电力电子技术 9787111378174 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高文华 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111378174

商品编码：29840541212

包装：平装-胶订

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：电力电子技术

定价：31.00元

作者：高文华

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787111378174

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以培养高素质技能型专门人才为目标，系统地介绍了电力电子技术的基本理论。在注重基本理论、基本方法的基础上，突出应用技术，充分体现了高职高专教育的特点。全书共分6个模块，内容包括：电力电子器件基础知识、电力电子器件驱动与保护、可控整流电路、直流斩波变换电路、逆变电路、交-交变换电路及附录。本书特色是每个模块都附有任务实施和知识拓展，使学生在提高自身技能的同时，能够通过知识拓展拓宽学生的视野，除此之外还附有小结和习题与思考题，以方便教师教学和学生自学。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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电路的灵魂，能量的舞者：探索现代电力电子技术 在信息爆炸、技术飞速发展的时代，电力已经渗透到我们生活的方方面面，从驱动庞大的工业机械到点亮璀璨的城市夜空，再到为我们手中的智能设备提供源源不断的动力。而隐藏在这一切背后，默默守护着能量流动效率与安全的关键技术，便是电力电子技术。它宛如电路的灵魂，能量的舞者，以精妙的控制与转换，勾勒出现代电力系统的脉络，推动着能源利用方式的深刻变革。 电力电子技术，顾名思义，是关于电能的产生、传输、转换、控制与利用等方面的科学与工程技术，其核心在于利用半导体器件（如二极管、晶闸管、IGBT、MOSFET等）作为开关，以极高的速度和效率对电能进行“切、断、变频、变压”等一系列操作。它不仅是基础的电力工程学分支，更是与微电子技术、控制理论、信息技术等前沿学科深度融合的产物，是实现高性能、高效率、智能化电能系统的基石。 功率器件：电力电子技术的“心跳” 任何强大的技术都离不开其核心的“器官”。在电力电子技术中，功率半导体器件便是驱动这一切运转的“心跳”。它们如同高性能的“电子阀门”，能够承受高电压、大电流，并在极短的时间内实现开关动作。从早期的晶闸管（SCR）和功率二极管，到如今广泛应用的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），功率器件的每一次革新都意味着电力电子技术性能的飞跃。 现代功率器件的设计，不仅追求更高的功率密度和更低的导通损耗，更注重开关速度、耐高温性能以及可靠性。例如，MOSFET以其高开关速度和易于驱动的特点，在低压、高频应用中占据主导地位；而IGBT则结合了MOSFET的易驱动性和双极型晶体管的耐高压、大电流特性，成为中高压电力电子装置的主力。更先进的碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料的出现，更是将功率器件的性能推向了新的高度，使得设备尺寸更小、效率更高、工作温度范围更广，为电动汽车、高速铁路、新能源发电等领域带来了革命性的突破。 电力电子变换器：能量转换的“魔法师” 功率器件只是工具，而将它们巧妙组合起来的电力电子变换器，才是真正实现能量“魔法”的装置。变换器是电力电子系统的核心组成部分，它们根据不同的应用需求，将输入的电能转换为输出的特定形式。 AC-DC变换（整流）： 将交流电转换为直流电。这是最基础也是最广泛的应用之一，例如我们家中的电源适配器，手机充电器，以及工业中的各种电源设备，都离不开高效、可靠的整流电路。现代整流技术不仅追求能量效率，还着力于降低谐波污染，提高功率因数，以满足日益严格的环保和电网接入标准。 DC-AC变换（逆变）： 将直流电转换为交流电。这对于将电池储能系统（如电动汽车、光伏发电）连接到交流电网或交流负载至关重要。逆变器的性能直接决定了输出交流电的质量，包括频率、电压的稳定性以及波形失真度。高级逆变技术能够产生接近完美正弦波的输出，并实现精确的频率和电压控制。 DC-DC变换： 将一种直流电压转换为另一种直流电压。这类变换器种类繁多，如升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）、隔离型（Flyback, Forward, Half-bridge, Full-bridge）等。它们广泛应用于便携式电子设备、计算机电源、以及各种需要精确电压调节的系统中，确保不同电子元器件都能在最佳电压下工作。 AC-AC变换（AC-AC直接变换和频率变换）： 直接将一种交流电转换为另一种交流电，或者改变其频率。例如，用于电机调速的变频器（VFD）就是典型的AC-AC变换器，它能够根据负载需求精确控制电机的转速，从而实现节能和工艺控制。 这些变换器并非孤立存在，它们的设计和优化需要深入理解电磁学、电路理论、控制理论以及热力学等多个学科的知识。如何在高效率、低损耗的前提下，实现精确的电压、电流、频率控制，并保证系统的稳定性和可靠性，是变换器设计者们永恒的挑战。 控制策略：电力电子系统的“智慧大脑” 再精密的硬件，也需要“智慧”来驱动。电力电子变换器的高效运行，离不开精密的控制策略。控制系统就像是电力电子变换器的“智慧大脑”，它实时监测着变换器的运行状态，并根据预设的目标和外部指令，调整功率器件的开关时序，从而实现期望的输出。 脉冲宽度调制（PWM）技术： 这是实现电压、电流精确控制的核心技术。通过改变功率器件导通时间的比例（占空比），可以在输出端获得一个平均电压或电流，其大小可以通过改变占空比来调节。PWM技术种类繁多，如电压型PWM、电流型PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等，不同的PWM策略在输出质量、谐波抑制、瞬态响应等方面各有优劣。 反馈控制： 为了应对负载变化、输入电压波动以及器件参数漂移等不确定因素，电力电子系统通常采用反馈控制。通过传感器实时测量输出电压、电流等关键参数，与期望值进行比较，然后根据误差信号通过控制器（如PID控制器）生成控制信号，反过来调整PWM的占空比，从而使输出始终稳定在目标值。 智能化与高级控制： 随着人工智能和大数据技术的发展，电力电子系统的控制正朝着更加智能化和自主化的方向发展。例如，基于模型预测控制（MPC）的技术，能够预先预测系统的未来行为，并优化控制策略；自适应控制技术可以根据系统参数的变化自动调整控制器参数；而模糊逻辑控制和神经网络控制等技术，则能够处理复杂、非线性的系统，甚至实现故障诊断和自我修复。 应用领域：电力电子技术渗透的广阔天地 电力电子技术的进步，深刻地改变着我们的社会和生活。几乎所有与电力相关的领域，都受益于电力电子技术的革新： 新能源发电与储能： 光伏发电系统需要DC-AC逆变器将太阳能转化为可用的交流电；风力发电系统同样需要复杂的功率变换器来匹配风机的输出与电网的要求；电动汽车的电池管理系统（BMS）、电机控制器、车载充电机等，都离不开电力电子技术。能源存储系统（ESS）的充放电控制，更是电力电子技术的关键应用。 工业驱动与自动化： 变频器（VFD）是工业电机调速的主力，能够显著降低能耗，提高生产效率；伺服驱动器则为机器人、精密机床等提供了高精度、高动态的运动控制。电力电子技术还在工业加热、焊接、电解等领域发挥着重要作用。 智能电网： 灵活交流输电系统（FACTS）、高压直流输电（HVDC）等电力电子技术，能够提高电网的稳定性、可靠性和输电能力，实现电力的远距离、大容量传输，并更好地整合分布式新能源。 消费电子与通信： 手机充电器、电脑电源、LED照明驱动器、各种电器中的电源管理单元，都广泛采用了电力电子技术，以实现高效、稳定、安全的能源供给。 轨道交通： 高速列车的牵引系统、辅助电源系统，都严重依赖于电力电子技术来实现高效、可靠的运行。 未来的发展趋势：效率、智能化与绿色化 展望未来，电力电子技术的发展将继续聚焦于以下几个关键方向： 更高效率与功率密度： 随着新材料（如SiC、GaN）和新器件结构的不断涌现，以及更优化的变换器拓扑和控制策略的设计，电力电子设备将朝着更小的体积、更轻的重量、更高的效率和更强的功率密度迈进。 智能化与互联化： 利用大数据、人工智能和物联网技术，实现电力电子系统的自主诊断、预测性维护、远程监控和优化控制，构建更加智能、高效、可靠的电力系统。 绿色化与可持续发展： 降低电力电子系统的能耗和碳排放，减少电磁干扰（EMI），实现资源的最大化利用，是电力电子技术实现可持续发展的必然要求。 可靠性与安全性： 随着电力电子系统在关键基础设施中的应用日益广泛，提高其在极端环境下的可靠性和安全性，是确保社会正常运转的关键。 电力电子技术，作为连接电能与现代生活的关键桥梁，其每一次进步都意味着我们对能源的驾驭能力更上一层楼。它不仅仅是一门技术，更是一种解决能源挑战、驱动社会进步的强大力量，是构建高效、绿色、智能未来不可或缺的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系非常完整，几乎涵盖了电力电子技术的所有重要分支。从直流-直流变换器、直流-交流变换器，到交流-直流变换器和交流-交流变换器，每个部分都有详尽的讲解。作者在介绍各种拓扑时，都会详细分析其工作原理、优缺点、适用范围，以及相关的控制策略。我曾在设计一个高效率的DC-DC变换器时，对几种不同的拓扑进行过详细的比较，书中提供的分析极大地帮助我做出了最佳选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我惊叹的是它对最新技术发展的关注。虽然是一本技术书籍，但它并没有停留在过时的理论层面，而是积极地探讨了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体材料在电力电子领域的应用前景，以及它们带来的性能提升。书中还对软开关技术、无损开关技术等前沿课题进行了深入的探讨，并预测了这些技术未来的发展趋势。我曾将书中的一些前沿内容分享给我的同事，大家也普遍认为这本书具有很强的前瞻性，能够帮助我们提前布局未来的技术路线。

评分☆☆☆☆☆

对于初学者来说，这本书可能需要一些耐心。因为它确实非常深入，涵盖了电力电子领域绝大部分核心知识点。我记得我第一次读的时候，有些章节看得云里雾里，特别是关于控制理论和数字信号处理在电力电子中的应用部分，感觉信息量特别大。但是，我坚持下来了，并且在这过程中，我养成了深入研究的习惯。书中附带的习题设计得非常巧妙，有些题目需要你结合多个章节的知识才能解答，这极大地锻炼了我分析和解决复杂问题的能力。我曾花了整个周末去攻克一道关于多电平逆变器谐波抑制的难题，最终的成就感是无与伦比的。

评分☆☆☆☆☆

对于一名正在准备研究生入学考试的学生来说，这本书无疑是一本不可多得的宝藏。它不仅提供了扎实的理论基础，还涵盖了许多在课堂上可能学不到的实际应用和前沿技术。书中大量的例题和详细的解答，对于巩固知识、提高解题能力非常有帮助。我曾花费了数月时间，将书中的所有例题都认真做了一遍，并且对其中一些难题进行了反复推敲。这不仅帮助我顺利通过了考试，更让我对电力电子技术产生了浓厚的兴趣，并决定将其作为我未来的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

从排版和印刷质量上来说，这本书也做得相当出色。纸张的厚度和光滑度都恰到好处，阅读起来非常舒适，长时间翻阅也不会感到疲劳。图表的绘制清晰明了，关键参数和波形都标注得一清二楚，这对于理解复杂的电路原理非常有帮助。我尤其喜欢书中那些高质量的电路图和原理图，它们直观地展示了各种拓扑结构的构成和工作原理，为我的电路设计提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本技术手册，它更像是一部电力电子技术的百科全书。它涵盖了从基础理论到实际应用，从传统技术到前沿发展，几乎所有与电力电子相关的知识点都包含在内。我曾尝试在其他书籍中寻找关于某个特定功率器件特性的详细信息，但往往都无法找到如此全面和深入的分析。而在这本书中，我几乎总能找到我需要的答案。它为我提供了一个完整的知识框架，让我能够更好地理解和掌握电力电子技术这门学科。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的价值在于它将抽象的理论知识与具体的工程实践紧密地结合起来。作者在讲解每一个概念时，都会引用大量的工程实例，并且会对实际应用中的一些挑战和解决方案进行详细的分析。我曾参考书中关于功率因数校正（PFC）电路的设计案例，成功地为我的项目设计了一个高效可靠的PFC电路，大大提升了产品的整体性能。这本书让我明白，电力电子技术不仅仅是纸面上的公式和理论，更是解决实际工程问题的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手的工具书。每当我遇到一个电力电子相关的设计难题，或者在工作中需要回顾某个概念时，我都会第一时间翻开它。它就像一个忠实的朋友，总能在我需要的时候提供最精准、最权威的解答。书中对各种半导体器件的特性分析非常透彻，包括它们的损耗模型、开关特性、耐压能力等等，这些细节对于进行精确的电路设计至关重要。我曾经花费了大量时间去理解某个特定拓扑的传导损耗，书中提供的详细分析和计算方法，让我茅塞顿开，最终成功优化了我的设计，显著降低了系统的功耗。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计朴实无华，没有那种花哨的插图，只有庄重的书名和清晰的出版社信息。我当初选择它，纯粹是因为它的专业性。在翻阅过程中，我立刻被它严谨的学术风格所吸引。每一章都循序渐进，从最基础的二极管、三极管模型开始，逐步深入到复杂的开关电源拓扑、逆变器设计等。书中对公式的推导清晰到位，每一步都有详细的解释，不会让人感觉云里雾里。我尤其欣赏作者在讲解过程中，总是会引用大量的实际应用案例，比如各种工业电机驱动、新能源汽车充电桩、智能家居中的电源管理模块等等。这些案例不仅帮助我理解了理论知识在实际中的应用，更激发了我对电力电子技术未来发展的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，一开始我对这本书的厚度和内容深度有些畏惧。但是，当我真正开始阅读后，我发现作者的写作风格非常有条理，逻辑清晰，循序渐进。他善于用最简洁明了的语言解释最复杂的概念，并且总是会在关键的地方进行总结和提炼。我曾对一个关于PWM控制算法的章节感到困惑，书中通过一个生动的类比，让我瞬间理解了其中的核心思想。这种化繁为简的能力，是我在这本书中最大的收获之一。