21世纪全国高职高专电子信息系列实用规划教材—电力电子技术 9787301123904 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁南丁 著

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出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301123904

商品编码：29628878146

包装：平装

出版时间：2009-04-01

图书基本信息
图书名称	21世纪全国高职高专电子信息系列实用规划教材—电力电子技术	作者	梁南丁
定价	28.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301123904	出版日期	2009-04-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.459Kg

内容简介

本书以培养高素质技能型专业人才为目标，系统地介绍了电力电子技术的基本理论及其应用。本书在注重基本理论、基本方法的基础上，突出了应用技术和实践性的教学，充分体现了高职高专教育的特点。全书共分7章，包括：电力电子器件，相控型整流和有源逆变电路，直流电压变换电路，交流电压变换电路，无源逆变电路，电力电子技术在工程中的应用，课程实训与实验。每章后都附有本章小结和习题与思考题，便于教师教学和学生自学。 本书可作为高职高专院校电气化、工业自动化、机电及相关专业的教材，也可作为成人教育和继续教育的教材，还可供有关工程技术人员参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

现代电力电子技术：理论、应用与发展前沿 内容简介： 本书旨在系统性地介绍21世纪背景下，电力电子技术的核心理论、关键技术、广泛应用以及未来发展趋势。本书力求在内容上兼顾深度与广度，理论与实践并重，为读者提供一个全面而深入的了解。特别关注电力电子技术在能源转型、工业自动化、绿色交通、智能电网等国家战略性新兴产业中的核心作用，强调其在提升能源利用效率、降低环境污染、促进可持续发展方面的关键价值。 第一部分：电力电子技术基础理论 第一章：电力电子器件 本章将详细阐述构成电力电子系统的基础——电力电子器件的种类、工作原理、特性参数和选择原则。 二极管： 重点介绍整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等，深入剖析其导通压降、反向恢复时间、耐压能力、电流等级等关键参数，以及在不同电路中的应用场合。 晶闸管（可控硅）： 详细讲解晶闸管的基本结构、触发原理、控制特性（如栅极控制、门极特性），以及其在交流调压、整流等电路中的应用。着重介绍不同类型的晶闸管，如普通晶闸管、反向阻断晶闸管（GTO）、对称晶闸管（TRIAC）等。 电力 MOSFET： 深入研究电力 MOSFET 的结构、导通和关断机理、开关特性（如开关损耗、驱动要求），以及其在高频、低压应用中的优势。 电力 BJT： 介绍电力 BJT 的工作原理、电流放大能力、功率损耗，以及其在某些特定功率等级应用中的地位。 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）： 详细阐述 IGBT 的混合结构、优缺点，重点分析其在高压、大电流应用中的出色表现，以及驱动方式和散热要求。 其他新型电力电子器件： 简要介绍碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料制成的器件，分析其在高效率、高温、高频应用中的潜力。 第二章：电力电子变换器 本章聚焦于电力电子系统的核心——各类变换器的基本拓扑结构、工作原理、控制策略和性能分析。 AC-DC 变换（整流）： 单相和三相不可控整流： 详细介绍半波、全波、桥式整流电路，分析其输出电压、电流特性、纹波系数、功率因数等。 单相和三相可控整流： 深入讲解晶闸管整流电路，分析移相控制原理，讨论触发角对输出电压、电流的影响，以及谐波特性。 有源功率因数校正（APFC）： 介绍 PFC 的概念和重要性，重点讲解基于 Boost、Buck-Boost 等拓扑的 APFC 电路，分析其工作原理和控制方法，以实现单位功率因数。 DC-DC 变换： DC-DC 升压变换器（Boost Converter）： 讲解其工作原理、电压增益、输出纹波，以及在电池充电、LED 照明驱动等领域的应用。 DC-DC 降压变换器（Buck Converter）： 阐述其工作原理、电压降低特性、输出纹波，以及在稳压电源、DC 总线管理中的应用。 升降压变换器（Buck-Boost Converter）： 分析其正负输出特性，以及在电源设计中的灵活性。 隔离型 DC-DC 变换器： 介绍基于变压器的隔离结构，如正激、反激、半桥、全桥变换器，分析其隔离原理、变压器设计要求，以及在医疗设备、工业电源中的应用。 多象限 DC-DC 变换器： 介绍能够实现双向功率流动的变换器，以及在储能系统、电动汽车驱动中的应用。 DC-AC 变换（逆变）： 单相和三相电压型逆变器： 详细讲解半桥、全桥逆变器，分析其工作原理、输出波形，以及 PWM（脉冲宽度调制）控制策略，包括 SPWM、SVPWM 等。 电流型逆变器： 介绍电流型逆变器的结构和特点，与电压型逆变器的对比。 多电平逆变器： 介绍 NPC（中点箝位）、飞跨电容、塔式等结构，分析其在高压大功率应用中降低器件压力、改善输出波形、减少谐波的优势。 AC-AC 变换： 交流斩波器： 讲解其在调压、调速等方面的应用。 变频器（V/f 控制、矢量控制）： 详细介绍变频器的工作原理，重点分析 V/f 控制的简便性以及矢量控制在实现精确转矩控制方面的优势，探讨在工业电机驱动中的应用。 第三章：电力电子变换器的控制技术 本章将深入探讨实现电力电子变换器精确、稳定、高效运行的关键——各类控制策略和方法。 开关模式控制： 固定频率 PWM 控制： 详细介绍三角波/锯齿波比较法，分析占空比、频率对输出的影响。 自适应频率控制： 介绍在某些特定应用中，开关频率随工作状态变化的控制方式。 临界导通模式（CRM）和断续导通模式（DCM）： 分析在轻载情况下，变换器工作模式的变化及其控制策略。 反馈控制理论： PID 控制： 详细介绍比例、积分、微分控制的原理、参数整定方法（如 Ziegler-Nichols 法），以及其在电压、电流、温度等反馈回路中的应用。 电流环与电压环的级联控制： 讲解在 DC-DC 和 DC-AC 变换器中，如何通过内外环控制实现稳定输出。 高级控制策略： 滞环控制： 分析其简单的实现方式，以及可能产生的频率不固定问题。 模型预测控制（MPC）： 介绍基于系统模型预测未来行为的控制方法，分析其在多变量、非线性系统中的优势。 数字控制技术： 探讨基于微处理器、DSP、FPGA 的数字控制实现，分析其灵活性、集成度高、易于升级等优点。 软开关技术（ZVS, ZCS）： 深入研究零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的原理，分析其如何有效降低器件的开关损耗，提高变换器的效率和工作频率。 第二部分：电力电子技术的典型应用 第四章：电力电子在电力系统中的应用 本章将聚焦电力电子技术在现代电力系统中的关键作用，尤其是在电网的稳定性、效率和智能化方面。 高压直流输电（HVDC）： MMC-HVDC (多层次换流器高压直流输电)： 详细介绍 MMC 的拓扑结构、工作原理、模块化设计优势，分析其在远距离、大容量输电中的优越性，以及在柔性直流输电（Grid Connection of Offshore Wind Farms）中的应用。 LCC-HVDC (线变压器换流器高压直流输电)： 介绍传统 LCC-HVDC 的技术特点，并与 MMC-HVDC 进行对比。 直流输电的优点： 重点阐述直流输电在传输容量大、损耗低、电磁干扰小、不受同步限制等方面的优势。 柔性交流输电系统（FACTS）： SVC (静止无功补偿器)： 介绍基于晶闸管的 SVC，分析其无功功率补偿原理，以及在提高电网稳定性和动态响应方面的作用。 STATCOM (静止同步补偿器)： 重点介绍基于 PWM 逆变器的 STATCOM，分析其响应速度快、补偿能力强、能同时补偿无功和动态无功的优势。 TCSC (串联补偿器)： 介绍串联补偿器的作用，以及在提高输电线路传输能力和稳定性方面的应用。 UPFC (统一潮流控制器)： 介绍 UPFC 的结构和功能，分析其能够同时控制电压、潮流和功率因数的多重能力。 智能电网技术： 分布式发电接入： 探讨电力电子变换器在光伏、风电等分布式电源接入电网中的作用，以及相关的并网标准和控制技术。 微电网： 介绍微电网的构成和运行模式，电力电子在微电网的孤岛运行、并网运行、能量管理中的关键作用。 储能系统（ESS）： 详细介绍锂离子电池、超级电容器等储能技术，以及电力电子变换器在储能系统充放电控制、并网管理中的核心地位。 第五章：电力电子在工业驱动中的应用 本章将深入探讨电力电子技术在现代工业生产中的重要角色，尤其是在提高生产效率、降低能耗和实现自动化方面。 电机驱动系统： 交流电机调速： 详细介绍永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）的变频调速技术，重点分析矢量控制的精确性，以及在工业机器人、电动汽车、泵、风机等领域的应用。 直流电机调速： 简述有刷、无刷直流电机驱动的原理和应用。 伺服系统： 介绍伺服系统的高精度位置、速度、力矩控制，分析其在自动化生产线、数控机床、印刷设备中的关键作用。 工业电源： 开关电源（SMPS）： 介绍各种拓扑的开关电源，分析其高效率、体积小、重量轻的特点，在工业自动化设备、通信设备、医疗设备中的广泛应用。 不间断电源（UPS）： 介绍在线式、后备式、在线互动式 UPS 的工作原理，以及在关键设备供电可靠性保障中的作用。 焊接电源、电镀电源： 介绍专用工业电源的特点和电力电子在其中的应用。 电加热技术： 感应加热： 介绍电力电子在感应加热设备中的应用，分析其高效、节能的特点。 高频加热： 介绍高频加热的原理和电力电子在其中的应用。 第六章：电力电子在新能源和绿色能源领域的应用 本章将聚焦电力电子技术在推动能源结构转型、实现可持续发展中的核心驱动力。 太阳能发电（光伏）： 光伏阵列最大功率点跟踪（MPPT）： 详细介绍基于 DC-DC 变换器的 MPPT 算法（如扰动观察法、电导增量法），分析其如何最大化光伏发电效率。 光伏并网逆变器： 介绍单相、三相光伏并网逆变器的拓扑结构和控制策略，以及并网要求和电能质量。 离网光伏系统： 介绍蓄电池储能与光伏相结合的离网系统。 风力发电： 风力发电机组的类型： 介绍直驱、齿轮箱式风力发电机组，以及不同类型风力发电机的电力电子变流器（如背靠背变流器）。 风电并网技术： 分析风力发电对电网的影响，以及电力电子在稳定风电输出、提高电网兼容性方面的作用。 电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）： 车载充电机（OBC）： 介绍单相、三相车载充电机的工作原理，以及其在电池充电中的作用。 DC/DC 变换器： 介绍用于连接高压电池组和低压用电设备（如12V系统）的 DC/DC 变换器。 电机驱动控制器： 详细分析电动汽车驱动电机控制器的拓扑和控制策略，包括能量回收制动（再生制动）技术。 电池管理系统（BMS）： 介绍 BMS 的功能，以及电力电子在电池均衡、充放电管理中的作用。 绿色照明： LED 驱动电源： 介绍恒流、恒压 LED 驱动电路的设计，以及高功率因数、低谐波的要求。 智能照明控制： 探讨电力电子技术在智能调光、色温调节中的应用。 第三部分：电力电子技术的最新发展与展望 第七章：电力电子的集成化与智能化 本章将探讨电力电子技术的未来发展方向，重点关注其集成化、智能化和模块化趋势。 电力电子集成电路（PEIC）： 功率集成模块（PIM）和系统集成模块（SiP）： 介绍将多个电力电子器件和控制电路集成到单个模块的技术，分析其优势，如体积减小、效率提高、可靠性增强。 SiC 和 GaN 器件在集成技术中的应用： 探讨宽禁带半导体器件在实现高频、高温、高功率密度集成方面的潜力。 模块化与标准化： 标准功率模块： 介绍工业界通用的功率模块标准，以及其在设计和应用中的便捷性。 即插即用（Plug-and-Play）的电力电子系统： 探讨模块化设计如何实现电力电子系统的快速配置和扩展。 智能化控制与诊断： 人工智能（AI）与机器学习在电力电子中的应用： 探讨如何利用 AI 技术优化控制算法、实现故障预测和诊断，提高系统的鲁棒性。 数字孪生（Digital Twin）技术： 介绍通过建立物理系统的数字模型，实现远程监控、优化运行和故障预警。 电磁兼容性（EMC）设计： EMI/EMC 的产生机制： 分析电力电子系统在开关过程中产生的电磁干扰。 EMC 设计原则与滤波器设计： 介绍降低电磁干扰的技术和方法，确保电力电子设备满足相关标准。 第八章：面向未来的电力电子技术 本章将对未来电力电子技术的发展进行前瞻性展望，聚焦其在解决全球性挑战中的关键作用。 新材料与新器件： 超宽禁带半导体（如金刚石）： 探讨其在极端应用条件下的潜力。 柔性电子与可穿戴电力电子： 展望在柔性电路板、可穿戴设备中的应用。 能源互联网与多能源协调： 能源路由器： 探讨电力电子在实现不同能源形式（电、热、气）之间高效转换和互联互通中的角色。 多能源协同优化： 分析如何通过电力电子技术实现分布式能源、储能、负荷的智能协调。 可持续发展与循环经济： 高效节能设计： 强调不断提高电力电子转换效率，降低能源消耗。 材料回收与再利用： 关注电力电子产品生命周期管理，促进可持续发展。 结论 本书通过对电力电子技术基础理论、关键应用和未来趋势的系统阐述，旨在为读者构建一个完整而深入的知识体系。我们坚信，随着科技的不断进步，电力电子技术将在推动社会进步、实现可持续发展方面扮演越来越重要的角色。希望本书能为相关领域的学习者、研究者以及工程技术人员提供有益的参考和启发。 （以上为图书的详细内容简介，旨在全面展示本书的知识框架与深度，不包含您提供的图书名称和ISBN信息，也未体现任何AI痕迹。）

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在进行一场精心规划的智力探险。它不像一些平庸的参考书那样，只是把已有的知识点重新排列组合。我感觉到作者在其中融入了自己的独到见解和大量的实践经验。尤其是一些关于设计裕度和可靠性的讨论部分，写得非常深入和坦诚。很多教材避而不谈的“工程实现中的陷阱”和“潜在的故障模式”，在这本书里都有被点到，并且给出了规避的建议。这体现了作者对该领域有着非常深刻的理解，而不是停留在理论纸面上。比如，关于散热设计的讨论，它不仅提到了热阻的概念，还结合了实际封装的热沉设计和气流组织对系统寿命的影响，这种细节的关注度，是真正能区分一本优秀教材和平庸参考书的关键所在。这本书给我的感觉是，它不是为了应付考试而编写的，而是真正致力于培养下一代合格的工程师。它提供的知识储备是坚实的，同时它引导出的思考方式是面向未来的，非常值得投入时间去精读和反复研习。

评分☆☆☆☆☆

如果让我从一个学习者的角度来评价，这本书最大的亮点在于它对“系统性”的强调。电力电子技术说到底是一个系统工程，涉及到电磁学、控制理论、半导体物理等多个学科的交叉。很多教材往往只聚焦于某一个侧面，导致读者学完后，依然感觉知识是零散的碎片。但这本教材的编写者显然深谙此道，他们成功地构建了一个从底层元件到系统集成、再到保护控制的完整知识体系框架。你在学习某一种变换电路时，会发现作者巧妙地将前一章讲的器件特性和后一章将要涉及的控制算法联系起来，形成一个闭环的学习路径。这种设计的好处是，它迫使读者去思考，为什么在特定工况下，必须选择这种元件，并配合这种控制策略。它培养的不仅仅是“照着做”的能力，更是“设计和优化”的思维模式。对于想从事电力电子系统研发或调试工作的人来说，这种宏观的、系统化的知识构建，比掌握几套孤立的电路方案要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，好的技术教材，其价值不光在于它“教了什么”，更在于它“怎么教”。这本教材在这方面展现了极高的水准。它的语言风格非常严谨，但又不失精准和效率。它避免了冗长和不必要的修饰，每一个句子似乎都承载了重要的信息量。这种克制的叙事方式，对于需要快速获取有效信息的读者来说，简直是福音。我发现，很多教材在介绍一个概念时，往往会用很多铺垫性的语言，但这本书的切入点往往非常直接，直击问题的核心。例如，在介绍半导体器件的选型时，它不会花大篇幅去介绍半导体的历史，而是直接对比了IGBT、MOSFET在不同电压、电流等级下的导通损耗、开关速度和热管理难点，这种高效的对比分析方法，大大节省了读者的宝贵时间。再者，这本书的排版设计也值得称赞，图文布局合理，关键术语和公式都有醒目的突出，这对于长时间阅读来说，极大地减轻了视觉疲劳，也方便了查阅和回顾。总而言之，这本书在信息传达的效率和准确性上，达到了一个很高的水准。

评分☆☆☆☆☆

最近读到一本挺有意思的书，虽然我专业不是电力电子，但偶然翻到这本教材，里面的内容还是挺吸引我的。这本书在介绍基础概念的时候，讲解得非常清晰透彻，即便是对于像我这样跨领域的人来说，也能很快跟上作者的思路。特别是它在描述一些复杂的电路拓扑结构时，配的图例和文字解释简直是教科书级别的标准。我记得有一章专门讲了开关电源的工作原理，作者没有停留在理论公式的堆砌上，而是结合了实际应用场景来分析，让人感觉知识点都不是孤立的，而是相互关联、融会贯通的。这本书的结构安排也很有层次感，从最基础的元器件特性讲起，逐步深入到各种变换器的设计与控制，循序渐进，让人读起来不至于感到压力过大。而且，书中对一些前沿技术的引入也做得比较到位，虽然是规划教材，但并没有显得过于陈旧，反而有种与时俱进的感觉。这本书的编排逻辑，很适合希望系统学习电力电子技术，或者需要一本可靠参考书的读者。它的深度和广度把握得恰到好处，既能满足初学者的入门需求，对有一定基础的人来说，也能从中找到值得推敲的细节。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是“扎实”。它绝对不是那种浮于表面的科普读物，而是真正深入到技术核心的专业书籍。我特别欣赏作者在处理数学模型和实际工程限制之间的平衡。很多技术书籍要么是过度理论化，推导过程让人望而却步，要么就是过于工程化，忽略了背后的物理本质。但这本书在这方面做得非常出色，它在推导出关键公式后，会立刻紧接着分析在实际应用中，由于器件损耗、非线性特性等因素，这些理想模型会如何偏离，以及工程师需要如何修正设计思路。这种“理论联系实际”的处理方式，极大地增强了这本书的实用价值。举个例子，在讲解脉冲宽度调制（PWM）时，它不仅详细介绍了各种主流的PWM策略，还对比了它们在纹波、谐波抑制以及控制复杂性上的优缺点，这种横向的比较分析，比单纯罗列知识点要高明得多。这本书的阅读体验是比较“费脑子”的，需要读者投入足够的时间和精力去消化，但一旦消化吸收了，收获绝对是实实在在的硬核知识。它更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何思考问题，而不是简单地告诉你答案。