晶闸管相控变流器及变频器的双变量相控理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787502029777

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• 电力电子
• 相控理论
• 晶闸管
• 变流器
• 变频器
• 电力变换
• 电机控制
• 双变量控制
• 谐波分析
• 电力系统

《电力电子变换与控制》 本书深入探讨了现代电力电子系统中至关重要的能量转换与控制技术，聚焦于驱动现代工业和社会发展的关键设备——电力电子变换器。全书以严谨的科学态度和清晰的逻辑脉络，系统阐述了电力电子变换的基本原理、拓扑结构、控制策略及其在各个领域的广泛应用。 第一部分：电力电子变换基础 本部分首先为读者打下坚实的理论基础，从半导体器件的特性入手，详细介绍了晶闸管、IGBT、MOSFET等核心电力电子器件的工作原理、导通与关断条件、关键参数以及在实际应用中的注意事项。在此基础上，深入分析了各种基本电力电子变换器拓扑，包括： AC-DC变换（整流）：重点介绍了不可控整流（如二极管桥）、半控整流（如晶闸管整流）和全控整流（如PWM整流）的原理、控制方法和性能特点。尤其对PWM整流器在实现能量双向流动、功率因数补偿和降低谐波方面的优势进行了详尽的剖析。 DC-DC变换：系统阐述了升压、降压、升降压等经典DC-DC变换器的电路结构、工作模式、纹波分析和效率优化。详细介绍了脉冲宽度调制（PWM）、频率调制（FM）等控制技术，以及同步整流、软开关等提高效率和降低EMI的先进技术。 DC-AC变换（逆变）：深入讲解了单相和三相逆变器的工作原理，包括SPWM（空间矢量脉宽调制）、三相PWM等调制策略，以及如何通过控制PWM信号实现输出电压幅值、频率和相位的精确控制。重点分析了电压型逆变器和电流型逆变器的区别与联系。 AC-AC变换（变频）：详细介绍了AC-AC直接变换（如AC调压器）和间接变换（如变频器）的原理。对间接变频器中的DC-DC变换和DC-AC变换环节进行了分解阐述，重点分析了变频器在调速控制中的核心作用，以及如何通过改变输出电压和频率实现对电机转速的精确控制。 第二部分：现代电力电子变换器的控制理论与实现 在掌握了基本变换器原理后，本部分将重点放在先进的控制理论及其在实际应用中的实现。 控制基础：回顾了经典的控制理论，如PID控制，并介绍了其在电力电子变换器中的应用局限性。 现代控制策略： 模型预测控制（MPC）：详细阐述了MPC的基本原理，包括系统模型建立、预测方程推导、优化目标函数设计以及滚动优化过程。重点分析了MPC在电力电子变换器中实现高精度控制、快速响应和鲁棒性方面的优势，并提供了具体的控制算法实现案例。 滑模变结构控制（SMC）：介绍了SMC的理论基础，包括滑模面的选择、趋近律的设计以及其在处理非线性系统和不确定性方面的优势。重点探讨了SMC在提高动态性能、抑制扰动方面的应用。 模糊逻辑控制（FLC）：阐述了模糊逻辑控制的设计过程，包括模糊化、模糊推理和解模糊。分析了FLC在处理复杂非线性系统、无需精确数学模型方面的优点，并探讨了其在电力电子变换器中的应用。 自适应控制与鲁棒控制：介绍了自适应控制的基本思想，以及如何通过在线调整控制器参数来应对系统参数变化或外部扰动。探讨了鲁棒控制理论在设计能够容忍一定不确定性的控制器方面的应用。 数字实现与DSP/FPGA应用：详细介绍了电力电子变换器数字控制的实现方法，包括采样、量化、数字滤波等过程。重点阐述了如何利用高性能的数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）实现复杂的控制算法，提高系统的实时性和计算能力。 第三部分：关键技术与前沿应用 本部分聚焦于提升电力电子变换器性能和拓展其应用领域的前沿技术。 软开关技术：深入讲解了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）等软开关技术，分析了其实现原理、电路实现方式，以及如何通过软开关显著降低器件损耗、提高效率、减少电磁干扰（EMI）。 并联与串联技术：探讨了如何通过多模块并联或串联来提高变换器的功率容量、可靠性和冗余性。详细介绍了并联/串联变换器的均流/均压控制策略。 功率因数校正（PFC）：详细介绍了有源功率因数校正（APFC）的原理和各种实现方案，以及其在提高电网质量、降低谐波方面的关键作用。 EMI/EMC设计：系统阐述了电力电子变换器产生的电磁干扰（EMI）的来源，以及抑制EMI和确保电磁兼容性（EMC）的设计原则和技术，包括滤波、屏蔽、布局布线等。 在新能源领域的应用：重点分析了电力电子变换器在太阳能光伏发电系统（MPPT控制、并网逆变器）、风力发电系统（变桨控制、变流器）、电动汽车（车载充电机、驱动电机控制器）、储能系统（电池管理系统、DC-DC变换）等新能源领域的关键作用和技术挑战。 工业应用：介绍了电力电子变换器在工业电机驱动、感应加热、焊接电源、开关电源等领域的广泛应用，以及针对不同应用场景的优化设计和控制策略。 本书适合高等院校电气工程、电力电子、自动化等专业的研究生和高年级本科生阅读，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。通过系统学习本书内容，读者将能够深入理解现代电力电子变换器的复杂性和精妙之处，掌握先进的控制理论和实现技术，并能将其应用于解决实际工程问题。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象，那种深邃的蓝色调，配上清晰、略带技术感的字体，瞬间就将我拉入了一个严谨、专业的领域。我拿起这本书时，首先关注的是它的排版和纸张质量，这对于一本技术专著来说至关重要。很幸运，内页的布局非常合理，图表和公式的间距把握得恰到好处，即便是面对复杂的数学推导，眼睛也不会感到疲劳。作者在视觉呈现上显然投入了大量心力，使得原本枯燥的理论学习过程变得相对友好。我特别欣赏它在章节过渡处的逻辑衔接，每一部分似乎都是水到渠成的延伸，这表明作者对整个知识体系的构建有着清晰的蓝图，而非简单的知识点堆砌。对于初次接触这一领域的人来说，这种流畅的阅读体验无疑是巨大的福音，它有效降低了知识壁垒带来的挫败感，让学习的每一步都充满了可预期的进展感。这种对细节的关注，从装帧到内文的每一个标点符号，都体现出出版方和作者对学术严谨性的坚持，让人在翻阅时就能感受到沉甸甸的专业分量。

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从工具书的角度来看，这本书的参考价值体现在它对“全景式”知识体系的构建上。我发现，它似乎并没有局限于某一特定品牌或某一特定应用场景的狭隘视角，而是从更宏观的电力电子系统层面出发，探讨了核心器件在不同拓扑结构下的共性问题与特性差异。当涉及到参数整定和系统优化时，作者提供的并非一成不变的“标准答案”，而是构建了一套基于系统特性的分析框架。这种框架性的思维导图，对于项目工程师来说是至关重要的，因为它教会我们在面对全新、未曾谋面的设备或需求时，如何快速地搭建起一套有效的分析模型。我个人尤其欣赏它对实际工程限制的考量，那些关于散热、EMI抑制和可靠性设计的内容，虽然可能在纯理论推导中被忽略，但却是决定一个设计能否走向量产的关键。这本书的价值正在于，它成功地将“理想模型”与“残酷现实”进行了有效的对位和平衡。

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对于长期在电力电子领域深耕的专业人士而言，一本好书的标准往往在于它能否提供“新的视角”或“被忽视的细节”。这本书在这方面表现得尤为出色。它并没有过多重复那些在入门教材中已经被嚼烂的皮毛知识，而是直接切入到一些高阶控制理论与实际物理边界交互的敏感区域。我留意到其中对某些非线性效应处理的章节，作者引入了一些近年来新兴的数学工具来解析这些传统方法难以触及的混沌或次同步现象。这种前沿性的内容植入，让这本书的价值超越了一般的参考书，使其成为了一部具有前瞻性的学术资源。它迫使读者跳出固有的思维定式，去思考那些“边界条件”下的系统行为，这对于提升个人的研究层次和解决实际工程中的疑难杂症，具有不可替代的助益。阅读此书，就像是与一位经验丰富且思维敏捷的同行进行了一次深入的、跨越时空的对话。

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我对技术书籍的评价标准中，逻辑的自洽性和论证的严密性是排在首位的。这本书在理论构建上展现出了令人信服的深度和广度。它不仅仅是罗列现有的成熟技术，更似乎在探讨基础物理原理与工程实现之间的桥梁是如何搭建起来的。我尤其留意了其中关于模型简化和假设前提的讨论，作者非常坦诚地指出了在特定工况下引入近似的必要性及其可能带来的误差范围，这种严谨的科学态度是极其宝贵的。在阅读过程中，我能感受到作者在论述复杂的控制策略时，往往会先回溯到最基本的场域方程或电路定律，然后层层递进地推导出最终的工程结论。这种“溯源式”的讲解方式，极大地增强了读者对结论的信任度，因为它让你清楚地知道“为什么是这样”，而非仅仅停留在“怎么做”。对于一个追求技术本质的人来说，这种层层剥茧的论证过程，比直接给出应用案例更具启发性和实用价值，因为它赋予了读者改造和创新现有系统的底层能力。

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这本书的语言风格非常独特，它既有学术著作的精确性，又在某些关键的转折点流露出一种近乎哲学的思考深度。我很少在技术文档中读到如此富有韵律感的句子结构，它仿佛不是在向你灌输数据，而是在引导你进行一次智力上的探险。比如，在阐述动态系统的稳定裕度时，作者使用的比喻和类比，能够瞬间将抽象的数学概念具象化，让人茅塞顿开。这种“润物细无声”的教学方法，避免了传统教材那种生硬的公式轰炸，使得即便是涉及高阶微积分或矩阵运算的部分，阅读起来也充满了探索的乐趣。它不是那种读完后合上书本就遗忘的工具手册，而更像是一部需要反复咀嚼、时常回味的智力伙伴。这种文学性和技术性的完美融合，极大地提升了阅读体验，让原本可能令人望而却步的专业内容，变得既有深度又不失温度，确实称得上是一种高明的写作技巧。

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