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孙慧峰，熊旭平 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030235787

商品编码：29797082472

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名：变流技术的实现

定价：25.00元

作者：孙慧峰,熊旭平

出版社：科学出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787030235787

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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本书编写人员在借鉴德国“双元制”职业教育模式的基础上，结合我国高职教育的特点编写了本书。其主要特点是在内容的选取与结构安排上本着“源于企业，又服务于企业”的原则，贴近岗位选取教学载体，设计课程内容，注重学生实践操作能力的培养，体现了工作过程的完整性，突显高职教育特色。所列举的实例尽量与实际相结合，文字表达力求简单易懂，在保证基本理论的前提下，简化甚至舍去了繁琐的理论推导和复杂的数据计算，突出实用性，侧重于学生基本技能的训练和综合能力的培养。本书共分9章，内容包括：常用电力电子器件的结构原理与驱动，由此组成的变流电路及其测调，以及变频器应用技术。可供高职高专院校电气自动化技术、机电一体化技术等电气工程类和电子信息类专业师生使用。

内容提要

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本书主要内容包括常用电力电子器件的结构原理与驱动，由此组成的变流电路及其测调，以及变频器应用技术。本书的编写本着“源于现场，又服务于现场”的原则，依据职业岗位、参照职业资格标准，确定学生应具备的知识与技能，选取教学载体，设计课程内容。
本书可供高职高专院校电气自动化技术、机电一体化技术等电气工程类和电子信息类专业师生使用。

目录

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绪论
章 可控整流技术的实现
　任务1 晶闸管的功能测试
　任务2 晶闸管的触发电路调试
　任务3 单相半波（Half-Wave）可控整流的实现
　任务4 单相桥式可控整流的实现
　任务5 三相半波可控整流的实现
　任务6 三相桥式可控整流的实现
　本章小结
第2章 有源逆变技术的实现
　任务1 有源逆变及其基本逆变电路
　任务2 有源逆变电路的应用
　本章小结
第3章 全控型电力电子器件的检测与驱动
　任务1 全控型器件的认识与检测
　任务2 电力电子器件的保护及缓冲措施
　本章小结
第4章 直流斩波技术的实现
　任务1 降压式直流斩波电路
　任务2 升压式直流斩波电路
　任务3 升降压式直流斩波电路
　本章小结
第5章 交流调压技术的实现
　任务1 单相交流调压电路
　任务2 三相交流调压电路
　任务3 交流开关及其应用电路
　本章小结
第6章 变频技术的实现
　任务1 无源逆变技术的实现
　任务2 变频器的组成及运行
　任务3 脉宽调制技术的应用
　本章小结
第7章 变频器的操作运行与功能预置
　任务1 变频器的认识与操作
　任务2 面板运行模式下的电动机启停及正、反转控制
　任务3 外部端子运行模式下电动机的启停和反转
　任务4 外接给定信号控制的变频调速
　任务5 变频器的功能及预置
　任务6 变频器的PID控制
　任务7 PLC与变频器的配合使用
　本章小结
第8章 变频器的典型应用
　本章小结
第9章 变频器的保养、维护与故障对策
　任务1 变频器的维护与保养
　任务2 变频器的维修与检查
　本章小结
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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逆流而上的力量：电力电子变换器原理与设计 《逆流而上的力量：电力电子变换器原理与设计》是一部深入探讨现代电力电子变换器核心技术及其应用实践的权威著作。本书旨在为读者提供一个全面而系统的知识框架，从基本原理的剖析到复杂电路的设计，再到实际工程中的挑战与解决方案，无不涵盖其中。无论您是高校相关专业的学生、研究人员，还是电力电子行业的工程师，都能从中汲取宝贵的知识与灵感。 第一章：电力电子变换器的基石——半导体器件 本章将带领读者走进电力电子变换器的微观世界，从最基础的组成单元——半导体器件入手。我们将详细介绍二极管、晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、晶体管（BJT、MOSFET、IGBT）等关键器件的物理特性、工作原理、开关特性以及驱动要求。内容将深入到P-N结的形成、载流子的输运机制，以及这些微观物理现象如何决定了宏观的电气性能。此外，还将探讨不同器件在承受电压、电流、开关速度、导通损耗和关断损耗等方面的差异，帮助读者理解为何在不同的应用场景下需要选用特定的器件。对于MOSFET和IGBT等功率器件，我们将深入分析其栅极驱动电路的设计要点，包括驱动电压、驱动电流、驱动频率以及如何抑制寄生振荡，确保器件的安全可靠运行。本章还将引入功率器件的建模方法，为后续的电路仿真和分析奠定基础。 第二章：直流-直流变换器的核心奥秘 本章聚焦于一类至关重要的电力电子变换器——直流-直流变换器（DC-DC Converter），也称作斩波器（Chopper）。我们将从最简单的降压型（Buck）变换器开始，深入剖析其工作原理，包括连续导通模式（CCM）和非连续导通模式（DCM）下的电压电流波形、能量存储与释放过程。随后，我们将拓展到升压型（Boost）变换器，解释其如何通过电感和开关的协同作用实现电压的升高。在此基础上，我们将介绍升降压型（Buck-Boost）变换器，阐述其在实现电压升高或降低时的独特结构和工作机制。更进一步，我们将探讨SEPIC、ZETA、Cuk等具有更高性能和更复杂拓扑结构的DC-DC变换器，分析它们的优缺点以及适用范围。本章的重点将放在变换器效率的分析与提升策略上，包括开关损耗、传导损耗、磁芯损耗以及续流二极管的损耗等，并探讨如何通过优化开关频率、选择合适的功率器件和磁性元件来提高整体效率。此外，本章还将详细介绍DC-DC变换器的控制策略，包括电压模式控制、电流模式控制（包括峰值电流模式、平均电流模式）以及如何设计PWM（脉冲宽度调制）信号的生成电路，实现精确的输出电压调节。 第三章：直流-交流变换器（逆变器）的艺术 本章将深入研究直流-交流变换器，俗称逆变器（Inverter），它们是连接直流能量源与交流负载的关键桥梁。我们将从最基本的单相半桥逆变器开始，逐步过渡到单相全桥逆变器，详细阐述其工作原理、输出电压波形以及谐波分析。随后，我们将重点介绍三相逆变器，分析其在工业应用中的重要性，并深入探讨其各种调制策略，包括SPWM（正弦脉冲宽度调制）、空间矢量调制（SVM）等，以及这些调制策略如何生成高质量的输出正弦波，并有效抑制谐波。本章还将深入讨论逆变器的死区时间控制（Dead Time Control）问题，这是防止上下桥臂开关器件直通短路的必备技术，以及如何通过优化死区时间来减小输出电压失真。对于高功率应用，我们将介绍多电平逆变器的概念，如三电平、五电平逆变器，分析其相对于两电平逆变器的优势，如降低器件电压应力、减少谐波含量等，并探讨其具体实现拓扑和控制方法。此外，本章还将触及逆变器在无功功率补偿、有源滤波器等方面的应用。 第四章：交流-直流变换器（整流器）的效率之道 本章将聚焦于交流-直流变换器，即整流器（Rectifier），它们是实现交流电到直流电转换的核心设备。我们将从最简单的半波整流器和全波桥式整流器开始，深入分析其工作原理、输出电压波形以及纹波特性。随后，我们将重点探讨相控整流器，包括单相和三相可控整流器。我们将详细介绍移相控制（Phase Control）的工作原理，以及如何通过改变触发角来控制输出直流电压的大小。本章将深入分析相控整流器的功率因数（Power Factor）问题，以及谐波注入对电网的影响，并介绍提高功率因数和降低谐波的常用技术，如多脉波整流、有源滤波器等。对于要求更高效率和更好功率因数的应用，我们将介绍同步整流技术，对比传统二极管整流的缺点，阐述利用功率MOSFET等有源器件替代二极管进行整流的优势，包括降低导通压降、提高效率等。本章还将讨论无功补偿装置（APF）和有源滤波器（APF）与整流器系统的结合应用，以改善电能质量。 第五章：电力电子变换器的控制理论与设计 本章将从理论层面深入探讨电力电子变换器的控制系统。我们将从基础的反馈控制理论入手，介绍PID（比例-积分-微分）控制器的工作原理及其在变换器中的应用，包括如何整定PID参数以获得良好的动态响应和稳态精度。在此基础上，我们将引入更先进的控制策略，如滑模控制（Sliding Mode Control）、模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）、神经网络控制（Neural Network Control）等，分析它们的原理、优势以及在应对非线性、时变系统时的适用性。本章还将详细介绍变换器系统的建模方法，包括状态空间平均法（State-Space Averaging Method）和平均模型法，以及如何利用这些模型进行控制器设计和系统稳定性分析。我们还将深入探讨PWM控制器的设计，包括如何生成精确的PWM信号，如何实现载波频率、占空比的控制，以及如何进行频率补偿和相位补偿。此外，本章还将讨论数字控制在现代电力电子变换器中的应用，包括微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）的选择，以及相关的软件开发和算法实现。 第六章：磁性元件的设计与优化 磁性元件，如电感器和变压器，是电力电子变换器中至关重要的能量存储和隔离器件。本章将深入探讨磁性元件的设计原理和优化方法。我们将从电磁感应定律、磁场强度、磁通密度等基本概念出发，详细介绍磁芯材料的特性，如磁导率、损耗特性、饱和磁通密度等，并分析不同材料（如铁氧体、坡莫合金、非晶合金、纳米晶合金）在不同频率和温度下的适用性。本章将详细介绍电感器的设计过程，包括确定电感量、额定电流、饱和电流，以及如何选择合适的磁芯形状和尺寸，并进行绕组设计，考虑导线直径、匝数、绕线方式等因素，以满足散热和降低铜损的要求。对于变压器，我们将深入分析其漏感、分布电容、励磁电感等参数对电路性能的影响，并探讨如何设计高性能的隔离变压器、多绕组变压器等。此外，本章还将介绍磁性元件的损耗分析，包括磁芯损耗和铜损，以及如何通过优化设计来最小化损耗，提高变换器的整体效率。 第七章：散热设计与可靠性工程 电力电子变换器在工作过程中会产生大量的热量，有效的散热设计是保证设备稳定可靠运行的关键。本章将深入探讨散热设计的方法与技巧。我们将首先介绍热传导、热对流和热辐射的基本原理，并分析这些热量传递机制在变换器中的作用。本章将详细介绍各种散热方式，包括自然冷却、强制风冷、液冷等，并探讨如何根据设备功率、环境温度、安装空间等因素选择最合适的散热方案。我们将重点介绍散热器的选型与设计，包括散热片的几何形状、尺寸、材料以及安装方式，并介绍热界面材料（TIM）在降低热阻方面的作用。此外，本章还将深入探讨功率器件的散热设计，包括如何合理布置器件、优化PCB布局以利于散热，以及如何利用热仿真软件对散热性能进行预测和优化。在可靠性工程方面，本章将讨论导致电力电子设备失效的常见原因，如过热、过压、过流、振动、潮湿等，并介绍提高设备可靠性的设计原则和措施，包括元器件的降额使用、冗余设计、防护措施以及可靠性测试方法。 第八章：滤波器设计与电磁兼容（EMC） 本章将聚焦于滤波器设计和电磁兼容（EMC）技术，这两者对于确保电力电子变换器的稳定运行和满足相关法规要求至关重要。我们将从输入和输出滤波器的设计入手，分析滤波器在抑制纹波、滤除高频噪声方面的作用。我们将深入探讨LC滤波器、RC滤波器、EMI滤波器等不同类型滤波器的设计原理、参数选择和性能评估。对于EMI滤波器，我们将详细介绍其在抑制电磁干扰方面的原理和设计技巧，包括共模和差模干扰的抑制。在电磁兼容（EMC）方面，本章将深入讲解EMC的基本概念，包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）。我们将分析电力电子变换器产生EMI的典型途径，如开关瞬变、高频谐振等，并探讨抑制EMI的有效措施，包括合理的PCB布局、屏蔽、滤波、接地技术等。此外，本章还将介绍EMS测试标准和方法，以及如何通过设计来提高变换器对外部电磁干扰的抗扰能力，确保设备在复杂的电磁环境中正常工作。 第九章：典型应用案例分析 本章将通过分析一系列典型的应用案例，将前面章节所学的理论知识与实际工程应用相结合。我们将深入剖析在电动汽车（EV）充电桩、光伏发电系统（PV Inverter）、开关电源（SMPS）、不间断电源（UPS）、感应加热装置等领域中，电力电子变换器是如何发挥核心作用的。对于每个案例，我们将分析其具体的系统拓扑、工作原理、面临的挑战以及所采用的关键技术。例如，在电动汽车充电桩中，我们将讨论PFC（功率因数校正）电路的设计、DC-DC变换器的选择以及高频隔离技术的重要性。在光伏发电系统中，我们将探讨MPPT（最大功率点跟踪）算法、DC-AC逆变器的拓扑和控制策略，以及如何与电网连接。在开关电源领域，我们将分析其在便携式电子设备、计算机电源等中的应用，以及如何实现高效率、小体积的设计。通过这些案例分析，读者将能够更直观地理解电力电子变换器在现代社会中的广泛应用及其重要性。 《逆流而上的力量：电力电子变换器原理与设计》以其严谨的学术态度、详实的理论阐述、丰富的工程实践以及清晰的逻辑结构，必将成为电力电子技术领域不可或缺的参考宝典。本书不仅提供知识，更传递解决问题的思路与创新精神，引领读者在电力电子的浪潮中，探寻无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的开篇稍微有些晦涩，需要读者付出额外的耐心去适应作者构建的叙事框架。它没有遵循传统的小说开场白，而是直接将我们抛入了一个高度信息化的、充满了专业术语的背景之中。但这并非是缺点，反而是一种挑战。一旦跨过了最初的门槛，你会发现作者是多么有远见地在铺垫后续所有的冲突和主题。书中对社会结构和权力运作的剖析，极其犀利和深刻，完全摆脱了脸谱化的处理。那些所谓的“反派”，他们的动机和逻辑链条是如此清晰有力，以至于你甚至会产生一种复杂的同情，理解他们行为背后的必然性。这种对人性的多维度刻画，远超一般的通俗读物，更像是一部精妙的社会寓言，值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

这本书在语言运用上展现出一种古典与现代交织的独特魅力。它的文字并不追求华丽的辞藻堆砌，而是以一种精准而富有韵律感的方式，将复杂的情感和深邃的哲思娓娓道来。我注意到作者在描述场景时，尤其擅长运用通感的手法，使读者不仅能“看”到画面，还能“听”到声音，“闻”到气味，仿佛亲身置于故事发生的那个时空。其中关于“时间”与“记忆”的探讨，更是达到了相当高的思想深度。作者没有给出简单的答案，而是通过一系列精心设计的对话和内心独白，引导读者去反思我们自身存在的本质。这种开放式的处理方式，使得读完之后，思绪久久不能平静，需要花时间去消化和沉淀。对于那些喜欢在阅读中寻求智力挑战和精神共鸣的读者来说，这本书无疑是一份丰盛的精神大餐。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的想象力实在令人惊叹，作者构建了一个宏大而又细腻的世界观。它不仅仅是关于探索未知星系的科幻故事，更深入地挖掘了人类在面对巨大变革时的心理挣扎与道德困境。叙事节奏掌控得炉火纯青，时而如疾风骤雨，将读者卷入紧张的冲突之中；时而又放缓笔调，让读者有机会沉浸于角色内心的细腻情感波动。我特别欣赏作者对细节的把控，无论是对不同星球生态的描绘，还是对未来高科技产品的设定，都显得那样真实可信，仿佛触手可及。尤其是对其中一位主角为了维护族群的存续而做出的痛苦抉择，那份沉重感和复杂性，使得整个故事的层次得到了极大的提升。虽然篇幅不短，但阅读过程中几乎没有感到一丝拖沓，每一个章节都像是精心打磨的宝石，紧密镶嵌在整体结构中，推动着情节向前发展，让人迫不及待地想要知道接下来会发生什么。

评分☆☆☆☆☆

整本书读下来，我最深刻的感受是那种无处不在的悲剧美学。它不是那种廉价的、为了煽情而设定的苦难，而是根植于角色命运和时代洪流之中的宿命感。作者似乎对“失去”有着一种近乎偏执的关注，无论是失落的文明、消逝的爱恋，还是无法挽回的错误选择，都处理得克制而有力。尤其在描绘自然环境与人类文明的冲突时，笔触尤为震撼。那些被工业文明侵蚀的原始景观，在文字中焕发出一种令人心痛的美丽。这种将宏大叙事与个体哀伤完美融合的技巧，让这本书拥有了超越一般文学作品的厚重感。我尤其喜欢那种从绝望中诞生的微弱希望，它像黑暗中的萤火虫，虽然微弱，却给予了故事最终的光亮和救赎的可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让人称奇的是其非线性的结构安排。它并非按照严格的“过去-现在-未来”进行叙述，而是采用了碎片化的记忆闪回和多重视角切换的方式。起初，这可能会让人感到困惑，需要不断在不同的时间线和人物之间进行切换和整理。然而，正是这种“拼图式”的叙事，最终在结尾处汇集成一幅完整而震撼的图景。作者通过这种手法，巧妙地暗示了信息的不完整性和个体认知的局限性，完美契合了故事关于真相与表象的主题。每次阅读到关键转折点时，那种“原来如此”的恍然大悟感，是阅读体验中极高的享受。对于热衷于解谜和深度分析的读者，这本书提供了极其丰富的线索和解读空间。