电力电子技术 李高建,王尧 9787302284376 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

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：365000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

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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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电力电子变换技术：原理、设计与应用》 内容简介 本书系统地阐述了现代电力电子变换技术的核心原理、关键设计方法及其在各个领域的广泛应用。全书共分为十八章，力求从理论到实践，由浅入深地引领读者深入理解电力电子技术的精髓。 第一部分：电力电子技术基础 第一章：电力电子技术概述 本章首先回顾电力电子技术的发展历程，并着重介绍其在现代社会中的地位和作用，如提高能源利用效率、实现电能的灵活控制与转换等。接着，详细介绍电力电子技术的基本概念，包括电力电子器件、电力电子电路、电力电子变换器等。重点解析了各种典型电力电子变换拓扑的分类方法，如AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC变换器。此外，还初步探讨了电力电子技术面临的挑战与未来发展趋势，例如高效率、高功率密度、智能化、集成化等。 第二章：电力电子器件 本章聚焦于构成电力电子变换器的核心——电力电子器件。详细介绍了当前主流的电力电子器件，包括二极管、晶闸管（SCR）、双极型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件等。对于每一种器件，都从其工作原理、特性曲线、优缺点、应用场合等方面进行了深入剖析。特别强调了新型半导体材料器件（SiC和GaN）的优势，如更高的开关速度、更低的损耗、更高的耐压能力等，并展望了其在未来电力电子技术中的重要作用。此外，还简要介绍了器件的驱动与保护技术。 第三章：电力电子电路基础 本章是理解电力电子变换器工作原理的基础。详细讲解了功率开关电路的基本工作模式，如斩波、整流、逆变等。深入分析了滤波电路的设计原理，包括电感滤波、电容滤波以及LC、LRC滤波器的设计准则，以减小输出电压或电流的纹波。同时，阐述了保护电路的设计，如过流保护、过压保护、过温保护等，确保电力电子设备的安全可靠运行。还涉及了基本的控制电路概念，为后续章节的PWM控制等内容奠定基础。 第二部分：DC-DC变换技术 第四章：非隔离型DC-DC变换器 本章重点介绍了几种最基本的非隔离型DC-DC变换器拓扑，包括升压（Boost）变换器、降压（Buck）变换器、升降压（Buck-Boost）变换器以及Cuk、SEPIC、Zeta变换器。对每一种变换器，都详细推导了其稳态工作方程，分析了其占空比与输出电压的关系，并讨论了输出电压纹波的产生机理和滤波设计。同时，也初步介绍了这些变换器的基本控制策略，如电压模式控制和电流模式控制。 第五章：隔离型DC-DC变换器 本章转向隔离型DC-DC变换器，其核心在于隔离变压器的引入，提供了电气隔离，增强了安全性。详细介绍了单端正激（Forward）变换器、反激（Flyback）变换器、半桥（Half-Bridge）变换器、全桥（Full-Bridge）变换器、推挽（Push-Pull）变换器以及LLC谐振变换器等。对于每种拓扑，都进行了详细的原理分析、电流和电压应力分析，并探讨了变压器设计、漏感利用等关键问题。重点介绍了LLC谐振变换器的高效率和软开关特性。 第六章：DC-DC变换器的设计与分析 本章将前面介绍的DC-DC变换器进行系统化设计与分析。从器件选择、参数计算（如电感、电容的选取）、效率估算、EMI抑制等方面，给出了完整的DC-DC变换器设计流程。深入探讨了纹波分析，包括输出电压纹波、输出电流纹波以及输入电流纹波的计算方法，并提出了减小纹波的有效措施。此外，本章还初步介绍了DC-DC变换器的动态响应分析，为更高级的控制设计提供理论基础。 第三部分：AC-DC变换技术 第七章：相控整流器 本章详细介绍了单相和三相可控整流器，这是AC-DC变换的重要组成部分。重点阐述了晶闸管（SCR）控制的相控整流器的工作原理，包括导通角控制、输出电压与触发角的关系，以及谐波的产生与抑制。分析了单相桥式和三相桥式不可控与可控整流电路的性能。 第八章：开关模式AC-DC变换器（PFC） 本章聚焦于具有功率因数校正（PFC）功能的开关模式AC-DC变换器。首先阐述了功率因数及其重要性，并分析了传统非PFC整流器的功率因数低下的原因。接着，详细介绍了升压型PFC变换器、降压型PFC变换器以及升降压型PFC变换器的工作原理。重点介绍了两种主要的PFC控制策略：临界导通模式（CrCM）和连续导通模式（CrM），以及CCM工作模式下的PFC变换器。深入分析了PFC变换器的谐波抑制、瞬态响应以及可靠性设计。 第四部分：DC-AC变换技术 第九章：不可控整流器与逆变器 本章首先回顾不可控整流器的基本工作原理。随后，重点介绍DC-AC逆变器的基本概念和拓扑，包括脉宽调制（PWM）逆变器的基本原理，以及各种PWM技术，如单极性PWM、双极性PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等。分析了电压型和电流型逆变器的特点，并介绍了单相和三相电压型逆变器的输出电压和电流控制。 第十章：PWM控制与逆变器设计 本章深入探讨PWM控制在DC-AC逆变器中的应用。详细讲解了各种PWM调制方法的原理，包括正弦PWM、三角波PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等，以及它们对输出波形质量、谐波含量的影响。分析了PWM逆变器的开关损耗、传导损耗以及电磁干扰（EMI）的产生机理。本章还涵盖了逆变器死区时间控制、死区时间补偿以及逆变器输出滤波器的设计。 第十一章：谐振型逆变器 本章介绍谐振型逆变器，它们利用谐振电路实现器件的零电压（ZVS）或零电流（ZCS）开关，从而降低开关损耗，提高效率。详细分析了DC-AC谐振变换器拓扑，如并联谐振逆变器、串联谐振逆变器以及LCC谐振逆变器。探讨了谐振频率、开关频率与输出电压之间的关系，以及谐振逆变器的控制方法。 第五部分：AC-AC变换技术 第十二章：交流斩波器 本章介绍交流斩波器，用于改变交流电压的大小。详细讲解了单相和三相交流斩波器的基本工作原理，包括单向和双向交流斩波器。分析了触发角控制对输出电压波形的影响，以及产生的谐波。 第十三章：变频器 本章是AC-AC变换技术的重点，介绍变频器（VFD）的工作原理及其在电机驱动中的应用。详细阐述了电压型变频器和电流型变频器的工作原理，包括其内部的AC-DC-AC转换过程。重点介绍了PWM控制在变频器中的应用，如V/f控制、矢量控制（磁场定向控制FOC）以及直接转矩控制（DTC）。深入分析了变频器在提高电机效率、调速范围、动态响应以及降低能耗方面的优势。 第六部分：电力电子变换器的控制与应用 第十四章：电力电子变换器的控制策略 本章系统地介绍电力电子变换器的各种控制策略，从基本的电压反馈控制、电流反馈控制，到更高级的电流模式控制、PR（比例谐振）控制器、模糊逻辑控制（FLC）以及模型预测控制（MPC）。详细阐述了各种控制策略的原理、优缺点以及适用范围。特别强调了数字控制技术在现代电力电子系统中的重要性。 第十五章：电力电子变换器的动态分析与稳定性 本章深入探讨电力电子变换器的动态响应和稳定性问题。通过小信号模型分析，推导了变换器的传递函数，并介绍了伯德图、根轨迹等稳定性分析方法。探讨了在不同工作模式下（CCM、DCM）的动态特性，以及参数变化对系统稳定性的影响。 第十六章：电力电子变换器的可靠性与设计 本章关注电力电子变换器的可靠性设计。详细讨论了器件的应力分析、热设计、散热技术以及可靠性寿命估算。介绍了 EMI/EMC（电磁干扰/电磁兼容）的设计原则和抑制措施。还包括故障模式及对策。 第十七章：电力电子技术的应用 本章展示电力电子技术的广泛应用，涵盖了新能源发电（太阳能光伏、风力发电）、电动汽车（EV/HEV）、电力系统（高压直流输电HVDC、柔性交流输电FACTS）、工业驱动、开关电源、不间断电源（UPS）、轨道交通、航空航天等各个领域。通过具体案例分析，说明电力电子技术在提高能源效率、实现可持续发展中的关键作用。 第十八章：未来发展趋势 本章对电力电子技术的未来发展进行展望。探讨了宽禁带半导体器件（SiC、GaN）在提升性能和集成度方面的潜力。展望了智能化、数字化、网络化电力电子系统（如微电网、智能电网）的发展方向。同时，也讨论了新材料、新拓扑、新控制策略以及人工智能在电力电子技术中的融合应用。 全书结构清晰，逻辑严谨，理论与实践相结合，配有丰富的图例和实例，旨在为读者提供一个全面、深入、实用的电力电子技术学习平台。