技術，分析其如何實現對三相輸齣電壓矢量的高效控製，以及在電機驅動、並網逆變器等領域的重要性。 多電平逆變器： 引入NPC（中點箝位）、FC（飛跨電容）、H橋級聯等拓撲，分析其降低器件電壓應力、減小輸齣諧波、提高係統效率的優勢，並探討其在特高壓輸電、新能源汽車等領域的應用前景。 AC-DC整流器： 無源整流器： 從傳統的二極管橋式整流器齣發，分析其輸齣電壓紋波、功率因數較低的問題。 有源整流器（PFC）： 重點介紹單相和三相有源PFC電路的原理，詳細講解如何通過控製技術（如平均電流控製、峰值電流控製）實現高功率因數、低諧波注入，以及其在配電網、設備電源中的必要性。 AC-AC變換器： 直接AC-AC變換器（Matrix Converter）： 介紹其利用開關矩陣實現AC-AC直接變換的原理，分析其高效率、低諧波的特點，以及在電機調速等領域的應用。 間接AC-AC變換器： 介紹其通過DC-DC變換和DC-AC逆變器組成的雙級結構，分析其靈活性和控製的便利性。 第二部分：功率變換器的控製策略與優化 本部分將聚焦於功率變換器的控製技術，這是實現高性能、高效率的關鍵。 基本控製方法： 電壓模式控製（VMC）： 介紹其原理，以及在簡單拓撲中的應用。 電流模式控製（CMC）： 深入分析電壓電流雙環控製、平均電流控製、峰值電流控製等，以及它們在瞬態響應、穩定性方麵的優劣。 PID控製器設計： 詳細講解PID控製器在功率變換器閉環控製中的應用，包括增益裕度、相位裕度分析，以及如何進行參數整定以獲得最佳性能。 高級控製技術： 數字控製： 介紹微控製器（MCU）在功率變換器中的應用，如何實現復雜的控製算法，以及DSP、FPGA在高性能功率變換器中的作用。 模型預測控製（MPC）： 探討MPC在功率變換器中的應用，分析其利用係統模型預測未來狀態並優化控製信號的優勢，以及在多電平逆變器、新能源並網等復雜係統中的潛力。 滑模變結構控製（SMC）： 介紹SMC的魯棒性，以及在參數變化、乾擾存在的環境下的應用。 效率優化與功率密度提升： 軟開關技術： 深入分析零電壓開關（ZVS）和零電流開關（ZCS）的實現方法，以及在LLC、移相全橋等諧振變換器中的應用，探討如何有效降低開關損耗。 磁性元件設計與優化： 講解電感器和變壓器的設計原則，包括磁芯材料的選擇、繞組設計、損耗分析，以及如何通過集成化和優化設計提升功率密度。 PCB布局與散熱設計： 強調PCB布局對寄生參數和EMI的影響，以及有效的散熱設計對於確保器件可靠工作和提升功率密度的重要性。 新型半導體器件的應用： 探討SiC和GaN等寬禁帶半導體器件在提高效率、提升開關頻率、減小體積方麵的優勢，並分析其在不同功率變換器拓撲中的應用前景。 第三部分：特定應用領域的功率變換器設計 本部分將結閤實際應用，深入講解不同領域中功率變換器的設計要點和挑戰。 新能源領域： 太陽能光伏逆變器： 重點關注MPPT（最大功率點跟蹤）算法的設計，以及並網逆變器所需的低諧波、高功率因數、頻率和電壓適應性等要求。 風力發電變流器： 探討風機電力電子變流器的拓撲選擇、控製策略，以及如何應對風速變化帶來的挑戰。 儲能係統變流器： 介紹儲能PCS（功率控製係統）的設計，包括DC-DC升壓、DC-AC逆變以及電池管理係統（BMS）的接口。 電動汽車（EV）領域： 車載充電機（OBC）： 討論OBC的設計，包括功率因數校正、高效率、高功率密度以及對電池的精確充電控製。 DC-DC變換器： 介紹車內不同電壓軌（如12V、48V、高壓）之間的DC-DC變換器設計，以及其在電動汽車供電係統中的作用。 電機驅動器： 重點分析用於驅動永磁同步電機（PMSM）、感應電機（IM）等的三相逆變器的設計與控製，包括轉矩控製、速度控製以及再生製動等功能。 工業電源與通信電源： 高功率密度開關電源（SMPS）： 探討如何通過拓撲優化、高頻化和器件集成來提升功率密度，滿足服務器、通信基站等應用的需求。 冗餘電源與熱插拔技術： 介紹如何設計具備高可靠性和易維護性的工業電源係統。 LED照明驅動： 講解LED驅動電源的設計，包括恒流控製、調光技術（PWM調光、模擬調光），以及如何滿足高效率、長壽命的要求。 第四部分：仿真與實驗驗證 本書高度重視理論與實踐的結閤。 仿真工具的應用： 詳細介紹MATLAB/Simulink、PSIM、PLECS等仿真軟件在功率變換器建模、仿真分析、控製算法驗證中的應用。 PCB設計與製作： 提供功率變換器PCB布局的實踐指導，強調寄生參數的控製和EMC設計。 實驗平颱搭建與測試： 指導讀者如何搭建實驗平颱，進行穩態、動態性能測試，包括效率麯綫、紋波測量、瞬態響應測試等。 故障分析與診斷： 探討功率變換器常見的故障模式，以及如何進行故障診斷和排除。 本書特點： 理論與實踐深度結閤： 既有嚴謹的理論推導，又有豐富的工程實踐指導。 循序漸進，由淺入深： 從基礎概念齣發，逐步深入到高級技術和應用。 拓撲結構全麵： 涵蓋瞭當前主流的各類功率變換器拓撲。 控製策略多樣： 介紹瞭從經典PID到先進模型預測控製的多種控製方法。 應用領域廣泛： 覆蓋瞭新能源、電動汽車、工業等多個重要領域。 注重優化與前沿技術： 強調效率提升、功率密度增大以及新型半導體器件的應用。 仿真與實驗並重： 強調理論驗證與實際測試的重要性。 本書旨在為電力電子工程師、研究生以及相關領域的科研人員提供一本全麵、深入且實用的參考書，幫助他們掌握功率變換器的設計、分析與優化技能，並解決實際工程問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常具有引導性，就像一位經驗豐富的老教授在給你“講故事”一樣，雖然主題是技術性極強的“變流技術”，但讀起來一點也不枯燥。我最喜歡的是其中穿插的一些“設計陷阱”解析，作者會用一個小型的案例研究來展示，如果忽略瞭某個看似微小的效應（比如死區時間的非對稱性，或者控製迴路中的相位裕度不足），最終會導緻整個係統如何災難性地失效。這些“反麵教材”比單純的正麵理論講解更有衝擊力，讓人印象深刻。在係統級調試的章節，作者分享瞭一套係統的故障排查流程，從最基礎的電源域檢查，到復雜的軟件邏輯驗證，層次分明，實用性極強。對於剛步入電力電子行業的新人來說，這本書提供的不僅僅是知識，更是一種科學的、嚴謹的工程思維方式。它教會你如何帶著批判性的眼光去看待每一個設計決策，如何預見潛在的風險，這比任何單一的技術點都更為寶貴。

評分☆☆☆☆☆

我是一個偏嚮於硬件結構和功率器件選擇的研究者，起初對偏控製的書籍興趣不大，但這本書對功率半導體模塊化封裝的散熱設計和寄生參數影響的分析，徹底改變瞭我的看法。作者沒有將功率器件視為理想的開關，而是深入探討瞭封裝材料的熱阻、引綫電感對開關損耗和瞬態過衝的實際影響。他展示瞭一係列通過優化PCB布局和引綫連接來最小化寄生電感的案例，這對於設計高頻、大功率密度轉換器至關重要。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭材料科學在電力電子中的應用，比如新型磁芯材料的損耗特性麯綫與溫度的關係，以及如何根據工作頻率選擇最優的鐵氧體等級。這些內容拓寬瞭我的視野，讓我明白，一個成功的電力電子係統，絕對是電路拓撲、控製算法和物理實現三者高度耦閤的成果。這本書的視角非常全麵，對於任何想在係統層麵進行優化的工程師都是一個寶藏。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我剛翻開這本書的時候，感覺有點吃力，因為它涉及的數學推導和建模過程相當嚴謹，不是那種輕輕鬆鬆就能讀完的“快餐讀物”。但是，一旦你靜下心來，跟著作者的思路一步步走下去，你會發現那些復雜的公式背後，隱藏著對物理現象最本質的洞察。比如，在講解諧振式變換器拓撲的動態響應時，作者引入瞭狀態空間平均法，並通過詳細的例子展示瞭如何通過調整控製參數來抑製次諧波振蕩。我特彆欣賞作者對“健壯性設計”這一概念的強調，他不僅僅教你怎麼設計一個“能工作”的電路，更重要的是教你怎麼設計一個在各種溫度、負載波動下都能“穩定可靠”運行的係統。這本書的排版和圖錶質量也值得稱贊，很多復雜的波形圖和係統框圖都繪製得清晰直觀，極大地減輕瞭理解抽象概念的難度。如果你對控製理論有一定基礎，並希望在電力電子控製領域有更深層次的突破，這本書絕對值得你投入時間和精力去鑽研。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書真是讓人大開眼界！我本來以為我對電力電子領域已經算是有相當的瞭解瞭，特彆是關於開關電源和電機驅動方麵，但這本書深入探討的一些高級話題，比如高頻脈衝寬度調製（PWM）的優化算法、磁性元件的集成設計，以及如何處理EMI/EMC問題，真的讓我受益匪淺。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是結閤瞭大量的工程實踐案例，比如在電動汽車的牽引逆變器設計中如何平衡效率和熱管理，以及在可再生能源並網係統中如何實現電網支撐功能。這本書的結構安排得非常閤理，從基礎理論的鞏固，到中級應用，再到尖端技術的剖析，層次分明，引導性很強。尤其是關於新型半導體器件，如SiC和GaN在高功率密度應用中的局限性與突破，分析得鞭闢入裏，讓我對未來電力電子的發展方嚮有瞭更清晰的認識。對於那些希望從“會用”到“精通”的工程師來說，這本書無疑是一部必備的工具書，它不僅僅是知識的堆砌，更是作者多年實踐經驗的結晶，讀起來讓人感到踏實和可靠。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是它的“廣度”和“深度”達到瞭一個令人驚嘆的平衡。我原以為一本技術專著要麼會過於偏重理論的深挖而脫離實際，要麼會流於錶麵的應用介紹。然而，這本書卻巧妙地將兩者融閤。它不僅涵蓋瞭從傳統的電壓源/電流源逆變器到多電平拓撲的全麵介紹，還專門闢齣一章來探討現代電力電子係統中的軟件和固件實現挑戰。我特彆關注瞭其中關於傳感器技術在電流環和電壓環中的應用精度分析部分，作者詳細對比瞭霍爾傳感器、Shunt電阻以及光耦隔離采樣在不同工作條件下的誤差特性，並給齣瞭實用的校準方案。此外，書中對數字信號處理器（DSP）和FPGA在實時控製中的編程範式也進行瞭深入探討，這對於當前依賴於高性能微控製器進行復雜算法實現的工程師來說，價值無可估量。這本書不是那種讀完就束之高閣的參考書，而是一本需要經常翻閱、隨時對照的“案頭助手”。