电力电子技术 9787040145595 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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浣喜明，姚为正著 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040145595

商品编码：29424715290

包装：平装

出版时间：2004-08-01

基本信息

书名：电力电子技术

定价：22.90元

作者：浣喜明,姚为正著

出版社：高等教育出版社

出版日期：2004-08-01

ISBN：9787040145595

字数：340000

页码：281

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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全书内容按照“电力电子器件、电九电子电路及其控制技术和电力电子装置”的编写思路分为三部分。
部分内容包括常用电力电子器件（如SCR、GTO、VDMOS、IGBT、SIT、SITH、MCT、PIC等）的工作原理、特性、参数、驱动电路及保护方法；第二部分包括直流变换电路、逆变电路、整流电路和交流变换电路在内的常用电力电子电路的工作原理、参数计算方法和应用范围，还介绍了软开关技术的内容、相控技术和PWM控制技术在上述各种电路中的应用；第三部分从应用的角度出发，介绍了多种典型电力电子装置的组成、工作原理和实际应用，同时还介绍了先进控制技术在电力电子装置中的应用以及电力电子装置的可靠性与抗电磁干扰技术。
本书适用于高等工科院校应用型本科电气工程及其自动化、自动化以及机电一体化等电类专业，也可供有关工程技术人员参考。

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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变流技术：驱动现代能源系统的核心引擎 在日新月异的科技浪潮中，能源的生产、传输、分配和使用方式正经历着前所未有的变革。而在这场深刻的变革背后，一项看似低调却至关重要的技术——变流技术，正扮演着驱动现代能源系统的核心引擎角色。它如同能源世界的“血液循环系统”，精准地调控着电能的形态与流向，为我们构建一个更高效、更清洁、更可靠的能源未来。 变流技术的起源与发展：智慧的火花，时代的召唤 变流技术并非横空出世，其发展轨迹与人类对能源利用的探索息息相关。从早期简单的机械开关实现直流与交流的转换，到如今高度集成、智能化发展的电力电子器件，变流技术的进步始终伴随着电工技术的革新和半导体产业的飞跃。 早期的变流装置，如旋转变流机（电机-发电机组），体积庞大、效率低下，并且维护成本高昂。随着科学家的不断探索，晶闸管（SCR）、双极型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件的相继问世，为变流技术的革命奠定了基础。这些器件以其快速的开关速度、高功率承受能力和优异的性能，使得固态变流器成为可能，极大地提升了变流的效率和灵活性。 进入21世纪，随着电力电子技术的集成化、智能化和模块化发展，变流器不仅在性能上取得了巨大突破，在体积、重量和成本上也得到了显著优化。高性能微处理器和先进控制算法的应用，使得变流器能够实现更精确、更快速的动态响应，应对复杂的电网扰动。同时，模块化设计使得变流器的可靠性、可维护性和功率扩展性大大增强。 变流技术的核心原理：化繁为简，精准制御 变流技术的核心在于通过控制功率半导体器件的开关动作，对电能的电压、电流、频率和相位进行精确的变换。其基本原理可以概括为以下几个方面： 开关作用： 功率半导体器件（如IGBT、MOSFET）如同高性能的电子“开关”，能够根据控制信号的指令，以极高的频率接通或断开电路。通过精确控制这些开关的通断时序，可以实现对电能波形的塑造。 滤波与平滑： 开关过程中会产生大量的谐波，影响电能的质量。因此，变流器通常会配备电感、电容等滤波元件，用于滤除谐波，输出纯净的直流或交流电。 能量存储与释放： 电感和电容作为储能元件，在变流过程中扮演着重要角色。电感在电流增大时储存磁场能，在电流减小时释放能量；电容在电压增大时储存电场能，在电压减小时释放能量。这种能量的存储与释放过程，是实现电压和电流变换的关键。 调制与控制： 现代变流器广泛采用脉冲宽度调制（PWM）等控制技术。PWM通过改变脉冲的宽度来模拟所需的输出电压波形，从而实现对交流输出电压幅值和相位的精确控制。先进的数字信号处理器（DSP）和微控制器（MCU）则为实现复杂的控制算法提供了强大的支持。 变流技术的分类：多样化的应用，统一的使命 根据变换的电能类型，变流技术可以大致分为以下几类： 整流（AC-DC变换）： 将交流电转换为直流电。这是变流技术中最基本也是最常见的应用之一，广泛应用于电源适配器、电池充电器、直流电机驱动等领域。根据对输入的交流电进行变换的方式，又可细分为相控整流（利用可控硅等器件）和逆变整流（利用功率半导体器件）。 逆变（DC-AC变换）： 将直流电转换为交流电。这是实现交流电力系统与直流能量源（如太阳能电池、储能电池）互联的关键技术，也是实现交流电机调速和电网接入的重要手段。例如，光伏逆变器、风力发电变流器、不间断电源（UPS）等都属于此类。 直流斩波（DC-DC变换）： 在直流电路中，通过开关器件改变电压或电流的幅值。这使得固定电压的直流源可以输出不同幅值的直流电，广泛应用于电动汽车充电、开关电源、直流电网中的电压调节等。 交流变流（AC-AC变换）： 直接将一种频率、幅值或相位的交流电转换为另一种交流电。包括变频（改变频率，如风机、水泵的调速）、变压（改变电压幅值，如软启动器）等。 变流技术的关键部件：精密协作，驱动变革 要实现高效、可靠的变流功能，需要一系列高性能的电子元器件协同工作： 功率半导体器件： 这是变流器的“心脏”。目前主流的功率器件包括： IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): 结合了MOSFET的易驱动性和GTO（门极关断晶闸管）的高功率承受能力，是中高压、大电流变流器的首选。 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor): 以其高速开关特性和低导通损耗，在低压、高频应用中占据主导地位，如开关电源、DC-DC变换器。 SiC (Silicon Carbide) 和 GaN (Gallium Nitride) 器件： 新一代宽禁带半导体材料，具有更高的耐压、更快的开关速度和更低的损耗，正逐步取代硅基器件，在新能源汽车、高压输电等领域展现出巨大潜力。 控制电路： 包括微处理器、DSP、FPGA等，负责执行复杂的控制算法，产生PWM信号，实现对功率器件的精确控制。 驱动电路： 负责将控制信号转化为驱动功率器件所需的电压和电流，确保功率器件能够可靠、快速地开关。 滤波元件： 电感器和电容器，用于滤除谐波，提高输出电能的质量。 散热系统： 功率器件在工作时会产生大量的热量，需要高效的散热系统（如散热片、风扇、液冷）来保证其稳定运行和延长寿命。 变流技术的应用领域：赋能各行各业，重塑能源格局 变流技术已深度融入现代社会，成为推动各行各业发展不可或缺的力量： 新能源发电： 太阳能发电： 光伏逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为可并网的交流电，是太阳能电站的核心设备。 风力发电： 风力发电机变流器将风力转化为机械能，再经由变流器转换为符合电网要求的交流电。 储能系统： 储能变流器（PCS）负责电池的充放电管理，是构建灵活、可靠储能电站的关键。 电动汽车（EV）及充电设施： 车载充电机（OBC）： 将交流电网的电能转换为直流电为车载电池充电。 DC-DC变换器： 为车载电子设备提供所需的不同电压等级的直流电。 充电桩： 实现电网与电动汽车之间的电能传输和能量管理。 工业驱动： 电机驱动： 变频器是交流电机调速的主流技术，广泛应用于工厂自动化、泵、风机等领域，实现节能降耗。 伺服驱动： 精密控制电机的位置、速度和扭矩，在机器人、数控机床等高端制造领域至关重要。 电力系统： 高压直流输电（HVDC）： 利用大功率变流器实现远距离、大容量的直流输电，克服交流输电的限制。 柔性交流输电系统（FACTS）： 利用变流技术控制电网的电压、潮流和稳定性，提高电网的输电能力和可靠性。 智能电网： 变流器作为连接不同能源、不同类型负荷的接口，在智能电网的运行中发挥着关键作用。 消费电子与家用电器： 开关电源： 广泛应用于电脑、手机充电器、电视等，提供稳定高效的直流电源。 LED照明驱动： 精确控制LED的电流，实现高效、长寿命的照明。 家用电器： 洗衣机、空调、冰箱等智能变频家电，通过变流技术实现节能和功能优化。 变流技术的挑战与未来展望：创新不止，绿色前行 尽管变流技术取得了辉煌的成就，但仍面临诸多挑战，同时也孕育着巨大的发展机遇： 效率提升与损耗降低： 随着应用规模的不断扩大，即使微小的效率提升也能带来巨大的经济效益和环境效益。新一代宽禁带半导体材料（SiC、GaN）的应用，以及更优化的电路拓扑和控制策略，将是未来研究的重点。 高功率密度与小型化： 在满足更高功率需求的同时，减小变流器的体积和重量，是电动汽车、航空航天等领域的重要需求。 可靠性与寿命： 变流器在严酷的工作环境下长期稳定运行，对其可靠性提出了极高的要求。提高器件的抗干扰能力、优化散热设计、引入更完善的故障诊断和保护机制是关键。 智能化与数字化： 将人工智能、大数据等技术融入变流器的设计和运行，实现更智能的故障预测、自适应控制和能源调度，将是未来发展的重要方向。 电磁兼容性（EMC）： 变流器的高频开关会产生电磁干扰，需要采取有效措施来抑制和防护，以满足日益严格的EMC标准。 成本控制： 随着技术的成熟和规模化生产，降低变流器的制造成本，使其在更广泛的领域得到应用。 展望未来，变流技术将继续作为能源转型的关键技术，深刻影响着全球能源的生产、分配和消费方式。从构建更强大的新能源接入能力，到实现更高效的能源利用，再到推动交通、工业和通信等领域的电气化进程，变流技术都将扮演着不可替代的角色。随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，变流技术将为人类创造一个更加清洁、高效、可持续的能源未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常合理，逻辑清晰，让我能够高效地获取所需知识。它不仅仅是简单地罗列概念和公式，更注重的是对原理的深入剖析和对实际应用的引导。书中对于每一个章节的安排，都仿佛是精心铺陈的台阶，一步步将读者带入到电力电子技术的殿堂。我特别喜欢其中对各种拓扑结构和控制策略的详细讲解，这让我能够理解不同变换器的优缺点，以及在特定场合如何选择最合适的方案。那些丰富的实例分析，更是让我看到了理论如何在实践中得到应用，也激发了我探索更多可能性的欲望。有时候，我会反复研读某一个章节，试图从不同的角度去理解其中的含义，而这本书提供的不同解释和分析角度，总是能帮助我更全面地掌握知识。即使是一些我之前认为非常困难的章节，通过这本书的系统性讲解，也变得易于理解。这种循序渐进的学习体验，让我感受到了一种成就感，也让我对电力电子技术充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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