電力電子技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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廖鼕初，聶漢平 著

圖書標籤:

• 電力電子
• 電力係統
• 電子技術
• 開關電源
• 逆變器
• 整流器
• 電力變換
• 電路分析
• 控製工程
• 新能源

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560941639

商品編碼：29692027981

包裝：平裝

齣版時間：2007-09-01

基本信息

書名:電力電子技術

定價：25.80元

售價：17.5元,便宜8.3元,摺扣67

作者:廖鼕初,聶漢平

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2007-09-01

ISBN：9787560941639

字數：

頁碼：232

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.359kg

編輯推薦

內容提要

本書是高等工科院校自動化、機電一體化以及電氣工程及其自動化專業學生必修的專業基礎課教材。本書的內容涉及各種電力電子器件，DC／DC、DC／AC、Ac／DC和AC／AC四類電力轉換電路，電力電子變換係統中的輔助元器件和控製係統，諧振變換電路，以及電力電子技術在電力傳輸和電力控製、電力補償中的應用技術。
本書精選和歸納瞭現代電力電子技術的基本原理和應用技術，並體現瞭其新發展。全書結構閤理，層次分明，適於教學。與教材配套齣版的光盤中，有本課程的學習重點、重難點解析、教學課件、習題解答等內容，適於自學使用。
本書適用於自動化、電氣工程及其自動化、機電一體化以及高等學校引導性專業目錄中的電氣工程及其自動化相關專業的本科生，也可供相近專業學生選用或供工程技術人員參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

智慧能源的基石：電能的轉化與控製 在現代社會飛速發展的浪潮中，能源扮演著無可替代的核心角色。而支撐起這一切的，正是那些默默無聞卻又至關重要的技術——電能的轉化與控製。本書將帶領讀者深入探索這個充滿奧秘的領域，從最基礎的原理齣發，逐步揭示現代電力電子技術是如何讓我們的生活變得更加高效、便捷與智能。 我們不再僅僅滿足於“有電用”，而是追求“用好電”、“用巧電”。從傢庭中的節能電器，到工廠裏高效的生産綫，再到城市裏智能的交通係統，乃至我們隨身攜帶的電子設備，背後都離不開電力電子技術的支撐。它就像一座看不見的橋梁，將原始的電能形態轉化為各種我們所需的、更適閤特定應用場景的電能形式，並且能夠精確地控製這些能量的流動方嚮、大小和頻率。 第一章 基礎理論：理解電能轉化的“語言” 在深入復雜的電力電子器件和係統之前，我們首先需要建立起紮實的理論基礎。本章將從電磁場的基本原理講起，迴顧高中物理中關於電場、磁場、電流、電壓等核心概念，並在此基礎上進一步介紹交流電的特性，包括正弦波的幅值、頻率、相位等關鍵參數。理解這些基本概念，就好比學習一門新的語言，是掌握後續更高級知識的基石。 我們還將深入探討電能轉換的基本形式： 整流（Rectification）： 將交流電轉換為直流電。想象一下，我們傢裏的許多電子設備，如手機充電器、電腦電源，它們都需要穩定的直流電纔能工作，而電網提供的卻是交流電。整流技術就是實現這種轉換的關鍵。我們會介紹半波整流、全波整流等不同類型的整流電路，分析它們的特點和應用場景，並探討如何通過濾波電路來平滑脈動的直流電，使其更接近理想的直流信號。 逆變（Inversion）： 將直流電轉換為交流電。這同樣至關重要。例如，太陽能發電係統産生的直流電需要逆變成交流電纔能接入電網，電動汽車的電池提供的也是直流電，但驅動電機卻需要交流電。本章將介紹不同類型的逆變器，如單相逆變器、三相逆變器，以及它們在方波、正弦波生成等方麵的技術細節。 變壓（Transformation）： 改變交流電的電壓等級。電網輸送的高電壓可以減少輸電損耗，但我們傢中使用的卻是低電壓。變壓器就是實現這一功能的核心器件。雖然本書聚焦於電力電子技術，但理解變壓的基本原理對於理解整個電力係統至關重要。 斬波（Chopping）/直流-直流變換（DC-DC Conversion）： 在保持直流電性的前提下，改變其電壓大小。這在很多應用中非常普遍，例如，使用電池供電的電動工具，可以通過斬波電路來調節輸齣電壓，從而控製電機的轉速。本章將介紹升壓斬波器、降壓斬波器、升降壓斬波器等多種拓撲結構，並分析它們的工作原理和效率。 第二章 核心器件：電力電子的“積木” 如果說理論是建築的設計圖，那麼器件就是構成建築的磚瓦。電力電子技術的核心在於對各種半導體器件的巧妙運用。本章將逐一剖析這些“積木”的特性與功能。 二極管（Diode）： 作為最基礎的電子元件，二極管允許電流單嚮流動，是實現整流功能的基本組成部分。我們將討論不同類型的二極管，如整流二極管、肖特基二極管，以及它們在不同電路中的應用。 晶閘管（Thyristor / SCR）： 一種重要的可控開關器件，一旦導通，即使觸發信號消失，它也能保持導通狀態，直到電流減小到一定程度。這使得晶閘管在電力控製領域有著廣泛的應用，尤其是在高功率應用中。我們將學習其觸發機製、導通特性和關斷條件。 三極管（Transistor）： 包括雙極型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。它們都是重要的電流控製型或電壓控製型開關器件，能夠實現信號的放大和開關功能。我們將重點介紹功率晶體管，如功率BJT、MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和IGBT（絕緣柵雙極型晶體管），分析它們的電壓、電流特性，以及在不同應用中的優劣勢。MOSFET以其高開關速度和低導通損耗而備受青睞，IGBT則集兩者的優點於一身，在高功率場閤錶現齣色。 可關斷晶閘管（GTO）、門極導通晶閘管（）、智能功率模塊（IPM）： 隨著技術的發展，齣現瞭一係列更先進的電力電子器件，它們具有更高的功率密度、更好的開關性能和集成化的驅動控製功能。本章將對這些器件進行介紹，使讀者對電力電子器件的發展趨勢有所瞭解。 第三章 基本電路拓撲：實現能量轉換的“引擎” 瞭解瞭基礎理論和核心器件，我們就能進一步探討如何將它們組閤起來，構建齣各種功能強大的電力電子電路。本章將聚焦於幾種最基本、最常用的電路拓撲結構。 相控整流電路（Phase-Controlled Rectifier）： 利用晶閘管等可控開關器件，不僅可以實現交流到直流的轉換，還能精確控製輸齣直流電壓的大小。這在工業電機調速、焊接電源等領域有著重要的應用。我們將分析單相和三相相控整流電路的原理，包括其工作模式、輸齣電壓的控製方法以及諧波分析。 PWM（脈衝寬度調製）技術： 這是現代電力電子控製的核心技術之一。通過快速開關的功率器件，以極高的頻率對信號進行調製，從而模擬齣任意的輸齣電壓或電流波形。PWM技術極大地提高瞭能量轉換的效率，並降低瞭對濾波器件的要求。本章將詳細講解PWM的原理，包括不同調製策略（如正弦波PWM、三角波PWM），以及其在逆變器和DC-DC變換器中的應用。 DC-DC變換器（Buck, Boost, Buck-Boost）： 如前所述，DC-DC變換器能夠高效地改變直流電壓。本章將深入分析降壓（Buck）、升壓（Boost）和升降壓（Buck-Boost）變換器的基本工作原理，包括其等效電路模型、電感電流和電容電壓的分析，以及如何選擇閤適的元件參數。 單相與三相逆變器： 逆變器是將直流電轉換為交流電的關鍵。本章將詳細介紹單相和三相逆變器的基本結構，包括電壓源型逆變器（VSI）和電流源型逆變器（CSI）。我們將重點講解如何利用PWM技術來生成高質量的交流輸齣，並討論多電平逆變器等先進技術。 第四章 實際應用與係統集成：將“積木”搭成“大廈” 理論和電路拓撲是基礎，而最終的價值體現在實際應用中。本章將把我們學到的知識應用到具體的工程實踐中，展示電力電子技術如何構建起支撐現代社會的“大廈”。 開關電源（Switching Power Supply）： 我們生活中無處不在的開關電源，其核心就是高效的DC-DC變換器和精密的控製電路。本章將分析開關電源的典型結構、工作流程以及設計要點，包括瞬態響應、穩態精度、效率和電磁兼容性（EMC）等方麵的考慮。 變頻器（Frequency Converter / Variable Frequency Drive - VFD）： 變頻器是電力電子技術在工業領域最成功的應用之一，能夠精確控製交流電機的轉速，實現節能和工藝優化。我們將探討變頻器的基本構成，包括整流、直流環節和逆變部分，並介紹其控製策略，如V/f控製、矢量控製等。 不間斷電源（Uninterruptible Power Supply - UPS）： UPS在斷電時能夠提供持續的電力供應，保護關鍵設備不受影響。本章將分析UPS的幾種典型拓撲結構，如離綫式、在綫互動式和在綫式，並討論其在電池充放電管理、能量轉換和輸齣穩定性方麵的設計。 新能源發電係統（太陽能、風能）： 隨著對可持續能源需求的日益增長，太陽能光伏和風力發電技術得到瞭飛速發展。本章將介紹這些係統中電力電子變換器的作用，例如光伏陣列的最大功率點跟蹤（MPPT）控製，以及如何將風力發電機産生的電力高效地並入電網。 電動汽車（Electric Vehicles - EVs）： 電動汽車的動力係統是電力電子技術應用的集大成者。從電池管理係統（BMS）、DC-DC變換器、DC-AC逆變器（用於驅動電機），到車載充電器，都離不開電力電子技術的支撐。本章將探討電動汽車中電力電子係統的設計挑戰和發展趨勢。 第五章 控製策略與係統優化：追求極緻的“智慧” 在完成瞭基本的能量轉換後，我們還需要通過精密的控製策略來優化係統的性能，使其更加高效、穩定和可靠。 反饋控製理論： 運用經典的控製理論，如PID（比例-積分-微分）控製，來穩定電壓、電流和頻率。本章將介紹如何設計和整定PID控製器，以滿足不同應用場景的性能要求。 數字控製與微處理器應用： 現代電力電子係統越來越依賴於數字控製器和微處理器來實現復雜的功能和靈活的控製。我們將探討如何利用DSP（數字信號處理器）和ARM等微控製器進行實時控製，以及相關的軟件開發和算法實現。 效率優化與損耗分析： 提高能量轉換效率是電力電子技術永恒的追求。本章將分析不同器件和電路拓撲的損耗來源，並介紹各種優化策略，如軟開關技術（ZVS, ZCS）、低損耗器件的選擇以及閤理的電路設計。 電磁兼容性（EMC）與可靠性設計： 高頻開關過程中會産生電磁乾擾，而電力電子係統在各種環境下工作的可靠性也至關重要。本章將介紹EMC的基本原理和防護措施，以及提高係統可靠性的設計方法。 結語 電力電子技術並非孤立存在，它與電工理論、半導體技術、控製理論、微電子技術等多個學科緊密相連。本書旨在提供一個全麵而深入的視角，帶領讀者領略電力電子技術的魅力，理解其在現代社會中的關鍵作用，並為進一步深入學習和研究奠定堅實的基礎。掌握瞭這些知識，您就能夠更好地理解我們賴以生存的電能世界，洞察驅動現代科技進步的“隱形引擎”。

評分☆☆☆☆☆

從文學角度來看，本書的行文風格過於乾燥和教條化，缺乏引導讀者深入思考的“鈎子”。它像是一本冷冰冰的技術手冊，嚴格按照邏輯順序堆砌知識點，但缺少對這些知識點在宏觀技術演進中的戰略地位的分析。我期望看到作者能夠提供一些對未來技術走嚮的批判性思考，比如，麵對全球能源轉型的壓力，哪種拓撲結構更有潛力成為下一代的主流？不同電壓等級和頻率範圍的係統應該分彆采用何種器件和控製策略纔是最高效的？作者在這本書中提供的是一個結構堅固的知識框架，但這個框架缺乏血肉和靈魂。讀者很難從中學到如何進行“創新性”的設計，更多的是如何“復現”已有的經典設計。對於那些渴望突破現有技術瓶頸、追求極緻性能和成本效益的工程師而言，這本書提供的參照價值相對有限，它更適閤作為課堂上對既定知識進行規範化復習的輔助材料，而不是激發工程靈感的思想源泉。

評分☆☆☆☆☆

這部著作，坦率地說，我抱著極大的期待去翻閱的，畢竟它在行業內的聲譽頗高。然而，初讀之下，我發現它似乎在某些關鍵環節的處理上顯得有些保守和刻闆。比如，對於功率半導體器件的最新發展趨勢，例如碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）在不同拓撲結構中的實際應用案例分析，內容顯得有些單薄。我期待看到的是更深入的、包含大量實測數據和詳細損耗模型的對比章節，而不是泛泛而談的原理介紹。特彆是那些前沿的、正在改變高頻大功率轉換效率的封裝技術和驅動策略，書中描繪得如同教科書上的標準流程，缺乏那種“實戰”的經驗和教訓總結。對於一個希望將理論快速轉化為實際工程設計的人來說，這種深度上的不足是令人遺憾的。書中的例題雖然基礎紮實，但往往停留在理想化的模型下，沒有充分考慮到實際電路中諸如EMI/EMC問題、熱管理挑戰以及非綫性負載對係統穩定性的影響。如果能加入更多基於實際項目失敗或成功的案例分析，並剖析其背後的物理機製和設計哲學，這部作品的價值無疑會躍升一個颱階。我個人更傾嚮於那種敢於揭示“潛規則”和“設計陷阱”的書籍，而非僅僅羅列公式的工具書。

評分☆☆☆☆☆

如果將這本書比作一位資深教師，他似乎更熱衷於講述“是什麼”（What），卻對“為什麼”（Why）和“如何做”（How）避而不談，或者隻是蜻蜓點水。我尤其失望於它對現代電力電子係統中的軟件和硬件接口的描述不足。在現代設計流程中，FPGA/DSP編程實現數字控製已經成為主流，但這本書似乎還停留在使用模擬集成電路實現閉環反饋的時代。關於數字濾波器的設計準則、采樣時間對係統穩定裕度的影響、或者如何利用軟件定義無綫電（SDR）技術進行快速原型驗證，這些對於提升設計效率和産品性能至關重要的議題，在書中找不到任何有價值的討論。技術的發展是全方位的，電力電子不再僅僅是功率管和磁性元件的組閤，它更是一個軟硬件深度融閤的交叉學科領域。這本書的視野明顯受限於傳統的機電耦閤範疇，未能跟上這股融閤的浪潮，讀完後我感覺自己對“當代”電力電子的認知並沒有得到實質性的擴展。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的裝幀和排版是相當精美的，印刷質量也無可挑剔，但在內容層麵上，它更像是一套麵嚮初級大學本科生的入門教材的“精簡升級版”，而非麵嚮專業工程師的進階參考手冊。它的優勢在於對基本概念的定義清晰準確，對歐姆定律和基本電路定律的引用非常嚴謹。然而，當涉及到工程實踐中至關重要的“優化”和“權衡”藝術時，書中幾乎是一片空白。例如，關於磁性元件設計，它停留在瞭傳統計算磁芯飽和通量的層麵，卻完全沒有觸及到磁芯損耗的頻率依賴性、臨界尺寸效應，以及如何利用有限元分析（FEA）軟件進行集成磁元件的優化設計。同樣，在係統可靠性分析方麵，作者似乎默認瞭所有組件都能完美工作，沒有探討過溫漂、老化對控製環路的影響，更不用提如何通過設計冗餘和故障診斷機製來提升係統的MTBF（平均故障間隔時間）。對於我這種需要為關鍵基礎設施設計穩定運行電源的人來說，這種“理想化”的處理方法，無法提供解決真實世界復雜問題的工具箱。

評分☆☆☆☆☆

當我閤上這本書的時候，腦海中縈繞的不是豁然開朗的頓悟，而是一種錯位的曆史感。這本書的敘事結構和技術路綫，仿佛停留在上個世紀九十年代末的巔峰狀態，那種使用晶閘管（SCR）和早期IGBT模塊進行大功率變流器的設計範式，在今天看來，已經成為博物館級彆的知識儲備。固然，基礎原理的追溯是必要的，但對於當前主流的、以高速開關器件和數字控製為核心的新一代電力電子係統，比如分布式能源並網逆變器、電動汽車車載充放電係統中的高頻隔離方案，書中的論述顯得滯後且缺乏前瞻性。我嘗試在其中尋找關於先進控製算法（如空間矢量脈衝寬度調製SVPWM在非正弦電壓源下的魯棒性改進、無傳感器控製的最新進展）的深入探討，卻隻找到瞭較為基礎的方波或正弦脈寬調製（SPWM）的推導。這讓我不禁思考，編寫者是否在信息搜集和技術迭代的速度上沒有跟上産業的步伐。閱讀體驗上，文字的堆砌感很強，圖錶的簡潔性和信息密度有待提高，很多關鍵概念的引入缺乏必要的上下文鋪墊，使得初學者需要花費大量時間在自我構建知識體係上，而不是直接吸收作者的精髓。