电力电子技术 9787302284376 清华大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李高建，王尧 著

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• 清华大学出版社
• 9787302284376
• 电路分析
• 变流技术
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302284376

商品编码：29885129864

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：电力电子技术

定价：28.00元

作者：李高建,王尧

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787302284376

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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本书共分为6个教学项目，系统地讲述了目前研究比较热门的6种电力电子设备：调光电路、开关电源、中频感应加热电源、有源电力滤波器、直流斩波电路、交流变换电路。
本书针对高职高专的教学要求，注重理论联系实际，对实用性不大的内容进行了删减，对复杂的计算及推导进行了简化，增加了具有实用价值的内容，对实践教学具有指导性和可操作性。每个教学项目后均有小结及习题。
本书可作为高职高专院校电气工程领域及工业自动化领域等工科专业学生的教材，也可作为电力系统自动化相关领域工程技术人员的自学和培训用书。

目录

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项目1 调光电路
1.1 晶闸管
1.1.1 晶闸管的结构
1.1.2 晶闸管的工作原理
1.1.3 晶闸管的特性
1.1.4 晶闸管的主要参数
1.2 晶闸管的驱动与保护电路
1.2.1 晶闸管的触发电路
1.2.2 晶闸管的串、并联与保护
1.3 单相半波可控整流电路
1.3.1 电阻性负载
1.3.2 电感性负载
1.4 单结晶体管触发电路
1.4.1 单结晶体管
1.4.2 单结晶体管自激振荡电路
1.4.3 具有同步环节的单结晶体管触发电路
小结
习题

项目2 开关电源
2.1 绪论
2.1.1 开关电源的概念和分类
2.1.2 开关电源设计中存在的问题
与未来发展
2.2 开关电源元器件的选用
2.2.1 开关晶体管
2.2.2 软磁铁氧体磁芯
2.2.3 光电耦合器
2.2.4 二极管
2.2.5 自动恢复开关
2.2.6 热敏电阻
2.3 开关电源的设计基础
2.3.1 开关电源的控制方式
2.3.2 各类拓扑结构电源分析
2.3.3 谐振式电源与软开关技术
2.4 开关电源设计
2.4.1 开关电源集成控制芯片
2.4.2 开关电源电路分析
小结
习题

项目3 中频感应加热电源
3.1 电力晶体管
3.1.1 结构
3.1.2 工作特性
3.1.3 主要参数
3.1.4 二次击穿现象与安全工作区
3.1.5 电力晶体管的驱动
3.1.6 电力晶体管的保护
3.2 整流主电路
3.2.1 三相半波相控整流电路
3.2.2 三相桥式全控整流电路
3.2.3 整流触发电路
3.2.4 触发电路与主电路电压的同步
3.2.5 整流电路的保护
3.3 逆变主电路
3.3.1 有源逆变的工作原理
3.3.2 三相有源逆变电路
3.3.3 有源逆变小逆变角min
的限制与逆变失败
3.3.4 有源逆变电路的应用
3.4 中频感应加热电源的组成
小结
习题

项目4 有源电力滤波器
4.1 绪论
4.1.1 谐波的概念
4.1.2 电力系统谐波的产生及其危害
4.1.3 谐波畸变的量度及限制电网谐波的标准
4.1.4 谐波抑制技术
4.1.5 有源电力滤波器的国内外研究现状
4.1.6 本项目的研究内容
4.2 混合型有源电力滤波器的工作原理与数学建模
4.2.1 混合型有源电力滤波器的基本工作原理
4.2.2 混合型有源电力滤波器的结构
4.2.3 混合型有源电力滤波器的数学建模
4.3 谐波检测技术
4.3.1 谐波电流的实时检测技术
4.3.2 ip-iq算法
4.4 并联混合型有源电力滤波器的研究
4.4.1 并联混合型有源电力滤波器的结构和原理
4.4.2 LC无源滤波器的研究
4.4.3 并联混合型拓扑分析
4.4.4 并联混合滤波器的仿真
4.5 并联混合型有源电力滤波系统数字控制器的设计与实验研究
4.5.1 TMS320F240 DSP芯片的基本特征
4.5.2 硬件方案的实现
小结
习题

项目5 直流斩波电路
5.1 斩波电路的基本原理
5.2 降压斩波电路
5.2.1 电路结构与基本原理图
5.2.2 连续导电模式
5.2.3 断续导电模式
5.2.4 输出电压纹波
5.3 升压斩波电路
5.3.1 连续导电模式
5.3.2 断续导电模式
5.3.3 输出电压纹波
5.4 升降压斩波电路
5.4.1 电路结构
5.4.2 连续导电模式
5.4.3 断续导电模式
5.5 Cuk斩波电路
5.5.1 电路结构
5.5.2 连续导电模式
5.5.3 断续导电模式
5.6 其他形式的斩波电路
5.6.1 Sepic斩波电路
5.6.2 Zeta斩波电路
小结
习题

项目6 交流变换电路
6.1 交流变换器的类型
6.2 晶闸管交流开关
6.2.1 简单交流开关及其应用
6.2.2 由过零触发开关电路组成的单相交流调功器
6.2.3 固态开关
6.3 交流调压电路
6.3.1 单相交流调压电路
6.3.2 三相交流调压电路
6.4 交-交变频电路
6.4.1 交-交变频电路的用途
6.4.2 单相交-交变频电路
6.4.3 三相交-交变频电路
小结
习题

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电力电子变换与控制》 内容简介： 本书系统深入地探讨了现代电力电子技术的核心理论、关键技术和前沿应用。全书共分为十二章，旨在为读者构建一个全面而扎实的电力电子知识体系。从基础的电力电子器件原理出发，逐步深入到各种变换器拓扑、控制策略，并最终涵盖了电力电子在新能源、智能电网、电动汽车等领域的广泛应用。本书强调理论与实践的结合，力求使读者不仅理解“为什么”，更能掌握“怎么做”，从而为从事电力电子相关的研发、设计、工程应用等工作奠定坚实的基础。 第一章 绪论 本章首先对电力电子技术的发展历程、重要性及其在现代社会中的地位进行概述。通过回顾历史，展现电力电子技术如何从最初的简单开关控制发展到如今的智能化、高效化，并强调其在能源利用、环境保护、产业升级等方面的关键作用。随后，详细阐述了电力电子技术的学科分支，包括电力电子器件、电力电子变换器、控制系统以及应用领域等，为后续章节的学习提供宏观的框架。最后，介绍电力电子技术面临的主要挑战和未来发展趋势，如高效率、高功率密度、智能化、集成化以及与新材料、新技术的融合等，激发读者的学习兴趣和探索精神。 第二章 半导体电力电子器件 本章是电力电子技术的基础。详细介绍了目前主流的半导体电力电子器件，包括二极管、晶闸管（SCR）、双极型晶体管（BJT）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及近年来发展迅速的碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件。对于每一种器件，都深入剖析了其工作原理、特性曲线、参数选择依据，并着重讲解了门极（或基极）驱动电路的设计要点。此外，本章还探讨了这些器件在实际工作中所面临的可靠性问题，如热管理、瞬态过电压、过电流保护等，并介绍了相应的防护措施。通过本章的学习，读者能够深入理解各种器件的优缺点，并能根据具体应用需求进行器件选型。 第三章 基本电力电子变换器 本章着重介绍最基础、最常用的电力电子变换器拓扑。首先从“不控”的二极管整流器开始，介绍其工作原理、输出电压和电流的特性，以及谐波问题。接着，重点讲解“半控”的晶闸管相控整流器，分析其在不同导通角下的输出特性，并讨论其在交流调压和直流输出方面的应用。随后，详细阐述“可控”的斩波器（DC-DC变换器），包括降压型（Buck）、升降压型（Buck-Boost）、升压型（Boost）等基本拓扑，深入分析其工作模态、电压转换比、输出纹波以及电感和电容的参数设计。最后，介绍两类基本的交流-交流变换器：AC-AC变换器（交流调压器）和矩阵变换器（Matrix Converter），讲解其工作原理和优缺点。 第四章 DC-DC变换器拓扑与控制 本章在第三章的基础上，对DC-DC变换器进行更为深入的探讨。在拓扑方面，除了基本的Buck、Boost、Buck-Boost之外，还详细介绍了多种先进的DC-DC变换器，如Cuk变换器、SEPIC变换器、Zeta变换器、反激变换器（Flyback）、正激变换器（Forward）、半桥变换器（Half-Bridge）、全桥变换器（Full-Bridge）以及多相交错并联变换器等。对于每一种拓扑，都详细分析了其工作原理、功率开关的电压电流应力、变换效率、以及在不同负载条件下的表现。在控制方面，本章重点讲解了DC-DC变换器的基本控制策略，包括脉冲宽度调制（PWM）控制、电压模控制、电流模控制（包括平均电流模控制和峰值电流模控制）以及滞环控制等。深入分析了各种控制方法的动态响应、稳态精度、抗干扰能力以及易实现性。 第五章 DC-AC变换器（逆变器）拓扑与控制 本章聚焦于DC-AC变换器，即逆变器。首先介绍单相逆变器的基本拓扑，如单极性PWM、双极性PWM逆变器，分析其输出电压的生成方式、谐波特性以及调制策略。随后，重点展开对三相逆变器的讨论，包括电压源型三相逆变器（VSI）和电流源型三相逆变器（CSI），详细阐述了PWM调制技术在三相逆变器中的应用，如空间矢量脉宽调制（SVPWM）、载波移相PWM（Carrier-Based PWM）等。深入分析了各种调制策略的优缺点，包括对输出电压、电流谐波、器件损耗以及直流侧利用率的影响。最后，讨论了逆变器在实际应用中需要考虑的死区时间、共模电压、以及直流母线电容的选型等问题。 第六章 AC-DC变换器（整流器）拓扑与控制 本章针对AC-DC变换器，即整流器进行深入研究。在不控整流器的基础上，重点讲解了可控整流器（相控整流器）在单相和三相系统中的应用，分析了移相控制对输出电压、电流波形以及谐波注入的影响。随后，详细介绍了有源电力滤波器（APF）和开关函数方法在提高整流器功率因数和降低谐波方面的作用。特别地，本章会深入探讨PWM整流器（或称为受控整流器，AC-AC变换器的特殊形式），分析其作为能量路由器在双向功率流动、功率因数可控以及电网谐波抑制方面的优势。讲解了PWM整流器的基本拓扑、控制原理（如基于同步旋转坐标系的d-q解耦控制）以及在各种应用场景下的可行性。 第七章 谐波与功率质量 本章关注电力电子技术中至关重要的谐波和功率质量问题。详细分析了电力电子变换器产生谐波的机理，包括开关效应、非线性负荷等。系统地介绍了各种谐波的定义、测量方法和评价指标，如总谐波失真（THD）、谐波电压/电流有效值等。深入探讨了谐波对电力系统和用户设备的影响，包括功率损耗增加、设备过热、绝缘损坏、通信干扰等。在此基础上，详细介绍了抑制和治理谐波的各种技术，包括滤波器设计（LC滤波器、无源滤波器、有源滤波器）、PWM调制技术优化、多电平变换器以及多相并联技术等。最后，讨论了功率因数及其对电能利用效率的影响，并介绍了提高功率因数的技术，如无功功率补偿。 第八章 开关模式电源（SMPS）设计 本章将电力电子变换器的理论知识应用于实际的开关模式电源（SMPS）设计。从SMPS的基本构成和功能出发，详细讲解了不同类型的SMPS拓扑，如反激式、正激式、半桥、全桥、LLC谐振变换器等，并分析了它们的适用范围和设计特点。在设计过程中，重点关注元器件的选择（变压器、电感、电容、开关管、二极管、控制芯片等）以及热管理的设计。深入讲解了SMPS的稳定性分析和瞬态响应设计，包括反馈回路的设计和补偿网络的实现。此外，还讨论了EMI（电磁干扰）的抑制技术和安全设计规范，确保SMPS的可靠性和安全性。 第九章 电力电子在新能源发电中的应用 本章聚焦于电力电子技术在当前蓬勃发展的新能源发电领域的应用。详细介绍了太阳能光伏发电系统中，光伏阵列与电网连接的关键技术，包括最大功率点跟踪（MPPT）算法的原理和实现，以及并网逆变器的设计和控制策略，重点阐述了单相和三相并网逆变器如何实现高功率因数、低谐波注入以及对电网电压变化的适应性。接着，深入探讨了风力发电系统，包括不同类型风力发电机（如永磁同步发电机、异步发电机）与电网的接口技术，以及相关的变流器拓扑和控制方案。此外，还简要介绍了其他新能源发电方式（如潮汐能、波浪能）中电力电子技术的应用。 第十章 电力电子在电动汽车中的应用 本章深入探讨电力电子技术在电动汽车（EV）和混合动力电动汽车（HEV）中的核心作用。详细介绍了电动汽车的动力总成系统，包括驱动电机（如永磁同步电机、感应电机）的电力电子驱动器（电机控制器）的设计和控制，如矢量控制、直接转矩控制等。着重讲解了电池管理系统（BMS）中的电力电子应用，包括电池充放电控制、均衡技术和状态监测。深入分析了车载充电系统（OBC）的设计，包括AC-DC变换器（整流器）和DC-DC变换器在电池充电过程中的应用，以及它们在提高充电效率、缩短充电时间和优化电池寿命方面的作用。最后，探讨了DC-DC变换器在实现车辆不同电压等级（如12V、48V、高压电池系统）之间的能量转换中的关键角色。 第十一章 智能电网中的电力电子技术 本章阐述电力电子技术如何赋能智能电网的发展。详细介绍了柔性交流输电系统（FACTS）的关键技术，如静止无功补偿器（SVC）、同步STATCOM（STATCOM）、可控串联补偿器（TCSC）、统一潮流控制器（UPFC）等，分析了它们在提高电网输电能力、改善电网稳定性、抑制振荡和控制潮流方面的作用。接着，重点介绍了高压直流输电（HVDC）技术，包括LCC-HVDC和VSC-HVDC（电压源换流器HVDC）的原理、拓扑结构以及在长距离输电、海底电缆输电、异步电网互联等方面的应用优势。此外，还探讨了分布式电源（如光伏、风电）的接入对电网的影响，以及电力电子在配电网自动化、微电网能量管理、需求侧响应等方面的应用。 第十二章 电力电子技术前沿与发展趋势 本章展望电力电子技术的未来发展方向。对新兴的电力电子器件，如宽禁带半导体器件（SiC、GaN）的最新进展及其在提高效率、功率密度和工作温度方面的潜力进行深入分析。探讨了更高性能的变换器拓扑，如多电平变换器（如NPC、TPC、Cascaded H-bridge）、无源器件集成变换器、谐振变换器等。重点关注电力电子系统的智能化和数字化，包括基于人工智能（AI）和机器学习的控制策略、状态监测和故障诊断技术。最后，展望了电力电子技术与其他新兴技术（如物联网、大数据、5G通信）的融合，以及在智慧能源、储能系统、能源互联网等领域的广阔前景。

评分☆☆☆☆☆

我特别好奇这本书在实际应用方面的阐述，毕竟理论知识最终还是要落地到实践的。我希望作者能够详细介绍一些典型的电力电子器件，比如MOSFET、IGBT、二极管等，它们的工作原理、特性以及在不同电路中的应用。同时，我也很想了解功率变换器，像是Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC等拓扑结构，它们是如何实现电压、电流的变换，以及在各种应用场景下的优缺点分析。另外，书中对于一些控制策略的讲解也至关重要，例如PWM（脉冲宽度调制）技术，它是实现功率控制的核心，希望书中能够详细讲解不同调制方法的原理和实现方式，以及它们对系统性能的影响。如果还能涉及到一些高级的主题，比如软开关技术、无损开关技术，那就更好了，这些技术对于提高效率、降低损耗至关重要。我对那些能够将复杂概念转化为直观理解的内容特别期待，如果书中有仿真电路的分析或者实际电路的案例，那就更完美了，这有助于我将理论知识与实际操作联系起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版年份也是我考虑的一个因素，我希望它能够包含一些较新的技术和发展。电力电子技术发展迅速，新的器件、新的拓扑结构、新的控制策略层出不穷。我希望这本书能够紧跟时代步伐，介绍一些近几年来比较热门和具有潜力的技术方向。例如，宽禁带半导体器件（如SiC、GaN）在电力电子领域的应用越来越广泛，我希望书中能有相关的介绍，包括它们的优势、应用场景以及面临的挑战。此外，人工智能和大数据在电力电子系统中的应用也越来越受到关注，例如用于系统优化、故障诊断等，如果书中能触及这些内容，将大大提升其前沿性。我对那些能够让我看到行业未来发展方向的内容特别期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计我一直挺喜欢的，简约大方，颜色搭配也很舒服，每次放在书架上，都能吸引我的目光。拿到书的时候，我迫不及待地翻看了目录，里面的章节划分感觉很清晰，条理也很清楚，虽然我不是专业人士，但是从目录的结构上就能感受到编者在组织内容上的用心。我个人对一些基础性的理论内容比较感兴趣，希望这本书在讲解基本原理的时候，能够深入浅出，用生动的例子或者形象的比喻来帮助理解，毕竟电力电子技术听起来就比较抽象，如果能有好的引导，会大大提升学习的兴趣。而且，我特别关注书中的图表和公式，希望它们的设计能够清晰易懂，标注明确，能够准确地传达信息，而不仅仅是作为装饰。有时候，一本好的教材，即使只是看它的排版和插图，也能让人感受到一种严谨和专业的态度，这对于一个学习者来说是非常重要的。我一直在寻找一本能够系统性地介绍电力电子技术基本概念和应用的书籍，希望这本书能够满足我的需求，带领我进入这个 fascinating 的领域。

评分☆☆☆☆☆

我在选择教材的时候，非常看重书籍的逻辑性和连贯性。我希望这本书能够从最基础的概念入手，一步步引导读者深入理解更复杂的原理。比如，在讲解功率器件时，先介绍其基本特性，再讲解其在开关电路中的应用，最后再过渡到不同类型的功率变换器。章节之间的过渡是否自然，是否能够让读者感受到知识的层层递进，这是我非常看重的。我希望这本书的编写能够体现出一种循序渐进的学习路径，让没有基础的读者也能逐步掌握核心知识。同时，我也希望书中能够提供足够的例题和习题，帮助我巩固所学知识，检验学习效果。如果习题的难度能够由浅入深，涵盖不同层次的考察点，那就更好了。一本好的教材，就像一个优秀的向导，能够带领读者在知识的海洋中稳步前行，而不是让读者迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

我非常注重学习资料的辅助性资源，希望这本书能够提供一些额外的学习帮助。例如，我期望书中能够推荐一些相关的专业期刊、会议论文或者在线学习平台，帮助我对电力电子技术进行更深入的研究。如果书中能够提供一些推荐的软件工具，例如电路仿真软件（如PSIM、MATEMATICA）、PCB设计软件（如Altium Designer）等，并简要介绍其在电力电子领域的应用，那将非常有价值。我希望作者能够分享一些学习建议，比如如何有效地进行电路分析、如何进行参数设计、如何进行实验验证等。有时候，一本好的教材，不仅仅是提供知识本身，更能教会读者如何去学习和掌握知识。如果书中能够提供一些相关的行业标准或者规范，也会对我的学习有所帮助。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在关注智能电网的发展，而电力电子技术是实现智能电网的关键支撑技术之一。我希望这本书能够包含关于智能电网中电力电子应用的章节，比如柔性直流输电（HVDC）技术，它是实现大容量、远距离输电的重要手段，其中的换流器是核心。我还想了解微电网技术，以及在微电网中如何利用电力电子设备实现分布式能源的接入、能量管理和并网/离网运行。对于 FACTS（柔性交流输电系统）技术，我也很感兴趣，了解它是如何通过电力电子器件来提高交流输电系统的稳定性和输电能力的。如果书中还能涉及到一些关于配电网的自动化和智能化改造，以及相关的电力电子设备，那就非常贴合当前的发展趋势了。我对那些能够体现出技术前瞻性和行业应用前景的内容特别看好。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初学者，我希望这本书在内容上能够做到既有深度又不失广度。我期待它能够全面覆盖电力电子技术的基础知识，比如半导体器件的特性、基本功率变换电路的原理、控制理论在电力电子中的应用等等。同时，我也希望它能展示电力电子技术在各个领域的广泛应用，比如电力系统、新能源、工业驱动、消费电子等等，让我对这个学科有一个整体的认识。我希望书中能够提供清晰的理论讲解，配合生动的插图和图表，帮助我理解抽象的概念。而且，如果书中有案例分析，能够展示如何将理论知识应用于解决实际问题，那就更好了。我对那些能够帮助我建立扎实基础，同时又能激发我探索更广泛知识的书籍情有独钟。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电力电子在工业自动化领域的应用非常感兴趣。例如，在电机驱动方面，我希望这本书能够详细介绍各种交流和直流电机的变频调速技术，特别是针对感应电机、同步电机等主流电机类型的驱动方法。我还想了解伺ro-con（伺服控制）系统，以及其中涉及到哪些电力电子技术来实现精确的位置、速度和力矩控制。在工业电源方面，开关电源、不间断电源（UPS）等都是非常重要的应用，我希望书中能有深入的讲解，包括它们的工作原理、拓扑结构以及在不同工业场景下的应用。此外，对于一些特殊的工业应用，比如电弧炉、感应加热等，如果书中能提供相关的电力电子技术介绍，那就更具吸引力了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版单位是清华大学出版社，这本身就给了我很大的信心，因为清华大学在工程技术领域的研究一直处于领先地位。我期待这本书的作者团队能够拥有扎实的理论功底和丰富的实践经验，能够将最新的研究成果和行业发展趋势融入教材中。我关注这本书的内容深度，希望它既能覆盖电力电子技术的基础知识，又能触及一些前沿的技术和发展方向。例如，在新能源发电领域，像光伏发电、风力发电等，电力电子技术扮演着至关重要的角色，我希望书中能有相关的章节介绍并网逆变器、DC-DC变换器等关键技术。同时，电动汽车的快速发展也离不开高效的电力电子驱动和充电技术，如果书中能涉及这些内容，将极大地增加其实用性。我希望这本书能够为我提供一个全面而深入的视角，帮助我理解电力电子技术在现代社会中的重要作用，并为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电力电子技术怀有浓厚兴趣的读者，我特别关注书中对于新能源汽车动力系统相关的技术介绍。你知道，现在电动汽车是热门，而电力电子技术在其中起着至关重要的作用，从电机驱动到电池管理，再到充电桩，都离不开它。我希望这本书能够详细讲解电动汽车的动力总成架构，包括电机类型、电机控制器的工作原理，以及如何通过电力电子技术实现高效的驱动和能量回收。我还想了解电池管理系统（BMS）中的一些关键技术，比如电池的充放电控制、均衡技术、热管理等，这些都与电力电子技术息息相关。另外，对于快速充电技术，我也非常感兴趣，了解它是如何通过电力电子变换实现高效、安全的充电过程。如果书中能提供一些关于动力电池组的建模和仿真分析，那就更深入了。