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出版者:机械工业出版社

作者:唐海源 编

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2004-1

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111141853

丛书系列:

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现代电力电子技术与应用 书籍简介 本书深入探讨了现代电力电子技术的核心理论、关键器件以及在各个工业领域的实际应用。旨在为电气工程、自动化、电子信息工程等专业的学生和工程技术人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考资料。 第一部分：电力电子技术基础理论 第一章：电力电子技术概述 本章首先界定了电力电子学的研究范畴及其在现代能源系统中的战略地位。回顾了电力电子技术的发展历程，从早期的机械式开关到现代基于半导体器件的高频、高效率转换技术。重点阐述了电力电子系统的基本构成——控制系统、功率转换电路和电磁兼容性（EMC）设计。讨论了电力电子变换器的基本功能分类：交流-直流（AC/DC）、直流-直流（DC/DC）、直流-交流（DC/AC）以及交流-交流（AC/AC）变换。强调了效率、功率密度、响应速度和可靠性作为衡量电力电子系统性能的关键指标。 第二章：电力电子器件 这是全书的基础部分，详细剖析了当前主流功率半导体器件的工作原理、特性曲线及选型依据。 功率二极管 (Power Diode)： 分析了快恢复二极管（FRD）和超快恢复二极管的开关特性、反向恢复损耗及其在续流和整流电路中的应用。 功率晶体管 (Power BJT)： 阐述了BJT的导通、关断机制，重点讨论了高电流密度下的热稳定性问题。 功率场效应晶体管 (MOSFET)： 深入解析了MOSFET的导通电阻$R_{DS(on)}$、栅极电荷$Q_g$与开关损耗之间的权衡关系。探讨了宽禁带半导体器件，特别是功率MOSFET在提高开关频率和降低导通损耗方面的优势。 绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)： 详细描述了IGBT的“PNP晶体管”与“MOSFET驱动”的混合结构特性。分析了其在高压、大功率场合的适用性，特别是饱和压降与开关速度的折衷点。 新型器件： 引入碳化硅（SiC）MOSFET和氮化镓（GaN）HEMT。阐述了这些第三代半导体器件在超高频操作、极低开关损耗方面的突破性进展，并分析了其驱动电路设计面临的新挑战（如米勒平台效应的抑制）。 第三章：电力电子电路驱动与控制 本章聚焦于如何精确、可靠地控制功率半导体器件的开关行为。 脉冲宽度调制 (PWM) 技术： 系统介绍了正弦波PWM（SPWM）、矢量控制PWM（SVPWM）等调制策略。对三相逆变器的调制性能，特别是对输出谐波含量的影响进行了定量分析。 驱动电路设计： 详细讨论了对IGBT和MOSFET进行驱动的要求，包括光耦隔离、电平移位、死区时间控制（Dead Time Compensation）以及高/低侧驱动的隔离和浮地电压的稳定。强调了驱动电路对器件安全运行的关键作用。 保护电路： 阐述了过流保护（OCP）、过温保护（OTP）以及欠压锁定（UVLO）等关键保护机制的设计原则，确保器件在瞬态过载情况下不被损坏。 第二部分：基本功率变换电路拓扑 第四章：AC/DC 变换器（整流电路） 本章侧重于交流电网侧的接入技术。 非控与半控整流电路： 分析了传统的半波、全波桥式整流电路的输出电压纹波、平均输出电压及输入电流的畸变。 有源功率因数校正 (APFC)： 深入研究了Boost型、Buck-Boost型APFC电路的工作原理。重点讨论了如何通过控制策略（如峰值电流控制、平均电流控制）来确保输入电流正弦化并与电网电压同相，实现高功率因数（PF > 0.99）和低总谐波畸变（THDi）。 多电平整流技术： 介绍了中点钳位（NPC）和飞跨电容（Flying Capacitor）等拓扑在降低输出电压谐波、减小器件电压应力方面的应用。 第五章：DC/DC 变换器 本章涵盖了隔离与非隔离直流电压转换技术。 非隔离型变换器： 详细分析了Buck、Boost、Buck-Boost电路的稳态分析（CCM/DCM模式）以及动态响应特性。讨论了其在电池充电和点负载供电中的应用。 隔离型变换器： 重点研究了高频开关隔离技术。分析了正激（Forward）、反激（Flyback）、半桥和全桥（Half/Full-Bridge）变换器的电路结构、变压器设计（耦合电感参数确定）和漏感处理。讨论了如何利用软开关技术（零电压开关ZVS或零电流开关ZCS）来大幅提高变换效率。 第六章：DC/AC 变换器（逆变电路） 本章是研究交流输出的关键。 方波与SPWM 逆变器： 分析了单相和三相桥式逆变器的工作原理和输出电压特性。 电压源逆变器 (VSI)： 详细阐述了矢量控制（FOC）在三相逆变器中的应用，这是实现高精度交流输出的关键。讨论了空间矢量调制（SVPWM）相对于正弦波调制的优势，如更高的直流利用率和更低的谐波含量。 多电平逆变器： 探讨了级联H桥（CHB）和中点钳位（NPC）逆变器在构建高压大容量系统中的优势，特别是在中/高压电机驱动和静止电源中的应用。 第三部分：电力电子在系统中的集成与应用 第七章：电机驱动系统 本章将电力电子技术与电机控制相结合，是本书的实践核心。 永磁同步电机 (PMSM) 驱动： 详细介绍基于$alpha-eta$坐标系和d-q坐标系的解耦控制理论。重点讲解了磁场定向控制（FOC）的实现流程，包括电流环、速度环的PI参数整定，以及如何利用SVPWM实现对PMSM的高动态性能控制。 开关磁阻电机 (SRM) 驱动： 分析了SRM的结构特点和双凸极非线性特性。讨论了其基于“最优导通角”和“关断角”的控制策略，以及在成本敏感型或极端环境应用中的优势。 变频调速与谐波影响： 分析了变频器输出的PWM电压对电机绝缘和轴承电流的影响，并探讨了减小谐波对策，如提高开关频率或采用多电平技术。 第八章：电能质量与电能变换系统 本章关注电力电子系统与电网的接口及质量问题。 有源滤波器 (APF) 与无源滤波器 (PF)： 比较了两种滤波器技术在抑制电网谐波方面的优劣。详细介绍了基于瞬时无功功率理论（p-q理论）的APF控制算法实现。 STATCOM (静态同步补偿器)： 阐述了STATCOM基于电压源逆变器技术，在电网动态无功补偿、提高系统稳定性和电压控制方面的应用原理。 电磁兼容性 (EMC) 设计： 讨论了高频开关带来的电磁干扰源（EMI）和敏感性（EMS）问题。提出了在PCB布局、器件选型和屏蔽设计方面抑制传导和辐射干扰的工程方法。 第九章：现代电力电子应用实例 本章选取了当前最具代表性的应用领域，展示电力电子系统的集成化设计。 电动汽车 (EV) 驱动系统： 分析了车载DC/DC变换器（高压母线到12V低压系统）、车载充电机（OBC）的拓扑选择（如LLC谐振变换器的高效设计）以及电机控制器在热管理和功率密度上的挑战。 光伏并网逆变器： 讨论了并网逆变器的双环控制结构，包括电网同步技术（锁相环PLL）和双有源桥（DAB）DC/DC技术在分布式能源接入中的应用。 高频感应加热电源： 分析了基于高频逆变器（如半桥或全桥ZVS电路）的感应加热系统，重点在于谐振槽路的设计与负载匹配技术。 本书内容结构严谨，理论推导详实，配以丰富的工程实例和仿真分析（此处不涉及具体习题或解答内容，专注于技术介绍），是全面掌握电力电子技术及其在现代工业领域应用的理想读物。

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这本书的语言风格给人的感觉是极其的疏离和冷漠，完全没有体现出“学习指导”应有的那种鼓励和引导的温度。作者似乎是把所有的精力都放在了信息的堆砌上，而不是如何将这些信息有效地传递给初学者。大量的术语被直接抛出，几乎没有用通俗易懂的类比或者生活中的例子来进行辅助说明，导致很多概念即便勉强读懂了文字描述，大脑中也无法形成清晰的图像。阅读体验极其枯燥乏味，就像在阅读一份技术规格说明书的节选，而不是一本旨在帮助学习的教材。一个好的指导性读物应该像一位耐心的导师，能够预见到学生可能在哪儿卡住，并提前铺设好辅助理解的桥梁，但这本书显然在这方面做得非常不到位，读起来让人倍感孤独和沮丧。

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这本书的排版实在是一言难尽，简直是让人在阅读的时候倍感折磨。字体大小和行距的设置好像是随便点出来的，有时候一个段落的开头缩进得特别奇怪，让人一下子找不到阅读的节奏感。更别提那些公式和图表的插入了，很多时候它们和正文的对齐都是歪七扭八的，看着就让人心烦。翻阅这本书的时候，感觉就像在看一本未经校对的初稿，很多地方的逻辑跳转都很生硬，上下文之间的衔接也显得十分突兀。尤其是那些需要对照图片来理解的步骤，图片的位置总是离讲解的文字很远，每次都要费力地上下翻页比对，极大地影响了学习效率。如果能把排版优化一下，至少能让读者在面对这些专业知识时，心情能放松一些，不至于光是盯着版面错误就能耗费掉大半精力。

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从装帧和耐用性的角度来看，这本书的质量简直是低到了令人发指的地步。封面材料非常单薄，拿在手里没有任何分量感，稍微用力不当就可能造成折痕。更糟的是内页纸张，它不仅纸质粗糙，而且吸墨性极差，每次翻页时都能闻到一股浓重的油墨味，让人担心长期接触对健康是否有影响。如果读者像我一样，需要频繁地在不同的章节间跳转，或者需要用荧光笔做重点标记，这本书的装订很快就会显现出其脆弱性。才翻阅了不到一个月，书脊就已经开始出现松动的迹象，一些页面的连接处已经岌岌可危。对于一本作为学习工具的书籍来说，其物理上的耐久性是至关重要的，很明显，出版商在这方面完全是能省则省，牺牲了读者的长期使用价值。

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我个人认为，这本书的知识深度和广度远远没有达到我期望的水平。它更像是一本基础知识的快速回顾手册，对于一些核心概念的阐述往往止步于表面，缺乏深入的剖析和理论的推导过程。例如，在讲解电机效率曲线的形成机理时，书中只是简单地列举了几个影响因素，但对于这些因素是如何相互作用、在不同负载下如何动态影响效率的，却语焉不详，让人在尝试理解其背后的物理本质时感到力不从心。对于那些希望通过系统学习来构建完整知识体系的读者来说，这本书提供的支撑力度是远远不够的。它更适合那些已经对原理有基本了解，只是需要一个快速参考工具的人，而不是作为一本主要的教材来使用。总而言之，内容的“干货”不足，更偏向于一种概括性的介绍。

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这本书的习题部分简直是笑话，简直是对“解答与学习指导”这个标题的巨大讽刺。习题的选择范围极其狭窄，几乎总是围绕着那几个最基本、最套路化的计算题型打转，完全没有触及到实际工程应用中可能遇到的复杂耦合问题或者需要综合运用多个知识点才能解决的难题。更令人气愤的是，即便是那些简单的题目，它的解答过程也常常是“跳跃式”的。它会直接给出一个最终的数值答案，中间的关键计算步骤常常被省略得干干净净，仿佛读者应该拥有“读心术”，能够凭空猜出每一步是如何得出的。对于我们这些需要通过模仿解题步骤来掌握方法的学习者来说，这种缺乏细节的指导简直是灾难性的，让我们根本无从判断自己是在哪个环节出现了理解上的偏差。

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