电力电子技术(第2版)(“十二五”职业教育国家规划教材 经全国职业教育教材审定委员会审定) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐立娟 编

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115340177

版次：2

商品编码：11524556

包装：平装

丛书名： 高等职业院校电气自动化专业“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：287

正文语种：中文

内容简介

　　本书以5个电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体，由浅入深地介绍了电力电子技术中的常用电力电子器件(晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘门极晶体管)的工作原理及特性，电力电子电路(单相和三相可控整流电路、交流调压电路、逆变电路、直流斩波电路)的工作原理，晶闸管触发电路(单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路、集成触发器及数字触发器)，新型电力电子器件和光伏发电中的电力电子技术等内容。
　　本书可供高等职业技术学院、高等专科学校、职工大学的电气工程类专业、应用电子类专业、机电一体化专业选用，也可供工程技术人员参考，并可作为培训教材。

内页插图

目录

绪论　1
一、什么是电力电子技术　1
二、电力电子技术的发展　1
三、电力电子技术的主要功能　2
四、电力电子技术的应用　2
五、本教材的教学建议　3

项目一　单相半波整流调光灯电路　5
任务一　晶闸管及其导通关断条件测试　6
一、任务描述与目标　6
二、相关知识　6
(一)晶闸管结构及导通关断条件　6
(二)晶闸管的阳极伏安特性　9
(三)晶闸管主要参数　9
(四)晶闸管命名及型号含义　12
三、任务实施　13
(一)晶闸管测试　13
(二)晶闸管导通关断条件测试　14
四、总结与提升　16
(一)晶闸管好坏的判断　16
(二)晶闸管导通关断原理　17
(三)晶闸管的选择　17
五、习题与思考　18
任务二　单结晶体管及单结晶体管触发电路测试　19
一、任务描述与目标　19
二、相关知识　19
(一)单结晶体管的结构及测试方法　19
(二)单结晶体管伏安特性及主要参数　22
(三)单结晶体管自激振荡电路　24
(四)单结晶体管触发电路　24
三、任务实施　26
(一)单结晶体管测试　26
(二)单结晶体管触发电路调试　27
四、总结与提升　28
(一)单结晶体管触发电路的移相范围　28
(二)单结晶体管构成的其他触发电路　29
(三)触发电路元件的选择　30
五、习题与思考　31
任务三　单相半波可控整流电路调试　31
一、任务描述与目标　31
二、相关知识　31
(一)单相半波可控整流电路结构　31
(二)单相半波可控整流电路电阻负载工作原理　32
(三)单相半波可控整流电路电感性负载工作原理　36
三、任务实施　39
(一)单相半波可控整流电路电阻性负载调试　39
(二)单相半波可控整流电路电感性负载调试　41
四、总结与提升　43
(一)单相半波可控整流电路电阻性负载相关参数计算　43
(二)单相半波可控整流电路电阻电感性负载相关参数计算　44
五、习题与思考　46

项目二　单相桥式全控整流调光灯电路　47
任务一　锯齿波同步触发电路调试　48
一、任务描述与目标　48
二、相关知识　48
(一)锯齿波同步触发电路的组成　48
(二)锯齿波同步触发电路工作原理及波形分析　49
三、任务实施　50
四、总结与提升——锯齿波同步触发电路的其他环节　52
五、习题与思考　54
任务二　西门子TCA785集成触发电路调试　54
一、任务描述与目标　54
二、相关知识　55
(一)西门子TCA785介绍　55
(二)西门子TCA785集成触发电路　58
三、任务实施　59
四、总结与提升——TCA785构成宽频率范围的单相晶闸管触发器　61
五、习题与思考　62
任务三　单相桥式全控整流电路调试　63
一、任务描述与目标　63
二、相关知识　63
(一)单相桥式全控整流电路结构　63
(二)单相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理　63
(三)单相桥式全控整流电路电感性负载工作原理　65
(四)单相桥式全控整流电路电感性负载接续流二极管电路工作原理　66
三、任务实施　67
(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载调试　67
(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载调试　69
四、总结与提升　71
(一)单相桥式全控整流电路电阻性负载相关参数计算　71
(二)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载不接续流二极管相关参数计算　72
(三)单相桥式全控整流电路电阻电感性负载接续流二极管相关参数计算　72
五、习题与思考　74

项目三　单相交流调压调光灯电路　75
任务一　双向晶闸管及其测试　75
一、任务描述与目标　75
二、相关知识　76
(一)双向晶闸管的结构及测试方法　76
(二)双向晶闸管的特性与主要参数　77
(三)双向晶闸管的触发方式　80
(四)双向晶闸管命名及型号含义　80
三、任务实施　81
四、总结与提升　82
(一)普通晶闸管和双向晶闸管的判别　82
(二)双向晶闸管的触发原理　82
五、习题与思考　83
任务二　单相交流调压电路调试　83
一、任务描述与目标　83
二、相关知识　84
(一)双向晶闸管触发电路　84
(二)单相交流调压电路　86
三、任务实施　89
(一)双向晶闸管实现的单相交流调压电路调试　89
(二)普通晶闸管反并联实现的单相交流调压电路调试　90
四、总结与提升　92
(一)电阻电感性负载时阻抗角的确定　92
(二)电阻电感负载时参数计算　92
五、习题与思考　93

项目四　同步电机励磁电源电路　94
任务一　三相集成触发电路调试　95
一、任务描述与目标　95
二、相关知识　95
(一)KC04移相集成触发器　95
(二)KC41C六路双脉冲形成器　96
(三)KC04、KC41C组成的三相集成触发电路　97
三、任务实施　98
四、总结与提升　101
(一)MC787和MC788集成触发器简介　101
(二)TC787/TC788内部结构及工作原理　102
五、习题与思考　103
任务二　三相半波可控整流电路调试　103
一、任务描述与目标　103
二、相关知识　104
(一)三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算　104
(二)三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数计算　107
(三)三相半波可控整流电路电感性负载接续流二极管时工作原理及参数计算　109
三、任务实施　110
四、总结与提升　112
(一)共阳极的三相半波可控整流电路工作原理　112
(二)三相半波可控整流电路常见故障分析　113
五、习题与思考　113
任务三　三相桥式全控整流电路调试　114
一、任务描述与目标　114
二、相关知识　114
(一)三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算　114
(二)三相桥式全控整流电路大电感负载不接续流二极管时工作原理及参数计算　117
(三)三相桥式全控整流电路大电感负载接续流二极管时工作原理及参数计算　119
三、任务实施　120
四、总结与提升　122
(一)触发电路与主电路电压的同步　122
(二)三相桥式全控整流电路常见故障分析　124
(三)整流电路的保护　125
五、习题与思考　127
任务四　三相桥式全控有源逆变电路调试　128
一、任务描述与目标　128
二、相关知识　128
(一)有源逆变的工作原理　128
(二)逆变失败与逆变角的限制　130
(三)三相全控桥有源逆变电路　132
三、任务实施　132
四、总结与提升　134
(一)晶闸管直流电动机可逆拖动系统概述　134
(二)逻辑控制无环流可逆电路　135
(三)有环流反并联可逆系统　136
五、习题与思考　137

项目五　开关电源电路　138
任务一　GTR、MOSFET、IGBT、GTO及其测试　139
一、任务描述与目标　139
二、相关知识　139
(一)GTR(大功率晶体管)　139
(二)Power MOSFET(功率场效应晶体管)　146
(三)IGBT(绝缘门极晶体管)　151
(四)GTO(可关断晶闸管)　154
三、任务实施　158
四、习题与思考　160
任务二　DC/DC变换电路调试　160
一、任务描述与目标　160
二、相关知识　161
(一)DC/DC电路的工作原理　161
(二)开关状态控制电路　164
(三)其他电路　169
三、任务实施　170
四、总结与提升——软开关技术　172
五、习题与思考　174

项目六　中频感应加热电源电路　176
任务一　认识中频感应加热电源　176
一、任务描述与目标　176
二、相关知识　177
(一)感应加热的原理与发展历史　177
(二)中频感应加热电源的用途　178
(三)中频感应加热电源的组成　179
三、习题与思考　182
任务二　数字移相触发电路　182
一、任务描述与目标　182
二、相关知识　182
(一)数字移相触发电路组成　182
(二)数字移相触发电路工作原理　183
三、任务实施　185
四、总结与提升——基于单片机的晶闸管触发电路　187
五、习题与思考　190
任务三　中频感应加热电源主电路调试　190
一、任务描述与目标　190
二、相关知识　190
(一)逆变的基本概念和换流方式　190
(二)单相并联谐振逆变电路　192
(三)逆变触发电路　194
(四)逆变主电路的启动与保护　197
三、任务实施　200
四、总结与提升　203
(一)单相串联谐振逆变电路　203
(二)中频感应加热电源常见故障的诊断　204
五、习题与思考　206

项目七　变频器逆变电路　207
任务一　认识变频器　207
一、任务描述与目标　207
二、相关知识　208
(一)变频器的用途　208
(二)变频器的基本结构　208
(三)变频器主电路结构　210
三、习题与思考　214
任务二　脉宽调制型逆变电路调试　215
一、任务描述与目标　215
二、相关知识　215
(一)PWM的基本原理　215
(二)单相桥式PWM变频电路工作原理　216
(三)三相桥式PWM变频电路的工作原理　219
(四)PWM变频电路的调制控制方式　220
三、任务实施　222
(一)单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路　222
(二)三相正弦波脉宽调制SPWM电路调试　224
四、总结与提升——SPWM波形的生成　225
五、习题与思考　226

项目八　拓展项目　227
任务一　认识新型电力电子器件　227
一、任务描述与目标　227
二、相关知识　228
(一)集成门极换流晶闸管(IGCT)　228
(二)MOS控制晶闸管(MCT)　230
(三)发射极关断晶闸管(ETO)　231
三、习题与思考　233
任务二　光伏发电中的电力电子技术　233
一、任务描述与目标　233
二、相关知识　234
(一)光伏发电概述　234
(二)光伏发电中的电力电子技术　235
三、习题与思考　240

附录　241
参考文献　287

前言/序言

《电力电子技术（第2版）》图书简介 编者寄语： 电力电子技术，作为连接电能产生、传输、分配和应用的关键环节，在现代社会中扮演着举足轻重的角色。从驱动我们日常生活的家用电器，到支撑工业生产的强大电机，再到实现清洁能源利用的光伏发电系统，电力电子技术的身影无处不在。本书，凝聚了编者多年在电力电子领域的教学与科研经验，力求为广大职业教育的学子构建起坚实的理论基石与丰富的实践能力，助力他们在快速发展的科技浪潮中，成为一名优秀的电力电子技术人才。 图书概述： 《电力电子技术（第2版）》是一部面向“十二五”职业教育国家规划的教材，经全国职业教育教材审定委员会审定，旨在系统性地阐述电力电子技术的核心概念、基本原理、关键器件、典型电路以及实际应用。本书紧密结合职业教育的特点，注重理论与实践相结合，力求培养学生扎实的专业知识、熟练的操作技能和解决实际工程问题的能力。 内容详解： 本书内容涵盖了电力电子技术的广阔领域，从基础理论出发，逐步深入到各种复杂系统。 第一部分：电力电子技术基础 绪论： 本章将带您走进电力电子技术的宏大世界，介绍其发展历程、重要性及其在国民经济和社会发展中的地位。您将了解电力电子技术是如何从简单的开关器件演变成如今无处不在的“能量之手”，并初步认识其在提高能源利用效率、改善电能质量、实现绿色能源发展等方面的重要作用。同时，本章还会概述本书的整体结构和学习目标，为您的学习之旅打下坚实的基础。 电力电子器件： 这是理解电力电子技术的核心所在。本章将详细介绍各种主要的电力电子器件，包括： 二极管： 从最基础的PN结二极管，到具有高耐压、高电流特性的整流二极管，以及具有快速开关特性的快恢复二极管，您将深入了解它们的结构、工作原理、伏安特性曲线以及主要的参数指标。 晶闸管（SCR）： 了解其触发导通、关断的特性，以及在各种电力控制电路中的应用，如相控调压电路。 双向晶闸管（TRIAC）： 学习其在交流电路中的应用，特别是在家用电器等领域。 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）： 掌握其电压驱动的特点，高输入阻抗，以及在开关电源、DC-DC变换器中的广泛应用。 绝缘栅双极晶体管（IGBT）： 深入理解其结合了MOSFET和BJT的优点，具有高耐压、高电流和快速开关速度的特性，使其成为高功率电力电子设备的首选器件。 其他器件： 还会涉及门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（BJT）等，帮助您建立对各类电力电子器件的全面认识。 电力电子电路基础： 在掌握了关键器件之后，本章将重点阐述它们是如何组合成各种基本电路的。 整流电路： 从单相半波、全波整流，到三相整流，以及带阻感负载和容性负载时的输出波形分析，您将了解如何将交流电转换为直流电。 逆变电路： 学习如何将直流电转换为交流电，包括单相和三相逆变器，以及不同控制方式下的输出波形。 斩波电路： 掌握如何实现直流电压的升压或降压，这是DC-DC变换器的基础。 开关电源基础： 介绍开关电源的基本工作原理、拓扑结构以及关键参数。 第二部分：电力电子变换器 DC-DC变换器： 这是电力电子技术中应用最为广泛的领域之一。本章将深入剖析各种主流的DC-DC变换器拓扑： 降压斩波器（Buck Converter）： 详细讲解其工作原理、电感和电容参数的选择，以及纹波的分析。 升压斩波器（Boost Converter）： 学习其如何实现输出电压高于输入电压，以及相应的控制和设计方法。 升降压斩波器（Buck-Boost Converter）： 了解其既能升压也能降压的特性，以及其在不同应用场景下的优势。 SEPIC、Cuk等复杂拓扑： 介绍一些更高级的DC-DC变换器，拓展您的知识视野。 多相DC-DC变换器： 讨论其提高功率密度和降低纹波的优势。 AC-DC变换器（整流器）： 在第一部分的基础上，本章将更深入地探讨AC-DC变换器，特别关注现代电力电子技术中的应用。 相控整流器： 详细分析单相和三相可控整流电路，及其在调压、调速等方面的应用。 有源功率因数校正（APFC）技术： 学习如何提高电网侧的功率因数，减少谐波污染，这是现代电力电子设备必须具备的功能。 高频开关整流器： 介绍其在实现小型化、高效率方面的优势。 DC-AC变换器（逆变器）： 本章将聚焦于DC-AC变换器，重点介绍其在电力传动、不间断电源（UPS）等领域的应用。 电压型逆变器： 学习单相和三相电压型逆变器的各种调制策略，如SPWM（空间矢量脉冲宽度调制）等，以获得高质量的输出交流波形。 电流型逆变器： 了解其工作原理和应用特点。 多电平逆变器： 介绍其在高压大功率应用中的优势，如减少器件损耗和改善输出波形。 AC-AC变换器（交流变流器）： 本章将介绍直接和间接实现交流电压和频率变化的变换器。 直接变频器（Cycloconverter）： 了解其工作原理和应用限制。 间接变频器： 介绍其通过DC环节实现频率变换的优势，以及在感应电动机调速中的广泛应用。 第三部分：电力电子技术的应用 电力传动系统： 这是电力电子技术最核心的应用领域之一。 直流电机调速系统： 介绍传统的直流电机调速技术及其在一些特定场合的应用。 交流电机调速系统： 重点讲解基于变频器（VFD）的异步电动机和同步电动机的调速原理、控制策略以及实际应用，如工业生产线、电梯、电动汽车等。 开关电源： 随着电子设备的普及，开关电源已成为信息、通信、家电等领域不可或缺的组成部分。 开关电源的分类与拓扑： 详细介绍不同类型的开关电源，如AC-DC、DC-DC、DC-AC等，以及它们对应的经典拓扑。 设计与控制： 讲解开关电源的设计要素，包括功率器件选择、滤波设计、控制环路设计等。 实际应用： 展示开关电源在计算机、手机充电器、LED照明等领域的广泛应用。 新能源发电与接入： 随着全球对可持续能源的需求日益增长，电力电子技术在新能源领域的应用至关重要。 光伏发电系统： 讲解光伏阵列的特性、DC-DC变换器和DC-AC逆变器在光伏发电系统中的作用，以及并网控制技术。 风力发电系统： 介绍风力发电机组的类型，以及电力电子变换器在风电场中的应用，包括变桨控制、并网控制等。 储能系统： 讲解电池储能系统、超级电容器储能系统等，以及电力电子技术在能量管理和功率调节中的作用。 电能质量与无功功率补偿： 随着电力电子设备的大量使用，电能质量问题日益突出。 谐波分析与治理： 讲解电能质量问题产生的原因，以及各种治理技术，如滤波器、有源电力滤波器（APF）等。 无功功率补偿： 介绍静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）等先进的无功补偿技术。 特色与亮点： 结构清晰，逻辑严谨： 本书按照“基础理论—核心器件—典型电路—应用系统”的逻辑顺序展开，层层递进，由浅入深，便于学生理解和掌握。 内容全面，重点突出： 覆盖了电力电子技术最核心的知识点，并在各个关键领域进行了深入的阐述，同时兼顾了理论的严谨性和实践的应用性。 紧贴职业教育需求： 充分考虑了职业教育学生的认知特点和培养目标，注重培养学生的动手能力和解决实际工程问题的能力，提供丰富的案例分析和实验设计思路。 图文并茂，生动直观： 大量运用了原理图、波形图、实物图等，使抽象的概念变得直观易懂。 理论与实践结合： 在讲解理论知识的同时，穿插了大量实际工程应用案例，帮助学生将所学知识应用于解决实际问题。 紧跟技术发展前沿： 吸收了近年来电力电子技术领域的最新发展成果，如新能源并网技术、智能电网技术等。 适用对象： 本书适合作为高等职业学校、中等职业学校（包括技工学校）电气工程、电力技术、机电一体化、自动化等相关专业的教材，也可供从事电力电子技术相关工作的工程技术人员、技术工人及相关领域的研究生学习参考。 总结： 《电力电子技术（第2版）》将是您探索电力电子世界、掌握现代电力技术、成就职业生涯的理想伴侣。我们相信，通过本书的学习，您将能够深刻理解电力电子技术的奥秘，熟练运用相关知识解决实际工程问题，为国家的能源事业和科技进步贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是为我解决了一个大难题。我之前在学习电力电子相关知识时，总是感觉理论知识与实际应用之间存在着一道鸿沟，很多概念虽然知道，但放到实际电路中就无从下手。而这本书则很好地弥补了这一点。它在讲解基础理论的同时，穿插了大量的工程实例和应用场景分析，让我能够更直观地理解那些抽象的原理是如何在现实世界中发挥作用的。比如，在讲解逆变器部分时，作者不仅详细阐述了SPWM的原理，还结合实际的电机驱动应用，分析了不同调制策略对输出波形和系统性能的影响，这对于我这样希望将理论知识应用于项目开发的人来说，实在是太有价值了。

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这本书的出版，对于整个电力电子教育领域都将产生积极的影响。它在体系结构上，充分考虑了职业教育的特点，既有扎实的理论基础，又注重实践能力的培养。我看到书中对实验设计和实训指导部分的内容也非常丰富，这对于培养动手能力强的技术人才至关重要。作者在编写过程中，一定投入了大量的心血，力求将复杂的知识以最易于理解的方式呈现出来。它不仅仅是一本教材，更是一本能够引领读者走向电力电子工程师之路的“指南针”，对于提升我国电力电子行业的整体技术水平，具有重要的战略意义。

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拿到这本书，第一感觉就是厚实，沉甸甸的，拿在手里非常有分量，这让我对它里面的内容充满了期待。封面设计简洁明了，虽然是技术类书籍，但丝毫不显得枯燥乏味。我迫不及待地翻开第一页，映入眼帘的是清晰的排版和规范的字体，这在阅读过程中能够大大减少眼睛的疲劳，提高阅读效率。书中大量的插图和图表，对于理解复杂的电力电子原理至关重要。它们不仅仅是装饰，更是帮助读者构建清晰知识体系的“骨架”。我特别欣赏书中对公式推导的详细过程，每一步都讲解得很清楚，即使是初学者也能循序渐进地掌握。

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我是一名在电力电子领域摸爬滚打多年的技术人员，阅书无数，但真正能让我眼前一亮的却不多。这本书无疑是其中的佼佼者。它的深度和广度都令人称道。作者在技术细节的把握上极为精准，对于一些前沿的电力电子器件和拓扑结构也有相当的涉及，这对于我们这些需要不断更新知识储备的从业者来说，无疑是一份宝贵的财富。书中对高频开关电源、新能源电力转换等热门领域的讲解，都非常深入，而且逻辑严谨，层层递进。我尤其对其中关于功率器件选择和损耗分析的部分印象深刻，这直接关系到产品设计的效率和成本，作者的讲解非常到位。

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作为一名刚刚接触电力电子的学生，我对这本书的评价是“相见恨晚”。我之前尝试过其他教材，但总觉得有些晦涩难懂，很多概念都停留在表面。这本书则给了我一个全新的视角。它从最基础的二极管、三极管讲起，循序渐进地引入MOSFET、IGBT等功率器件，并且对它们的特性和应用做了详尽的阐述。书中大量的例题解析，更是帮助我巩固了所学知识，让我能够举一反三。特别是关于开关电源的基本原理和设计方法，讲解得非常清晰易懂，让我对这个重要的电力电子应用有了初步的认识。