電力電子變流技術（第3版）/普通高等教育機電類規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃俊，王兆安 編

圖書標籤:

• 電力電子
• 變流技術
• 電力變換
• 開關電源
• 逆變器
• 整流器
• 電力係統
• 電能轉換
• 機電類
• 高等教育

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111041757

版次：3

商品編碼：12141535

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育機電類規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-06-01

用紙：膠版紙

頁數：234

字數：365000

正文語種：中文

內容簡介

　　《電力電子變流技術（第3版）/普通高等教育機電類規劃教材》是高等學校教材《半導體變流技術》（黃俊主編）的第3版，主要內容包括：晶閘管、電力晶體管、可關斷晶閘管、電力場效應晶體管及其他電力電子器件；單相可控整流電路、三相可控整流電路、有源逆變電路、晶閘管的觸發電路、交流調壓電路與斬波電路、晶閘管的串並聯和保護、無源逆變電路、交.交變頻電路和脈寬調製型逆變電路等。全書論述清楚，層次分明，適閤教學。
　　《電力電子變流技術（第3版）/普通高等教育機電類規劃教材》可作為高校工業電氣自動化專業及相近專業的教材，也可供有關工程技術人員參考。原采用《半導體變流技術》作為教材的院校，可改用《電力電子變流技術（第3版）/普通高等教育機電類規劃教材》作為教材。
　　《電力電子變流技術（第3版）/普通高等教育機電類規劃教材》配有計算機輔助教學軟件PECAI-1.0。

內頁插圖

目錄

前言
符號說明
概述

第一章 晶閘管
第一節 晶閘管及其工作原理
第二節 晶閘管的特性
第三節 晶閘管的主要參數
第四節 其他一些電力電子器件
習題及思考題

第二章 單相可控整流電路
第一節 單相半波可控整流電路
第二節 單相橋式全控整流電路
第三節 單相橋式半控整流電路
第四節 晶閘管的簡易觸發電路
習題及思考題

第三章 三相可控整流電路
第一節 三相半波可控整流電路
第二節 三相橋式全控整流電路
第三節 整流電壓的諧波分析
第四節 變壓器漏抗對整流電路的影響
第五節 可控整流電路帶反電動勢負載時的工作情況
第六節 大功率可控整流主電路接綫形式及其特點
習題及思考題

第四章 有源逆變電路
第一節 逆變的概念
第二節 三相有源逆變電路
第三節 逆變失敗與最小逆變角的限製
第四節 逆變工作狀態時的直流電動機機械特性
第五節 有源逆變電路應用舉例
第六節 變流裝置的功能指標
第七節 變流裝置的觸發電路
習題及思考題

第五章 交流調壓電路與斬波電路
第一節 單相交流調壓電路
第二節 三相交流調壓電路
第三節 斬波電路
習題及思考題

第六章 晶閘管的串並聯和保護
第一節 晶閘管的串聯與並聯
第二節 晶閘管的保護
習題及思考題

第七章 自關斷器件
第一節 電力晶體管
第二節 可關斷晶閘管
第三節 電力場效應晶體管
第四節 驅動電路
第五節 緩衝和保護電路
第六節 其他新型電力電子器件
第七節 小結
習題及思考題

第八章 無源逆變電路
第一節 換相方式
第二節 電壓型和電流型逆變電路
第三節 負載換相式逆變電路
第四節 電容換相電壓型逆變電路
第五節 電容換相電流型逆變電路
第六節 逆變電路的多重化
習題及思考題

第九章 交-交變頻電路
第一節 單相交一交變頻電路
第二節 三相交一交變頻電路
第三節 其他類型交一交變頻電路簡
習題及思考題

第十章 脈寬調製（PWM）型逆變電路
第一節 PWM控製的基本原理
第二節 PWM型逆變電路的控製方式
第三節 SPWM波形的生成方法
第四節 PWM型逆變電路的諧波分析
第五節 PWM型逆變器和變頻器的主電路
第六節 PWM型逆變電路控製方法的改進
第七節 跟蹤型PWM逆變電路
習題及思考題
參考文獻

前言/序言

　　高等學校教材《半導體變流技術》問世以來，為各高等院校普遍采用，至今已發行30餘萬冊。本書是在《半導體變流技術》（機械工業齣版社，1986年第2版）和《電力電子自關斷器件及電路》（機械工業齣版社，1991年）的基礎上，根據1992年高校工業電氣自動化專業教學指導委員會匯總的大綱編寫的。電力電子技術是一門高新技術，近年發展十分迅速，可關斷電力電子器件和它實現的斬波與脈寬調製逆變器日新月異，因而重新編寫這本教材是十分必要的。為瞭與當前的學科名稱相一緻，本教材改用《電力電子變流技術》這一名稱。
　　本書主要內容包括：晶閘管、電力晶體管、可關斷晶閘管、電力場效應晶體管及其他電力電子器件；單相可控整流電路、三相可控整流電路、有源逆變電路、晶閘管的觸發電路、交流調壓電路與斬波電路、晶閘管的串並聯和保護、無源逆變電路、交一交變頻電路和脈寬調製型逆變電路等。
　　本書在編寫時，力求遵循“打好基礎，精選內容，逐步更新，利於教學”的原則，並吸取瞭兄弟院校在使用《半導體變流技術》（第2版）時的經驗與意見，注意與前後課程的銜接，又更新瞭習題和思考題。
　　本書可作為高等工科院校電工類專業和自動控製類專業的教材，特彆適用於工業電氣自動化專業，也可供其他有關專業師生及工程技術人員參考。
　　本書由西安交通大學電氣工程係黃俊教授和王兆安教授編寫。概述、第一章至第六章由黃俊編寫，第七章至第十章由王兆安編寫。書中大量插圖由西安秦川機械廠助工黃中宇和西安交通大學助教楊君繪製。
　　本書由工業電氣自動化專業教學指導委員會在1991年會議上決定在全國範圍內徵稿，並在1992年汕頭會議上確定由本書編者編寫，經協商，決定請陝西機械學院萬伯任教授主審。萬伯任教授在審閱中提齣瞭許多寶貴的意見，在此謹緻衷心的謝意。
　　在編寫的過程中，對書末所列參考文獻作瞭藉鑒，在本書齣版之際，對參考文獻的作者、提供資料的有關單位以及參與編寫第2版《半導體變流技術》的其他作者緻以衷心的感謝。
　　由於學識有限，缺點和錯誤之處難免，殷切期望指正，來信請寄西安交通大學電氣工程係工業電氣自動化教研室。

探索電力電子的奧秘：驅動現代世界的綠色能量轉換 電力電子技術，作為連接發電端與用電端不可或缺的橋梁，其重要性日益凸顯。它不僅是實現電能高效、靈活、可靠轉換的核心，更是推動現代社會嚮更綠色、更智能、更可持續方嚮發展的關鍵驅動力。從日常生活中無處不在的電器設備，到龐大復雜的工業係統，再到國傢能源戰略的基石，電力電子技術的身影無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和産業格局。 本書旨在為讀者打開一扇通往電力電子廣闊而迷人的世界的大門，深入剖析其基本原理、核心技術、關鍵應用以及未來發展趨勢。我們希望通過嚴謹的理論闡述、豐富的實例分析和前沿的技術展望，幫助讀者構建紮實的電力電子知識體係，培養解決實際工程問題的能力，並激發探索未知、勇攀高峰的科研熱情。 一、 電力電子技術的基本框架與核心概念 電力電子技術的核心在於對電能的“變”、“變”、“變”。它通過各種電子器件（如二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等）的開關動作，實現電能的改變形式、改變大小、改變性質。理解這些基本操作，是掌握電力電子技術的基礎。 電能轉換的基本形式： AC-DC轉換（整流）： 將交流電轉換為直流電，這是電子設備供電的基礎。例如，電源適配器將牆壁插座的交流電轉換為筆記本電腦所需的直流電。 DC-AC轉換（逆變）： 將直流電轉換為交流電，廣泛應用於電機驅動、不間斷電源（UPS）和光伏發電係統。例如，電動汽車的電機控製器就需要將電池的直流電逆變為可調頻率的交流電來驅動電機。 DC-DC轉換（斬波）： 在相同直流電源下，改變輸齣直流電壓的幅值。這是電池供電設備中調節電壓、延長續航的關鍵技術，例如手機充電器內部的升壓或降壓電路。 AC-AC轉換（交流調壓）： 在不改變頻率的情況下，改變輸齣交流電壓的幅值；或在改變頻率的同時改變幅值（變頻變壓）。這在照明調光、電機調速等領域有廣泛應用。 核心器件的特性與應用： 二極管： 最基本的電力電子器件，具有單嚮導電性，常用於整流電路。 晶閘管（SCR）： 可控矽，能夠在大功率電路中進行控製導通，是早期電力電子器件的代錶。 功率MOSFET： 金屬氧化物半導體場效應晶體管，具有開關速度快、驅動功率小等優點，在中低壓大電流應用中占有主導地位。 功率IGBT： 絕緣柵雙極型晶體管，結閤瞭MOSFET的易驅動和BJT的耐高壓大電流的優點，是目前中高壓大功率應用中最主流的器件。 其他器件： 還包括GTO、IGCT、SiC器件、GaN器件等，它們在耐壓、開關速度、損耗、散熱等方麵各有優勢，並在特定領域展現齣強大的生命力。 控製策略與信號處理： 脈寬調製（PWM）： 通過改變控製信號的脈衝寬度來改變輸齣電壓或電流的平均值，是實現DC-AC、DC-DC等轉換器精確控製的核心技術。 數字控製： 隨著微處理器和DSP技術的發展，數字控製在電力電子係統中得到瞭廣泛應用，能夠實現更復雜的控製算法、更靈活的係統配置和更強的魯棒性。 二、 關鍵電力電子變換器拓撲與設計原理 瞭解瞭基本概念後，我們將深入探討各種主要的電力電子變換器拓撲結構。不同的應用場景和性能需求，決定瞭變換器拓撲的選擇。 AC-DC變換器（整流器）： 單相/三相橋式整流器： 從最簡單的半波、全波整流，到工業應用廣泛的三相橋式整流，探討其工作原理、紋波特性及濾波方法。 有源功率因數校正（APFC）技術： 旨在改善整流器的輸入電流波形，提高功率因數，減少對電網的諧波汙染，是現代電力電子係統設計的重要考量。 DC-DC變換器（斬波器）： Buck變換器（降壓）： 實現輸齣電壓低於輸入電壓。 Boost變換器（升壓）： 實現輸齣電壓高於輸入電壓。 Buck-Boost變換器（升降壓）： 實現輸齣電壓可以高於或低於輸入電壓。 Cuk、SEPIC、Zeta等隔離/非隔離變換器： 針對不同應用需求，如隔離要求、輸齣極性反轉等，這些拓撲提供瞭更多的設計選擇。 DC-AC變換器（逆變器）： 單相/三相方波逆變器： 最基本的逆變形式。 SPWM（正弦脈寬調製）逆變器： 通過SPWM技術，可以輸齣接近正弦波形的交流電壓，廣泛應用於電機驅動和並網係統。 多電平逆變器： 解決高壓大功率應用中的器件耐壓問題，如NPC（中性點鉗位）逆變器、多電平橋式逆變器等。 AC-AC變換器： 交流調壓器： 通過可控矽等器件的相位控製實現交流電壓的調節。 變頻器（VFD）： 用於電機調速，將固定頻率的交流電轉換為可變頻率、可變電壓的交流電。 三、 電力電子技術在現代工業與能源領域的應用 電力電子技術並非孤立的理論，其強大的應用能力是其價值的體現。本書將重點闡述其在多個關鍵領域的應用，展示其如何驅動創新與可持續發展。 可再生能源發電係統： 光伏發電： 太陽能電池闆輸齣的直流電需要通過光伏逆變器轉換為可並網的交流電，實現電能的輸齣和利用。MPPT（最大功率點跟蹤）技術是其中的關鍵。 風力發電： 風力發電機産生的電力也需要經過電力電子變換器進行處理，以滿足電網的要求。 電動汽車與儲能係統： 電動汽車（EV）/混閤動力汽車（HEV）： 驅動電機控製器、電池管理係統（BMS）、車載充電機（OBC）等都高度依賴電力電子技術，實現動力輸齣、能量存儲和充電。 能量存儲係統（ESS）： 包括電池儲能、超級電容器等，電力電子變換器負責其充放電過程的控製與能量管理。 工業驅動與自動化： 電機驅動： 變頻器（VFD）在工業電機調速中的應用，可以顯著提高生産效率，降低能耗。 伺服係統： 高精度電機驅動，要求響應快速、控製精確，電力電子是其核心。 工業電源： 為各種工業設備提供穩定、可靠的電力供應。 智能電網與柔性交流輸電係統（FACTS）： 電網諧波治理： 有源濾波器（APF）、靜態同步補償器（STATCOM）等電力電子裝置用於改善電網質量。 柔性交流輸電係統（FACTS）： 如SVC（靜止無功補償器）、UPFC（統一潮流控製器）等，能夠靈活控製電網的潮流，提高電網的穩定性和輸電能力。 消費電子與傢用電器： 開關電源： 廣泛應用於各類電子設備，實現高效、小型化的電源轉換。 LED照明驅動： 實現LED的恒流驅動和調光功能。 智能傢居設備： 各種傢電的功率控製、電源管理。 四、 電力電子技術麵臨的挑戰與未來發展方嚮 盡管電力電子技術取得瞭巨大的成就，但仍麵臨著諸多挑戰，同時也孕育著廣闊的發展前景。 器件技術的進步： 寬禁帶半導體（WBG）器件： 如碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）器件，它們具有耐高壓、耐高溫、開關速度快、損耗低的優勢，將極大地提升電力電子係統的效率、功率密度和可靠性。 新型器件結構與封裝技術： 持續的研發將推動器件性能的進一步提升。 係統集成與智能化： 模塊化與集成化： 將多個功率變換器集成到模塊中，提高係統的可靠性和易用性。 數字化與智能化控製： 利用人工智能、大數據等技術，實現電力電子係統的預測性維護、自適應優化和自主運行。 高效率與低損耗： 軟開關技術（ZVS/ZCS）： 降低器件的開關損耗，提高效率。 優化拓撲與控製策略： 不斷探索更高效的變換器結構和更優化的控製算法。 電磁兼容性（EMC）與可靠性： 隨著功率密度的增加，EMC問題和熱管理變得更加重要。 提高係統的可靠性，應對極端工作環境。 應對能源轉型與碳中和目標： 電力電子技術是實現可再生能源大規模接入、智能電網建設、電動交通普及和工業節能減排的關鍵支撐。 在“雙碳”目標下，對電力電子技術的需求將持續增長。 五、 學習建議與展望 本書的內容涵蓋瞭電力電子技術從基礎理論到前沿應用的廣泛範疇。為瞭更好地掌握這些知識，建議讀者： 打牢基礎： 深刻理解半導體器件的工作原理，掌握電路分析的基本方法。 重視實踐： 結閤仿真軟件（如MATLAB/Simulink, PSIM等）進行電路設計和驗證，並盡可能參與實際的實驗項目。 關注前沿： 閱讀最新的學術論文和行業報告，瞭解技術發展趨勢。 理論聯係實際： 將所學知識與實際工程應用相結閤，分析具體問題的解決方案。 電力電子技術正以前所未有的速度發展，它不僅是工程學科的璀璨明珠，更是塑造未來能源格局、推動社會進步的重要力量。希望本書能為您的學習之路提供堅實的指引，點燃您在電力電子領域探索的熱情，助您成為未來電力電子技術的創新者與實踐者！

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點在於它對基本概念的梳理和邏輯的嚴密性。我之前對電力電子的理解比較零散，讀瞭這本書之後，感覺整個知識體係變得清晰瞭很多。它從最基礎的半導體器件特性講起，逐步過渡到各種變換器拓撲的原理和控製。書中的插圖和示意圖質量很高，能夠直觀地展示電流、電壓的變化過程，這對於理解復雜的波形和開關過程非常有幫助。 但是，這本書的章節安排，感覺有些過於循序漸進，對於有一定基礎的讀者來說，可能會覺得某些部分講得比較慢。例如，前麵關於二極管、MOSFET、IGBT等器件特性的講解，雖然重要，但對於已經接觸過相關內容的讀者，可能顯得有些冗長。而對於一些更高級的話題，比如多電平變換器、諧振變換器或者數字控製的深入探討，感覺介紹得相對簡略，不夠深入。我希望這本書能在保持理論深度的同時，適當加快內容節奏，或者將一些基礎內容作為附錄，讓讀者可以根據自身情況選擇閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書我大概讀瞭一半，感覺它在理論推導方麵非常嚴謹，對於初學者來說可能需要花費不少精力去消化。書中關於各種功率變換拓撲的詳細分析，比如Buck、Boost、Buck-Boost以及更復雜的DC-DC變換器，都給齣瞭詳盡的數學模型和工作原理。電阻、電感、電容的參數對係統動態響應的影響，以及如何通過調整開關策略來優化性能，這本書都給齣瞭清晰的講解。我尤其欣賞它在推導過程中，對於關鍵假設和近似的說明，這有助於讀者理解模型成立的條件，避免盲目套用。 然而，這本書在實際應用和工程實踐的結閤上，我覺得還有提升空間。雖然它在章節末尾會給齣一些實驗驗證或者簡單的設計案例，但總的來說，更像是對理論的補充，而不是將理論無縫地銜接到瞭具體的工程問題解決上。比如，在講解濾波器設計時，對元器件的選型、寄生參數的影響、實際損耗等方麵涉及不多。對於如何在實際電路中處理瞬態過電壓、電磁兼容性（EMC）問題，以及選擇閤適的功率器件（MOSFET、IGBT等）及其驅動電路的設計，書中也隻是點到為止。如果能有更多與實際産品設計相關的案例分析，或者更深入地探討一些常用的EDA工具在仿真和設計中的應用，那就更好瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書在知識體係的構建上做得非常紮實，將電力電子從基礎概念到高級應用的各個環節都做瞭比較全麵的梳理。它不僅講解瞭各種基本的DC-DC、DC-AC、AC-DC變換器拓撲，還對這些拓撲的衍生和改進進行瞭深入的探討。 但是，作為一本高等教育規劃教材，我覺得它在教學方法和內容呈現上，還可以更加優化。例如，一些章節的引入方式比較突兀，缺乏足夠的鋪墊，使得初學者難以快速進入狀態。另外，書中對某些重要概念的解釋，雖然在數學上是嚴謹的，但在語言錶達上略顯生澀，不夠通俗易懂。我發現自己需要花費大量時間去查閱其他資料，纔能完全理解書中某些段落的意思。如果書中能增加更多直觀的圖示、生動的類比，或者結閤一些實際工程中的典型應用場景來闡述理論，相信會大大提升學習效果。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是偏嚮理論深度，適閤作為一本參考書或者進階學習的起點。它對於各種功率變換器，特彆是DC-DC變換器的各種拓撲結構，進行瞭非常詳盡的分類和分析，包括瞭它們在穩態和動態下的數學模型。我尤其喜歡它在推導過程中的清晰步驟，以及對各個參數對係統性能影響的定性分析。 但是，作為一本教材，我在實際學習過程中遇到瞭一些睏難。書中涉及大量的公式推導和數學計算，對於非數學專業背景的讀者來說，可能需要花費更多的時間和精力去理解。而且，書中在介紹某些變換器的時候，往往隻給齣瞭理想情況下的分析，對於實際電路中存在的損耗、寄生效應、參數偏差等因素，討論得不夠充分。這導緻在嘗試進行實際設計時，我發現理論計算的結果與實際測量結果之間存在一定的差距，書中並沒有提供充分的指導來彌閤這種差距。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我留下的最深刻印象是它對原理的深入挖掘和對細節的嚴謹處理。在講解各種電力電子變換器的工作原理時，作者非常細緻地分析瞭每個開關器件的導通和關斷過程，以及對應的電感電流和輸齣電壓的變化。這使得讀者能夠真正理解變換器是如何工作的，而不是僅僅記住一個模型。 然而，我感覺這本書在實踐層麵的應用指導方麵，相對比較薄弱。雖然書中包含瞭一些簡單的設計公式和分析方法，但對於如何將這些理論知識轉化為具體的工程實踐，指導性不強。例如，在討論濾波器設計時，書中給齣瞭RLC濾波器的基本公式，但對於如何根據實際應用場景（如開關頻率、紋流要求、負載特性等）來選擇閤適的電感和電容值，以及如何考慮器件的實際性能（如ESR、漏感等）和成本，並沒有給齣詳細的指導。此外，書中對於PCB布局、散熱設計、EMC防護等實際工程中至關重要的方麵，也幾乎沒有涉及。