9787040281323 电力电子技术(第2版) 高等教育出版社 张友汉,周玲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张友汉，周玲 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040281323

商品编码：29591448713

包装：平装

出版时间：2009-12-01

基本信息

书名：电力电子技术(第2版)

定价：12.90元

作者：张友汉,周玲

出版社：高等教育出版社

出版日期：2009-12-01

ISBN：9787040281323

字数：210000

页码：135

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.222kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是中等职业教育国家规划教材《电力电子技术》(张友汉主编，高等教育出版社2002年出版)的修订版，是在版的基础上根据新形式下的教学需求、课程改革成果和相关新技术、新国标等进行修订的。本书沿用版的内容框架结构，为适应近年来中职生源情况的变化，突出“以服务为宗旨、以就业为导向、以能力为本位”的职业教育办学理念，修订时坚持以学生为本，降低难度。
本书主要内容包括电力二极管和晶闸管、全控型电力电子器件、单相可控整流电路、三相晶闸管可控整流电路、直流变换电路、逆变电路、交流变换电路、脉冲宽度调制技术与软开关技术、电力电子装置举例及6个实验和实训等。本书选材较新、资料丰富，与实际应用结合紧密；结构合理，章节明晰；重点明确写出，难点深入浅出，注意循序渐进；习题题量、难度适中，适于教学使用。
本书可作为中等职业学校电气运行与控制专业及相关专业的教学用书，还可以作为从事电力电子技术行业的工人和短期培训人员的教学和参考用书。

目录

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章 电力二极管和晶闸管
节 电力二极管
第二节 晶闸管
本章小结
思考题与习题
第二章 全控型电力电子器件
节 门极可关断晶闸管
第二节 电力晶体管
第三节 电力场效晶体管
第四节 绝缘栅双极晶体管(IGBT)
第五节 其他新型电力电子器件
本章小结
思考题与习题
第三章 单相可控整流电路．
节 单相桥式全控整流电路
第二节 单相桥式半控整流电路
第三节 触发电路
本章小结
思考题与习题
第四章 三相晶阐管可控整流电路
节 三相半波可控整流电路
第二节 三相桥式全控整流电路
第三节 晶闸管的串并联及保护
本章小结
思考题与习题
第五章 直流变换电路
节 直流斩波电路的工作原理
第二节 复合斩波电路
本章小结
思考题与习题
第六章 逆变电路
节 有源逆变电路
第二节 有源逆变电路应用举例
第三节 无源逆变电路
本章小结
思考题与习题
第七章 交流变换电路
节 交流调压电路
第二节 交一交变频电路
第三节 交流调压电路应用实例
本章小结
思考题与习题
第八章 脉冲宽度调制技术与软开关技术
节 脉冲宽度调制的基本原理
第二节 PWM逆变电路
第三节 SPWM波形成电路及专用
集成芯片
第四节软开关技术
本章小结
思考题与习题
第九章 电力电子装置举例
节 开关电源
第二节 高发光效能的节能型荧光灯
第三节 不间断电源(UPS)
第四节 变频调速装置
本章小结
思考题与习题
第十章 实验和实训
实验一 晶闸管的简易测试及导通关断条件实验
实验二 单相半控桥式整流
实验三 三相桥式全控整流电路与锯齿波同步触发电路
实验四 三相桥式全控有源逆变电路
实验五 单相交流调压电路
实验六 IGBT斩波电路
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电能转换的基石：电力电子技术及其发展脉络 电力电子技术，作为连接电能产生、传输、分配和使用各个环节的关键桥梁，早已渗透到现代社会的方方面面。它以高效、灵活、精确的电能转换能力，极大地推动了工业自动化、新能源开发、交通运输、通信医疗等诸多领域的飞速发展，构筑了现代社会高效运转的基石。本书将带您深入探索电力电子技术的奥秘，从基础理论到前沿应用，构建一个全面而深入的认知体系。 一、电力电子技术的核心：功率器件的演进与革新 电力电子技术的灵魂在于功率器件。从早期的整流管、闸流管，到后来的晶闸管（SCR）、双极型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），再到今天占据主导地位的绝缘栅双极晶体管（IGBT）和碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体器件，功率器件的每一次革新都带来了电力电子技术的跨越式发展。 晶闸管（SCR）： 曾经是电力电子领域的中坚力量，以其高电压、高电流承受能力和简单的触发方式，广泛应用于电机调速、高压直流输电（HVDC）等领域。理解SCR的触发、关断机制，以及其在电路中的应用，是理解早期电力电子系统的基础。 功率MOSFET： 以其高开关速度、易于驱动和良好的散热性，在低电压、高频率的应用中占据主导地位，例如开关电源、DC-DC变换器等。其栅极电压控制的特性，使得电路设计更加灵活。 功率BJT： 尽管在某些领域逐渐被MOSFET和IGBT取代，但功率BJT在一些特定场合，如高压大电流应用，仍然具有其优势。对其电流控制特性和饱和区的理解，有助于掌握一些经典的电路设计。 绝缘栅双极晶体管（IGBT）： 结合了MOSFET的易驱动性和BJT的低通态压降，IGBT成为中高压、大功率应用的主力军。从家用电器到工业电机驱动，再到电动汽车，IGBT的身影无处不在。理解其混合结构和工作原理，对于掌握现代电力电子系统至关重要。 新型宽禁带半导体器件（SiC，GaN）： 碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料，具有比硅更高的击穿电场、更高的热导率和更高的电子迁移率，能够实现更高的电压、更高的频率和更高的效率。这些新型器件正逐步取代传统硅器件，引领着电力电子技术向更高性能、更小型化、更集成化的方向发展，尤其在新能源汽车、5G通信、高效电源等领域展现出巨大的潜力。 本书将详细阐述这些功率器件的结构、工作原理、主要参数和选型原则，并深入分析它们在不同应用场景下的优缺点，帮助读者建立对功率器件的全面认识。 二、电力电子变换器：电能转换的艺术 电力电子变换器是实现电能形式、电压、电流、频率等转换的核心电路。根据输入输出电能特性的不同，主要分为以下几类： AC-DC变换器（整流器）： 将交流电转换为直流电。从简单的半波、全波整流，到可控整流器，再到有源功率因数校正（APFC）技术，整流器在供电系统、充电桩等领域扮演着至关重要的角色。理解不同拓扑结构、控制策略以及功率因数和谐波抑制的重要性，是掌握AC-DC变换器的关键。 DC-DC变换器（直流斩波器）： 将一个直流电压转换为另一个不同大小的直流电压，同时保持直流特性。Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）等基本拓扑是DC-DC变换器的基础，它们广泛应用于便携式电子设备、分布式电源系统、新能源发电并网等。本书将深入剖析这些基本拓扑的原理、控制方式以及纹波、效率等关键性能指标。 DC-AC变换器（逆变器）： 将直流电转换为交流电。从单相逆变器到三相逆变器，从方波输出到正弦脉冲宽度调制（SPWM）控制，逆变器是电力系统、不间断电源（UPS）、电动汽车驱动、光伏发电并网等的核心。理解SPWM的原理、载波频率、调制深度等对输出波形质量的影响，以及各种滤波和控制策略，是掌握DC-AC变换器的核心。 AC-AC变换器（交流变流器）： 直接将一种频率和幅值的交流电转换为另一种频率和幅值的交流电，无需经过直流环节。如AC-AC直接变换器、调压器等，它们在电动机调速、无功功率补偿等领域有应用。 本书将系统介绍各类电力电子变换器的基本拓扑结构、工作原理、调制策略、控制方法以及关键参数的计算，并结合实际案例进行讲解，帮助读者掌握设计和分析电力电子变换器的能力。 三、控制技术：实现精确高效电能转换的智慧 电力电子变换器要实现精确、高效的电能转换，离不开先进的控制技术。从早期的模拟控制到现在的数字控制，控制技术的进步直接推动了电力电子系统的智能化和高性能化。 脉冲宽度调制（PWM）： 无论是DC-DC变换器还是DC-AC逆变器，PWM技术都是最核心的控制手段。通过改变脉冲的占空比，来调节输出电压或电流的有效值，从而实现电能的灵活控制。本书将深入剖析各种PWM调制策略，如电压调制、电流调制、谐波消除PWM等，以及它们在不同变换器中的应用。 闭环控制： 为了保证系统输出的稳定性和动态响应性能，通常需要采用闭环反馈控制。PID（比例-积分-微分）控制器是最经典的闭环控制器之一，在电力电子领域得到广泛应用。本书将介绍PID控制器的原理、参数整定方法，以及如何在电力电子系统中实现稳定的闭环控制。 数字控制： 随着微处理器和数字信号处理器（DSP）技术的发展，数字控制已成为现代电力电子系统的主流。数字控制具有高精度、易于实现复杂控制算法、灵活性强等优点。本书将探讨数字控制在电力电子系统中的应用，包括数字PWM生成、状态观测、自适应控制等。 高级控制策略： 除了PID控制，还有诸如滞环控制、滑模控制、模糊控制、神经网络控制等更高级的控制策略，它们在特定应用场景下能够提供更优的性能。本书将对这些高级控制策略进行介绍，并分析它们在电力电子系统中的潜在应用。 四、应用领域：电力电子技术赋能现代生活 电力电子技术并非空中楼阁，它广泛应用于我们生活的方方面面，深刻地改变着现代社会的面貌。 新能源发电与并网： 光伏发电、风力发电等新能源发电技术，其输出的电能形式不稳定，需要通过电力电子变换器进行DC-DC、DC-AC转换，并与电网同步并网。高效、可靠的电力电子设备是新能源大规模应用的关键。 电动汽车： 电动汽车的动力总成，包括电机控制器、车载充电机、DC-DC变换器等，几乎全部基于电力电子技术。电力电子技术的进步直接决定了电动汽车的续航里程、充电速度和驾驶体验。 工业自动化与电机驱动： 各种工业电机，如异步电机、同步电机、直流电机等，都需要通过电力电子变频器进行调速和控制，以实现精确的生产过程控制、节能降耗。 开关电源与不间断电源（UPS）： 无论是您的电脑、手机充电器，还是数据中心的供电系统，都离不开高效的开关电源。UPS则为关键设备提供可靠的后备电源，保证供电的连续性。 轨道交通： 电力机车、城市轨道交通的牵引系统、辅助供电系统，都大量采用了电力电子技术。 通信、医疗与家电： 高速通信设备的电源、医疗设备的精密控制、智能家电的节能设计，都离不开电力电子技术的支持。 本书将通过丰富的实例，生动地展现电力电子技术在各个领域的应用，帮助读者理解其在现代社会中的重要地位和广阔前景。 五、发展趋势与挑战：面向未来的电力电子 电力电子技术的发展从未停止，其未来发展呈现出以下几个主要趋势： 高频化、小型化、集成化： 随着新材料和新器件的发展，电力电子设备将向更高开关频率、更小体积、更高集成度发展，从而降低成本、提高效率、减小能耗。 智能化与数字化： 基于先进的数字控制和人工智能技术，未来的电力电子系统将更加智能化，具备自学习、自适应、故障诊断和预测能力。 面向新能源和能源互联网： 应对全球能源转型，电力电子将在智能电网、微电网、能源路由器、能量存储等领域发挥核心作用，构建安全、可靠、高效的能源互联网。 可靠性与安全性： 随着应用领域的不断拓展，对电力电子系统的可靠性和安全性提出了更高的要求。相关的标准、测试方法和设计技术将不断完善。 同时，电力电子技术的发展也面临着诸多挑战，例如：高功率密度下的散热问题、电磁兼容（EMC）问题、器件的可靠性与寿命问题、以及新能源并网带来的电网稳定性问题等。 本书旨在为读者提供一个扎实的电力电子技术基础，引导读者理解其核心原理，掌握分析设计方法，并能洞察其未来的发展方向。通过对功率器件、变换器、控制技术以及广泛应用领域的深入学习，读者将能够更好地理解和参与到这场正在深刻改变我们世界的电力电子技术革命之中。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的体验，就像是跟着一位经验极其丰富、表达极其清晰的导师进行一对一的辅导。作者的语言风格非常严谨，但又不失温度。他在关键的理论推导和工程陷阱之处，总会用一些加粗的标注或者“注意”的提示语来提醒读者。这种细节上的关怀，体现了编著者对教学过程的深度思考。比如在分析IGBT的开关损耗时，他不仅计算了导通损耗和关断损耗，还专门辟出小节讨论了由米勒效应引起的开关尖峰问题，并提供了在驱动电路层面进行优化的具体建议。这种全方位的、不留死角的讲解方式，让读者在学习过程中感到非常踏实和安心。它不仅仅是一本“工具书”，更像是一本“修炼指南”，帮助读者从一个仅仅会使用电力电子器件的人，成长为一个能够真正理解并驾驭这些技术的工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本关于电力电子技术的书，从我拿到手的那一刻起，就给人一种非常扎实的感觉。装帧设计虽然不算惊艳，但绝对是那种耐得住反复翻阅的实用主义风格。我本来对这门学科多少有些畏惧，觉得那些复杂的电路图和数学公式会让我望而却步，但这本书的叙述方式非常巧妙。它不是那种冷冰冰的理论堆砌，而是通过大量的实际工程案例来串联起各个知识点。比如，在讲到开关电源的设计时，作者并没有直接抛出复杂的传递函数模型，而是先从一个常见的应用场景——比如笔记本电脑的电源适配器——入手，逐步引导读者理解为什么需要这样的拓扑结构，以及不同元件选择背后的物理意义。这种“带着问题去学习”的方式，极大地激发了我的学习兴趣。尤其是对功率器件的选型和驱动电路的讲解，简直是教科书级别的清晰。很多其他教材中一笔带过的内容，在这里都进行了深入的剖析，让我这个初学者也能建立起对整个电力电子系统运行机制的宏观把握。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的地方在于它对“工程实践”的强调。作为一个在读的研究生，我深知理论与实际操作之间的鸿沟有多大。很多时候，书本上的完美模型在实际的硬件调试中会遇到各种意想不到的问题，比如寄生参数的影响、EMI/EMC的挑战等等。这本书的厉害之处就在于，它在讲解完理想化的理论模型后，会紧接着讨论这些“不完美”因素在实际设计中需要如何应对。比如在讲解逆变器时，它详细分析了死区时间对输出波形畸变的影响，并且给出了几种不同的死区时间补偿策略，并对比了它们的优缺点和适用场景。这种深入到“如何把东西做出来”的层面的讲解，远比单纯的数学推导来得实在。我甚至拿着书里的某些设计流程图，直接对照我们实验室正在做的项目进行验证，发现很多经验性的结论都能在书里找到理论依据，这让人有一种豁然开朗的感觉，极大地提高了解决实际工程难题的效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人印象深刻，特别是对新兴技术的融合度把握得相当到位。很多老旧的教材可能停留在传统的晶闸管和晶体管时代，但这本书明显跟上了时代的发展步伐。我在阅读关于电机驱动的部分时，惊喜地发现对永磁同步电机（PMSM）的矢量控制（FOC）有非常详细的介绍，从坐标变换的数学推导，到SVPWM（空间矢量脉冲宽度调制）的原理阐述，再到电流环和速度环的PI参数整定，讲解得环环相扣，逻辑性极强。对于我们这些未来可能要从事新能源汽车、工业自动化等前沿领域的学生来说，这些知识是至关重要的“硬通货”。作者在介绍这些复杂控制策略时，并没有为了炫技而堆砌复杂的公式，而是通过清晰的框图和状态分析，把抽象的控制思想具象化了，让人感觉这些高大上的技术并非遥不可及，而是可以通过系统的学习掌握的工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和习题设计也值得一提。一本优秀的教材，其价值往往体现在它能否引导学生进行有效的自我检验和知识巩固。这本书的课后习题并非简单的套用公式，而是设置了大量的开放式、综合性的设计计算题。很多题目需要学生综合运用前面学到的不同章节的知识点才能完整解答，比如要求设计一个特定输入输出要求的DC-DC变换器，并要求考虑效率和散热问题。这种设计极大地锻炼了读者的系统思维能力和综合设计能力。而且，书中的图示非常精良，每一个电路拓扑图、波形图都绘制得清晰规范，重点突出，这对于理解那些瞬态变化的物理过程非常有帮助。我发现自己很多次在对着示波器调试电路犯迷糊时，回翻一下书里的某个波形图，就能立刻明白问题出在哪里，这种“以图释义”的效果是纯文字难以达到的。