变流与调速技术应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:丁莉

出品人:

页数:133

译者:

出版时间:2006-8

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502588403

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 变流器
• 调速器
• 电机控制
• 驱动技术
• 工业自动化
• 电力传动
• 开关电源
• 逆变器
• PWM控制

《电力电子系统设计与控制》 内容简介 本书系统深入地阐述了现代电力电子系统的设计原理、关键技术和先进控制策略。内容涵盖了从基础的电力电子器件特性分析，到复杂的变换器拓扑结构设计，再到高效精确的控制算法实现，为读者构建起一个全面而精密的电力电子技术知识体系。本书的编写旨在为从事电力电子设备研发、系统集成、工程应用以及相关领域的研究人员和工程技术人员提供一套扎实、前沿的理论指导和实践参考。 第一章 绪论：电力电子技术的发展与应用 本章将带领读者回顾电力电子技术波澜壮阔的发展历程，从早期基于开关管的简单整流、逆变，到如今集成度高、智能化程度极强的功率模块和系统。我们将探讨电力电子技术如何深刻地改变了能源的产生、传输、分配和利用方式，以及其在国民经济中的核心地位。重点将放在电力电子技术在新能源发电（太阳能、风能）、电动汽车、工业驱动、智能电网、消费电子等领域的广泛而关键的应用，为后续章节的学习奠定宏观认识基础。 第二章 半导体功率器件及其选型 功率器件是电力电子系统的“心脏”。本章将详细介绍各类主流半导体功率器件的物理特性、工作原理、损耗机制和可靠性问题。我们将深入剖析二极管（包括快恢复二极管、肖特基二极管）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）以及碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等新型宽禁带半导体器件的优缺点。通过丰富的实际案例，指导读者如何根据具体应用场合（如电压等级、电流大小、开关频率、散热条件、成本等）进行科学合理的器件选型，以实现系统性能的最优化和成本的最经济。 第三章 基本电力变换器拓扑 本章是本书的核心内容之一，将系统梳理和深入分析各类基本电力变换器的拓扑结构、工作模式和能量转换原理。我们将从最简单的单相和三相整流器、逆变器入手，逐步介绍直流-直流（DC-DC）变换器（如 Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Zeta、Cuk 等拓扑）、直流-交流（DC-AC）变换器（如单相和三相逆变器）以及交流-交流（AC-AC）变换器（如矩阵变换器、AC-AC Chop-per）。对于每种拓扑，我们将详尽分析其功率开关器件的切换过程、电流电压波形、输入输出电压电流关系、功率变换效率以及谐波特性。通过对不同拓扑的比较分析，为读者选择适合特定应用需求的变换器提供依据。 第四章 高级电力变换器拓扑与多电平技术 在满足日益增长的高功率、高电压、低谐波要求下，高级变换器拓扑和多电平技术应运而生。本章将重点介绍如软开关变换器（ZVS、ZCS）、谐振变换器、以及面向高压大功率应用的各种多电平变换器拓扑，例如二极管钳位多电平（NPC）、级联H桥（CHB）和飞跨电容（FC）等。我们将分析这些高级拓扑在提高效率、降低谐波、减小电磁干扰（EMI）方面的优势，并探讨其在解决高压大功率应用中面临的挑战。 第五章 开关模式电源（SMPS）设计 开关模式电源是电力电子技术在消费电子、通信设备、计算机等领域最成功的应用之一。本章将聚焦SMPS的设计，从前级整流滤波、功率变换电路（如反激、正激、半桥、全桥等拓扑）到后级输出滤波和稳压，进行系统性的设计讲解。我们将深入分析SMPS的关键设计参数，如功率密度、效率、瞬态响应、纹波和噪声抑制等，并介绍如何利用磁性元件（变压器、电感）的设计与选型来优化SMPS的性能。 第六章 功率变换器的控制理论与方法 精确高效的控制是实现电力电子系统优异性能的关键。本章将详细阐述各类功率变换器的控制理论与方法。我们将从基础的脉冲宽度调制（PWM）技术（如SPWM、DPWM、VFPWM）入手，深入探讨电压型和电流型控制策略，以及PID控制、滞环控制、模型预测控制（MPC）等先进控制算法。特别地，我们将引入数字控制技术在电力电子系统中的应用，包括微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等在控制系统设计中的作用。 第七章 功率变换器的电磁兼容性（EMC）设计 电力电子系统在工作过程中会产生电磁干扰（EMI），同时也容易受到外部电磁干扰（EMS）的影响。本章将系统性地讲解电力电子系统的电磁兼容性（EMC）设计。我们将深入分析EMI的产生机理，包括传导干扰和辐射干扰，并介绍抑制EMI的常用方法，如滤波技术（EMI滤波器）、屏蔽技术、接地技术以及PCB布局优化。同时，我们将探讨EMC标准及其测试方法，帮助读者设计出满足EMC要求的电力电子产品。 第八章 变压器与电感器的设计与应用 磁性元件是电力电子系统中存储和传输能量的关键部件。本章将详细介绍变压器和电感器的设计原理、材料选择、绕制工艺以及在不同拓扑中的应用。我们将重点讲解如何根据工作频率、功率等级、温升要求等参数，计算磁芯材料、选择磁芯形状，并优化线圈设计，以实现最小的损耗和最佳的能量存储效率。 第九章 散热设计与热管理 高功率电力电子设备会产生大量的热量，有效的散热是保证设备可靠运行和延长寿命的关键。本章将深入探讨电力电子系统的散热设计与热管理。我们将分析不同散热方式（自然对流、强制风冷、液冷、热管等）的原理和适用范围，介绍热阻的概念和计算方法，并指导读者如何通过散热器的选型、风扇的配置以及整体结构设计来优化系统的散热性能。 第十章 故障分析与保护策略 电力电子系统在运行过程中可能面临各种故障，如过压、过流、短路、开路以及器件失效等。本章将对常见的电力电子系统故障进行深入分析，并介绍相应的保护策略。我们将探讨各种保护元件（如熔断器、断路器、压敏电阻、瞬态抑制二极管等）的作用，以及过压保护、过流保护、欠压保护、过温保护等控制算法的实现。 第十一章 新型电力电子技术与展望 本章将对电力电子技术的前沿发展进行介绍和展望。我们将探讨宽禁带半导体器件（SiC, GaN）在提升功率密度、效率和工作温度方面的潜力，以及其在新能源汽车、特高压输电等领域的应用。同时，我们将关注数字化、智能化在电力电子系统中的应用，如AI辅助设计、自适应控制、状态监测与预测性维护等。最后，我们将对未来电力电子技术的发展趋势进行预测，为读者提供一个前瞻性的视角。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 既有扎实的理论基础，又贯穿大量工程实例和设计方法。 内容全面深入： 覆盖电力电子从器件到系统，从设计到控制的各个环节。 结构清晰，逻辑性强： 各章节层层递进，帮助读者逐步建立完整的知识体系。 语言严谨，表达准确： 确保技术内容的专业性和可靠性。 面向工程应用： 旨在培养具备实际工程能力和创新能力的电力电子技术人才。 通过学习本书，读者将能够深刻理解电力电子系统的设计精髓，掌握先进的控制技术，并具备独立解决复杂工程问题的能力，为在电力电子领域取得更大的成就奠定坚实的基础。

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这本书的语言风格非常凝练且富有逻辑性，读起来有一种酣畅淋漓的感觉。作者似乎非常擅长用最简洁的语言表达最复杂的概念，没有过多花哨的辞藻，直奔主题。比如在讨论电力电子器件的散热设计时，书中直接引用了热阻网络分析，并清晰地阐述了不同封装器件的热管理策略差异，这对于我们设计高功率密度设备来说是至关重要的信息。我个人认为，这本书非常适合那些已经有一定基础，希望实现从“知道”到“精通”跨越的进阶读者。它不是一本用来“入门”的书，而是一本用来“精进”的良伴，它逼迫你去思考“为什么是这样”，而不是简单地接受“它是这样”。

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最近淘到一本关于电力电子技术的书，感觉受益匪浅。这本书的编排逻辑非常清晰，从基础的电力电子器件原理讲起，逐步深入到复杂的功率变换电路设计。作者在讲解中穿插了大量的实例分析，让我这个初学者也能很快理解那些晦涩难懂的理论知识。比如，在介绍斩波器的时候，不仅仅是给出了等效电路图，还详细分析了不同工作模式下的开关特性和纹波抑制方法，这对于实际工程应用太有帮助了。我特别喜欢它对新技术的介绍，像SiC和GaN器件在高性能变流器中的应用，这本书都有比较深入的探讨，让我对未来技术发展趋势有了更明确的认识。总的来说，这本书内容详实，理论与实践结合得非常紧密，是电力电子专业学生和工程师案头必备的工具书。

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这本书的排版设计很人性化，这一点在我阅读过程中感受尤为突出。书页的留白恰到好处，注释和公式的字体选择也十分考究，长时间阅读下来眼睛不易疲劳。内容上，它似乎对电力系统的各个子领域都有所涉猎，从传统的交流电机调速到现代的柔性直流输电（HVDC）中的核心技术都有提及。我尤其欣赏作者在介绍变压器和电抗器的设计选型原则时所采用的实用主义态度，直接给出了不同工况下的经验公式和约束条件，这对于项目初期快速估算和方案对比非常实用。与其说这是一本纯理论的书籍，不如说它更像是一本结合了工程经验的“技术手册”，能够迅速将理论知识转化为可操作的工程步骤。

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翻开这本书，首先映入眼帘的是那种扎实严谨的学术气息。它不像有些教材那样只停留在表面概念的描述，而是真正深入到了数学建模和控制策略的核心。例如，在分析电机驱动系统的动态性能时，作者采用了先进的状态空间方法进行建模，并详细推导了各种PI/PID控制器的参数整定过程，这种深度分析对于优化系统响应速度和稳定性至关重要。我花了好几天时间才把其中关于磁场定向控制（FOC）的那几章彻底吃透，书中对磁链观测器和电流环解耦的讲解极其到位，即便是教科书上往往一笔带过的部分，这本书也给出了详尽的推导过程，图文并茂，让人印象深刻。这本书的深度，绝对值得反复研读。

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说实话，这本书的知识体系构建得非常宏大，它似乎试图构建一个覆盖电力电子全景的知识地图。我过去在学习某些特定领域时，常常感觉知识点之间是割裂的，但这本书通过引入“能量转换链”的主线索，巧妙地将不同的功率变换拓扑串联起来。例如，它在介绍高频开关技术时，立刻就将其与EMI/EMC问题联系起来，并给出了抑制措施。这种系统性的思维方式极大地拓宽了我的视野，让我不再只关注单个电路单元的性能，而是开始全面思考整个系统架构的效率和可靠性。这本书的价值在于它提供了一个高屋建瓴的视角，让人能跳出细节的泥潭，把握住技术发展的脉络。

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