普通高等教育机电类规划教材：电力电子变流技术（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄俊，王兆安 编

图书标签:

• 电力电子
• 变流技术
• 机电类
• 高等教育
• 教材
• 第三版
• 电力驱动
• 开关电源
• 逆变器
• 整流器

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111041757

版次：3

商品编码：10923189

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：234

字数：365000

正文语种：中文

内容简介

《普通高等教育机电类规划教材：电力电子变流技术（第3版）》是高等学校教材《半导体变流技术》的第3版，主要内容包括：晶闸管、电力晶体管、可关断晶闸管、电力场效应晶体管及其他电力电子器件;单相可控整流电路、三相可控整流电路、有源逆变电路、晶闸管的触发电路、交流调压电路与斩波电路、晶闸管的串并联和保护、无源逆变电路、交-交变频电路和脉宽调制型逆变电路等。全书论述清楚，层次分明，适合教学。
《普通高等教育机电类规划教材：电力电子变流技术（第3版）》可作为高校工业电气自动化专业及相近专业的教材，也可供有关工程技术人员参考。原采用《半导体变流技术》作为教材的院校，可改用本书作为教材。本教材配有计算机辅助教学软件PECAI-1.0。

目录

前言
符号说明
概述
第一章 晶闸管
第一节 晶闸管及其工作原理
第二节 晶闸管的特性
第三节 晶闸管的主要参数
第四节 其他一些电力电子器件
习题及思考题

第二章 单相可控整流电路
第一节 单相半波可控整流电路
第二节 单相桥式全控整流电路
第三节 单相桥式半控整流电路
第四节 晶闸管的简易触发电路
习题及思考题

第三章 三相可控整流电路
第一节 三相半波可控整流电路
第二节 三相桥式全控整流电路
第三节 整流电压的谐波分析
第四节 变压器漏抗对整流电路的影响
第五节 可控整流电路带反电动势负载时的工作情况
第六节 大功率可控整流主电路接线形式及其特点
习题及思考题

第四章 有源逆变电路
第一节 逆变的概念
第二节 三相有源逆变电路
第三节 逆变失败与最小逆变角的限制
第四节 逆变工作状态时的直流电动机机械特性
第五节 有源逆变电路应用举例
第六节 变流装置的功能指标
第七节 变流装置的触发电路
习题及思考题

第五章 交流调压电路与斩波电路
第一节 单相交流调压电路
第二节 三相交流调压电路
第三节 斩波电路
习题及思考题

第六章 晶闸管的串并联和保护
第一节 晶闸管的串联与并联
第二节 晶闸管的保护
习题及思考题

第七章 自关断器件
第一节 电力晶体管
第二节 可关断晶闸管
第三节 电力场效应晶体管
第四节 驱动电路
第五节 缓冲和保护电路
第六节 其他新型电力电子器件
第七节 小结
习题及思考题

第八章 无源逆变电路
第一节 换相方式
第二节 电压型和电流型逆变电路
第三节 负载换相式逆变电路
第四节 电容换相电压型逆变电路
第五节 电容换相电流型逆变电路
第六节 逆变电路的多重化
习题及思考题

第九章 交-交变频电路
第一节 单相交-交变频电路
第二节 三相交-交变频电路
第三节 其他类型交-交变频电路简介
习题及思考题

第十章 脉宽调制（PWM）型逆变电路
第一节 PWM控制的基本原理
第二节 PWM型逆变电路的控制方式
第三节 SPWM波形的生成方法
第四节 PWM型逆变电路的谐波分
第五节 PWM型逆变器和变频器的主电路
第六节 PWM型逆变电路控制方法的改进
第七节 跟踪型PWM逆变电路
习题及思考题
参考文献

前言/序言

电力电子变流技术（第3版） 本书面向高等院校电气工程及其自动化、自动化、机电一体化等相关专业的学生，旨在系统、深入地介绍电力电子变流技术的基本原理、关键器件、典型电路以及工程应用。 本书在遵循教育部“普通高等教育机电类规划教材”指导性要求的框架下，紧密结合当前电力电子技术飞速发展的现状与工程实践的需求，力求在理论深度与工程实用性之间取得最佳平衡。第三版的修订，吸纳了近年来电力电子领域涌现出的新技术、新器件和新控制策略，对内容进行了全面的更新与优化。 --- 第一部分 基础理论与器件（奠定坚实的知识基础） 本部分是全书的理论基石，为后续复杂变流电路的分析与设计打下必要的物理和数学基础。 第一章 电力电子技术概论 本章首先界定了电力电子学的范畴及其在现代电力系统、工业控制、新能源接入等领域不可替代的地位。系统阐述了电力电子技术的核心概念，包括能量转换、控制、开关等要素。 电力电子装置的组成： 详细剖析了功率半导体器件、开关电路（变流器）、控制电路三大组成部分的相互关系和功能划分。 工作原理： 引入开关损耗、导通损耗等关键性能指标，建立评估变流器性能的初步框架。 技术发展趋势： 简要概述了第三代、第四代半导体材料（如SiC、GaN）在提升功率密度和开关频率方面的潜力与挑战。 第二章 功率半导体器件（核心执行元件） 本章聚焦于实现电力变换功能的“心脏”——功率半导体器件。不仅关注其结构和工作特性，更侧重于如何根据具体应用场景选择合适的器件。 二极管（Power Diode）： 介绍快恢复二极管、超快恢复二极管的特性曲线、反向恢复过程对电路的影响，及其在续流电路中的应用。 晶闸管（SCR）： 深入探讨其触发、关断机制，以及可控硅整流电路的工作原理，强调其在晶闸管换流过程中的特点。 功率晶体管系列： 详细分析功率MOSFET、IGBT的导通特性、开关特性（上升沿、下降沿的控制）以及热管理要求。重点对比MOSFET与IGBT在不同频率和功率等级下的适用性。 器件的驱动与保护： 探讨隔离驱动电路的设计原则，包括高压侧驱动、自举电路的实现，以及过流、过热保护电路的基本构架。 第三章 基础开关电路分析 本章是连接器件与系统之间的桥梁，以最基本的拓扑结构为载体，教授系统化的电路分析方法。 单相半波/全波整流电路： 引入平均值、有效值、脉动因数等评价指标，分析负载为电阻、电感、RL的不同情况下的输出波形和关键参数。 单相桥式全控整流电路： 重点分析其在不同导通角下的工作模式，特别是晶闸管整流电路的续流有无两种状态下的输出电压调控。 单相半桥与全桥斩波电路： 阐述直流斩波电路的基本工作原理（Buck、Boost、Buck-Boost），推导其占空比与输出电压/电流之间的数学关系。 --- 第二部分 主要变流电路与控制（核心功能实现） 本部分是电力电子变流技术的主体，详细介绍了将一种电能形式转换为另一种电能形式的四大类经典变流器。 第四章 交流-直流（AC-DC）变流电路 本章集中讲解从交流电源获取可控直流功率的变流器，是工业传动和电能质量控制的基础。 三相可控整流电路： 详细分析三相半波和三相桥式全控整流电路，重点在于： 输出电压的调制： 引入α角（晶闸管控制角）和γ角（导通角）的概念，推导输出平均电压公式。 输出电流脉动： 分析换相重叠角对输出波形质量的影响。 逆变运行： 探讨三相桥式电路在特定控制下实现从直流向交流馈电的“逆变”功能，这是高压直流输电（HVDC）和无功补偿的基础。 有源前端（PFC）电路： 针对现代电网对电能质量的要求，介绍基于PWM技术的单相和三相有源整流器，强调输入电流的“正弦化”与“同相性”，并介绍其对电网谐波的抑制作用。 第五章 直流-直流（DC-DC）变换电路 本章系统介绍在便携式设备、轨道交通、伺服系统供电中广泛应用的非隔离和隔离型DC-DC变换器。 非隔离型变换器深度解析： 对Buck、Boost、Buck-Boost电路进行全面的稳态和动态分析，重点探讨连续导电模式（CCM）与非连续导电模式（DCM）下的工作特性差异。 隔离型DC-DC变换器： 介绍利用高频变压器实现电压隔离和变压的电路，包括： 正激（Forward）变换器： 重点分析其磁复位技术。 反激（Flyback）变换器： 分析其结构简单性与能量存储特性。 半桥/全桥串联谐振变换器（LLC）： 强调其在高效率、高功率密度开关电源中的应用，突出软开关（ZVS/ZCS）对降低损耗的贡献。 第六章 直流-交流（DC-AC）逆变电路 本章处理将固定或可变直流电压转换为标准交流电压和频率的变流器，是电机驱动和SVG（SVG）的核心。 SPWM（正弦脉宽调制）原理： 深入剖析SPWM技术的核心——如何通过改变脉冲宽度来逼近正弦波输出，以及调制深度对输出电压有效值和总谐波畸变率（THD）的影响。 单相逆变器： 分析半桥和全桥拓扑的结构与输出电压特性。 三相逆变器： 详细分析三相对称正弦波的产生过程，强调三相平衡供电的要求。 高精度控制： 介绍阶梯波合成、三次谐波注入等提高输出电压幅值的方法。 第七章 交流-交流（AC-AC）变流电路 本章讨论直接在交流电形式之间进行转换的变流器，主要应用于电机调速和无功功率补偿。 交流斩波器： 分析单相和三相交流电压经晶闸管控制后的输出波形，重点关注其对电网侧功率因数的负面影响。 交流调压器： 介绍相控调压电路在单相和三相下的应用，以及如何控制输出电压的有效值。 矩阵变换器（Matrix Converter）： 作为新一代无开关损耗型AC-AC变换器，本章将介绍其拓扑结构、开关矩阵的控制策略，以及其直接变频变压的优势。 --- 第三部分 控制技术与工程应用（实现智能与优化） 本部分将理论电路与实际控制策略相结合，是现代电力电子系统实现高性能运行的关键。 第八章 开关电源的控制技术 本章专注于DC-DC变换器的反馈控制回路设计。 开关电源的建模： 采用平均模型（状态空间平均法）对DC-DC变换器进行建模，建立输入/输出电压、占空比与输出电流之间的线性化模型。 环路补偿： 详细讲解PID控制器的设计，包括如何通过零点和极点配置，设计出具有足够相位裕度和增益裕度的补偿器，以保证系统的稳定性和动态响应速度。 电流模控制（Current-Mode Control）： 介绍如何利用电流反馈来简化系统的动态分析，并实现对输入电流的直接控制（特别适用于PFC）。 第九章 电机驱动控制基础 电力电子技术在电机驱动中的应用是其最主要的战场之一，本章介绍矢量控制的基础。 异步电机（Induction Motor）基础： 复习其基本电磁原理和等效电路。 坐标变换： 重点阐述Clarke和Park变换，如何将三相静止坐标系下的变量无耦合地映射到旋转的d-q坐标系下，从而实现对磁链和转矩的独立控制。 矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）： 基于d-q坐标系下的控制原理，介绍如何通过控制d轴电流来控制磁链，控制q轴电流来控制转矩，实现高性能的调速。 第十章 现代电力电子系统与新兴技术 本章展望和介绍了电力电子技术的前沿发展方向。 电能质量（Power Quality）： 深入分析谐波的产生机理（来自变流器开关），以及抑制谐波的主要技术，如多电平技术（NPC、Flying Capacitor）。 电力电子在新能源中的应用： 探讨并网逆变器（如光伏逆变器、风力发电变流器）的控制策略，重点关注其并网点的同步控制（锁相环PLL）和低谐波注入要求。 功率密度提升： 探讨高频化设计对无源元件（变压器、电感）设计带来的挑战，以及高频开关器件（SiC MOSFET）的集成应用。 --- 本书特色： 1. 理论与实践紧密结合： 每章均配有详细的电路工作波形图、关键参数的计算公式推导，并辅以工程实例分析。 2. 注重性能评价： 强调从效率、功率密度、谐波含量、功率因数等多个维度对变流器进行综合评估。 3. 面向主流： 第三版特别加强了对IGBT、SiC器件的应用分析，并更新了现代电机驱动（FOC）的控制流程，确保教学内容与工业界同步。 本书内容全面、结构清晰，适合作为高等工科院校相关专业的教材或教学参考书，也可供从事电力电子产品研发、电力系统设计与运行的工程师作为进修和参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在努力啃下电力电子这块硬骨头的研究生，坦白说，市面上很多教材要么理论晦涩难懂，要么案例老旧脱节。但这一本《电力电子变流技术（第3版）》给我的感觉完全不同。它的叙述风格非常平实，就像一位经验丰富的老教授在耐心为你拆解复杂的电路难题。比如，在讲解斩波电路时，作者用了大量的对比分析，清晰地展示了Buck、Boost、Buck-Boost的内在联系与区别，配合清晰的波形图示，即便是初次接触这些概念的学生也能迅速建立起直观的理解。更让我感到贴心的是，书中对实验设计和仿真验证的部分也给予了足够的篇幅。这不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是教会我们“怎么做”和“为什么”。我个人尤其欣赏它在“工程实践”与“理论深度”之间拿捏得恰到好处的平衡感，让我感觉自己不只是在学习知识点，而是在学习如何构建一个可靠的电力电子系统。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本对“规划教材”这类书抱持着一丝谨慎的态度，总觉得它们为了照顾到最广泛的学习群体，可能会牺牲掉专业内容的尖锐度。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它的第三版显然经过了大量的迭代和优化，内容涵盖了当前电力电子领域的核心技术脉络，比如高功率因数整流器、矩阵变换器等前沿话题都有涉及，并且讲解得非常扎实。我特别留意了其中关于磁性元件设计的那一部分，它没有简单地抛出公式，而是结合了损耗建模和温度效应的分析，这在很多基础教材中是看不到的。对于希望未来从事电力电子设备研发工作的读者而言，这本书提供的理论基础和设计思维模式，无疑是奠定坚实根基的关键。它迫使你不仅要理解电路功能，还要深入思考其物理实现和可靠性问题，这种思维上的提升比单纯记住公式要重要得多。

评分☆☆☆☆☆

对于初学者来说，电力电子的世界可能充满了让人望而生畏的数学符号和复杂的开关动作。我尝试过几本入门读物，但常常在第一个H桥电路那里就败下阵来。这一本《电力电子变流技术》的成功之处，恰恰在于它构建了一个非常友好的学习路径。它的图文并茂达到了教科书的最高标准，每一个电路图都清晰无比，每一个波形图都精确描绘了器件的开通过程。它不是那种只堆砌公式的死板教材，它更注重“讲故事”，通过形象化的描述，将电流的路径、电容的充放电过程、开关管的电流应力等抽象概念变得可以触摸、可以理解。对我而言，它成功地降低了进入电力电子这个专业领域的门槛，让我第一次真正体会到控制开关元件带来的强大电能调控能力。这本书无疑是培养下一代电力电子人才的有力武器。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书主要是想找一本能帮助我快速回顾和巩固电力电子知识的参考书，毕竟毕业多年，很多细节都有些模糊了。这本书的结构设计非常符合工程人员的查阅习惯。清晰的章节划分，详尽的索引，加上逻辑严密的推导过程，使得我可以在短时间内定位到所需的核心内容。特别是，书中对不同变流器结构优缺点的大表格总结，效率极高，省去了我翻阅大量资料进行横向比较的时间。虽然作为一本教材，它的理论深度是毋庸置疑的，但它的实用性同样出色。很多例题都取材于实际工程挑战，解答过程详略得当，既保留了必要的数学严谨性，又突出了工程简化和近似的思路。对于需要频繁接触变频驱动、电能质量控制等领域的在职人员来说，这本书更像是一本随时待命的“技术顾问”。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让人眼前一亮，作为一名长期从事电气自动化行业的工程师，我深知理论与实践相结合的重要性。这本书在讲解电力电子变流技术时，不仅深入浅出地阐述了基本的拓扑结构和工作原理，更难能可贵的是，它紧密结合了现代工业应用中的实际案例。比如，在介绍PWM控制策略时，作者没有停留在数学模型的推导上，而是详细分析了不同调制方式对输出波形质量、开关损耗以及系统动态性能的影响，并且给出了在实际逆变器设计中如何根据具体需求进行策略选择的实用建议。这对于我们这些需要将课堂知识转化为生产力的工程师来说，简直是宝典级别的参考资料。特别是关于新型器件如SiC MOSFET在高频变流器中的应用分析，提供了非常前瞻性的视角，让我对未来的技术发展方向有了更清晰的认识。整体来说，这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，绝对是电力电子领域不可多得的优秀教材或工具书。

评分☆☆☆☆☆

第十章 脉宽调制（PWM）型逆变电路

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第二节 电压型和电流型逆变电路

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第六节 变流装置的功能指标

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练习与思考题

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第一节 单相半波可控整流电路

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第四节 逆变工作状态时的直流电动机机械特性

评分☆☆☆☆☆

电气工程及其自动化必修