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出版者:机械工业出版社

作者:比马尔K.博斯

出品人:

页数:711

译者:

出版时间:2004-6

价格:65.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111112969

丛书系列:时代教育·国外高校优秀教材精选

图书标签:

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《电气工程：原理与应用》 这是一本面向电气工程专业学生和从业人员的全面教程，深入浅出地介绍了电气工程的核心概念、基本原理及其在工业和日常生活中的广泛应用。本书旨在为读者构建扎实的理论基础，并在此基础上展示这些原理如何转化为实际的工程解决方案。 核心内容概述： 电路理论基础： 本章将从最基本的电路元件（电阻、电感、电容）开始，详细阐述欧姆定律、基尔霍夫电压定律和电流定律等 fundamental principles。在此基础上，将进一步介绍串联、并联电路的分析方法，以及节点分析法、网孔分析法等系统性的电路求解技术。交流电路部分将深入探讨阻抗、相量、功率因数等概念，并介绍RLC电路的谐振现象及其意义。 电磁场与电磁感应： 本章将引导读者穿越电磁学的迷人世界，从静电场和静磁场的基本概念出发，逐步深入到麦克斯韦方程组及其物理意义。我们将探讨电场和磁场在不同介质中的行为，以及电场和磁场之间的相互转化关系，包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。这将为理解发电机、变压器等关键电气设备的工作原理奠定坚实的理论基础。 电机学原理： 本章将聚焦于各种类型的电动机和发电机。首先，将详细介绍直流电机的结构、工作原理、电动势和转矩的产生机制，以及其在各种应用中的特点。随后，将深入探讨交流电机，特别是同步电机和异步电机的基本结构、工作原理、等效电路模型和运行特性。对于变压器，将阐述其电磁耦合原理、变压作用、损耗分析和效率计算。 电力系统分析： 本章将从宏观角度审视现代电力系统的运行。我们将介绍电力系统的组成部分，包括发电、输电、变电和配电环节。重点将放在电力系统潮流的计算与分析，包括潮流计算的基本方法、节点电压的确定以及功率流的分配。同时，还将探讨电力系统的短路分析，了解短路电流的计算及其对设备选择和保护的重要性。 电力电子器件与应用： 本章将深入介绍电力电子学这一现代电力工程的核心领域。读者将学习各种关键电力电子器件的结构、工作原理和特性，包括二极管、晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRIAC）、功率MOSFET、IGBT等。在此基础上，将重点介绍这些器件在整流器、逆变器、直流斩波器等基本电力电子变换器中的应用，以及它们在开关电源、无刷直流电机驱动等典型应用中的作用。 电力系统保护与控制： 为了保障电力系统的安全稳定运行，有效的保护与控制是必不可少的。本章将介绍继电保护的基本原理，包括过电流保护、差动保护、距离保护等经典保护方式。同时，还将探讨电力系统故障的检测、隔离与恢复过程。在控制方面，将介绍自动频率调节（AFC）、自动电压调节（AVR）等关键的系统控制策略，以及现代电力系统中的数字化控制技术。 可再生能源发电技术： 随着全球对可持续能源的需求日益增长，可再生能源技术正变得越来越重要。本章将介绍几种主流的可再生能源发电技术，包括太阳能发电（光伏发电）、风力发电和水力发电。我们将探讨这些技术的原理、设备组成、能量转换过程以及它们在并网和电网集成方面的挑战和机遇。 本书特色： 理论与实践相结合： 每章都力求在阐述理论知识的同时，提供丰富的工程实例和应用场景，帮助读者理解抽象概念的实际意义。 逻辑清晰，循序渐进： 内容组织结构合理，从基础到高级，层层递进，适合不同水平的学习者。 图文并茂： 大量使用原理图、结构示意图、波形图等视觉元素，帮助读者更直观地理解复杂概念。 面向工程应用： 强调知识在实际工程设计、分析和运行中的指导作用。 目标读者： 本书适合作为高等院校电气工程及其相关专业（如自动化、能源与动力工程）的本科生和研究生教材，也可作为电气工程师、技术人员以及对电力技术感兴趣的读者进行自我学习和知识更新的参考读物。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解电气工程的奥秘，并具备解决实际工程问题的能力。

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我一直对电力电子在新能源领域的应用充满兴趣，特别是光伏发电和风力发电的变流器技术。《现代电力电子学与交流传动》这本书为我提供了很好的切入点。书中对DC-AC变换器（逆变器）的各种拓扑结构进行了详细的介绍，包括单相和三相的桥式逆变器，以及多电平逆变器（如三电平、五电平NPC、CLC逆变器），并分析了它们的优势和劣势。在光伏发电领域，我特别关注书中关于最大功率点跟踪（MPPT）技术的讲解，以及如何结合DC-DC变换器（如Boost、SEPIC）和DC-AC变换器（逆变器）来实现光伏阵列高效发电。书中对MPPT算法（如扰动观察法、电导增量法）的原理和实现方式进行了详细的介绍。在风力发电领域，书中对永磁同步发电机（PMSG）的变流器系统进行了深入的探讨，包括定子侧的AC-DC变换器（整流器）和转子侧的DC-AC变换器（逆变器），以及如何利用风速信息和发电机参数来实现高效的功率输出和电网连接。书中还涉及了电网支撑技术，如谐波抑制、功率因数补偿和电压稳定控制等，这些都是实现并网发电的关键技术。此外，本书还探讨了电力电子器件在恶劣环境下的可靠性问题以及相关的设计考量，这对于新能源设备的设计非常重要。这本书为我提供了系统性的知识框架，让我能够深入理解电力电子在新能源发电系统中的关键作用，并为我未来的研究方向提供了宝贵的启示。

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我最近在研究电动工具（如电钻、电动扳手）的驱动系统，希望能提升其功率密度和使用寿命。《现代电力电子学与交流传动》这本书为我提供了许多有价值的见解。书中对小功率、高频DC-DC变换器的设计进行了深入的探讨，例如用于电池充电和电压调节的Buck、Boost、SEPIC变换器。它详细分析了这些变换器在不同负载和输入电压下的性能表现，以及如何通过优化元器件选择和控制策略来提高效率和降低发热。在交流电机驱动方面，书中对用于电动工具的直流无刷电机（BLDC）和交流感应电机的驱动技术进行了详细的介绍。对于BLDC电机，它详细讲解了如何通过霍尔传感器或反电动势（BEMF）信号来实现无传感器控制，以及如何优化换向策略以获得平滑的转矩输出和高效运行。我特别欣赏书中关于基于DSP或ARM微控制器的驱动器开发实践，包括软件实现PWM控制、电流采样、速度估算以及故障保护等。书中还探讨了电机参数辨识、过载保护、过温保护以及电池管理系统（BMS）的集成等问题，这些对于设计可靠、耐用的电动工具驱动系统至关重要。此外，本书还提及了如何通过紧凑的PCB布局和高效的散热设计来提高功率密度，这对于电动工具的体积和重量控制非常有帮助。通过阅读这本书，我获得了关于小型化、高效率、长寿命电动工具驱动系统设计的全面知识和实践指导，为我改进产品性能提供了坚实的基础。

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我在研究新能源汽车的电驱动系统时，发现对电力电子和电机控制的理解至关重要。《现代电力电子学与交流传动》这本书为我提供了宝贵的知识和见解。书中对高功率、高效率的电力电子变换器的设计进行了深入的探讨，比如对于IGBT和MOSFET等功率器件的选择、门极驱动电路的设计、以及各种拓扑结构（如全桥、半桥、移相全桥、LLC谐振变换器等）在车载充电器、DC-DC变换器和逆变器中的应用。它还重点讲解了如何优化这些变换器以实现高效率和低电磁干扰（EMI），包括软开关技术（ZVS, ZCS）的应用、滤波器的设计以及散热问题的处理。在交流电机控制方面，我对永磁同步电机（PMSM）的矢量控制（FOC）进行了深入研究。书中对FOC的原理、数学模型、坐标变换（Clarke, Park）、磁场定向以及转子位置估计（如反电动势法）进行了详尽的阐述。它还对比了不同类型的FOC实现方式，并分析了它们在动态响应、稳态精度和鲁棒性方面的差异。此外，本书还涉及了电机参数辨识、电流环和速度环的整定、以及故障诊断等实用技术，这些对于设计高性能、高可靠性的电驱动系统非常有帮助。书中的案例分析，尤其是针对电动汽车应用场景的探讨，让我能够将所学的理论知识与实际工程问题相结合，为我解决在电动汽车电驱动系统设计中遇到的技术难题提供了有效的指导和思路。

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作为一名在工业自动化领域工作的工程师，我一直觉得自己的知识体系在电力电子和电机控制这块存在一些断层。《现代电力电子学与交流传动》这本书的出现，恰好填补了我的这一认知空白。它在内容组织上非常具有条理性，从基础的半导体器件特性，到各种功率变换电路的设计与分析，再到最终的交流电机控制策略，整个知识体系构建得非常完整。我非常欣赏书中对各种电力电子器件的特性分析，不仅仅是简单的参数罗列，而是深入到其工作机理、开关损耗、导通压降等方面，并结合了实际的选型考量。在电力电子变换器部分，书中对不同拓扑结构（如Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, SEPIC, Flyback, Forward, Half-Bridge, Full-Bridge, Push-Pull等）的原理、优缺点、适用范围以及设计要点都进行了详尽的阐述，并且还涵盖了许多先进的变换器拓扑，例如基于LLC、全桥移相的谐振变换器等，这些对于设计高效、可靠的电源系统至关重要。对于交流传动部分，书中对各种控制策略的介绍，特别是矢量控制的各种实现方式，如基于电压模型、电流模型、直接模型等，以及它们的优劣势分析，都让我对如何实现高精度、宽调速范围的交流电机驱动有了更深刻的认识。此外，书中还涉及到一些重要的工程实践问题，如散热设计、电磁兼容性（EMC）、滤波器设计、保护电路等，这些都是在实际项目开发中不可或缺的内容。这本书的学习过程，就像是搭建一座知识的桥梁，从理论的彼岸，稳步走向实践的此岸，让我对电力电子和交流传动技术有了更全面、更深入的理解，也为我解决实际工作中的技术难题提供了坚实的理论基础和实践指导。

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最近我一直致力于研究高效的开关电源设计，希望找到一本能够全面覆盖电力电子变换器设计和理论的书籍。《现代电力电子学与交流传动》这本书正是我想找的。它从最基础的半导体器件特性出发，详细介绍了MOSFET、IGBT等关键功率器件的导通和关断过程，以及它们的损耗模型和选择原则。然后，它系统地介绍了各种DC-DC变换器的拓扑结构，包括Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC、Zeta、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge以及LLC谐振变换器等，并对每种拓扑的原理、工作模式、传递函数、效率分析以及设计要点进行了深入的阐述。我特别欣赏书中关于软开关技术（ZVS、ZCS）的讲解，这对于实现高效率、低电磁干扰的开关电源至关重要。它详细介绍了实现软开关的各种方法，例如利用寄生参数、谐振电路以及特殊的PWM控制策略。书中还涵盖了许多重要的工程实践问题，如输出滤波器的设计、输入电流谐波抑制、电磁兼容性（EMC）设计、散热设计以及过流、过压保护电路的设计。这些内容对于设计一个稳定、可靠、高性能的开关电源非常有价值。此外，本书还提及了在一些特殊应用领域（如LED驱动、电池充电器）的电源设计技巧，为我提供了更广阔的视野。这本书为我提供了扎实的电力电子理论基础和丰富的工程实践知识，让我能够更自信地进行高效开关电源的设计与优化。

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我最近一直在钻研交流电机驱动技术，希望能在这个领域有所突破，于是我翻阅了这本《现代电力电子学与交流传动》。这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。它对不同类型的交流电机，比如感应电机、同步电机、永磁同步电机等，在结构、原理和特性上的差异做了详尽的阐述。然后，它巧妙地将电力电子技术与这些电机特性相结合，讲解了如何通过电力电子变换器和控制策略来实现对交流电机的精确控制。书中对矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）和直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）这两种主流的交流电机控制方法进行了非常细致的讲解，包括它们的基本原理、数学模型、实现方式以及各自的优缺点。我特别佩服作者在推导这些控制算法时所展现出的严谨性，每一个步骤都逻辑清晰，易于理解。此外，本书还涵盖了许多前沿的技术，例如无传感器控制技术、高动态响应控制、能量优化控制等，这些内容对于提升驱动系统的性能和效率具有重要的意义。我还在书中找到了关于各种变频器拓扑结构（如两电平、三电平、多电平逆变器）的详细介绍，以及它们在不同功率等级和应用场景下的选择考量。书中的仿真示例和实验数据也极大地帮助了我理解理论知识，并且能够指导我进行相关的仿真和实验设计。总的来说，这本书为我提供了一个系统而全面的视角来理解现代交流电机驱动技术，它不仅是知识的宝库，更是解决实际工程问题的有力工具，让我受益匪浅。

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我是一名刚入门电力电子和电机控制领域的学生，一直想找一本能够系统性地学习相关知识的教材。《现代电力电子学与交流传动》这本书真的非常适合我。它从最基础的半导体器件讲起，比如二极管、三极管（BJT, MOSFET）、晶闸管（SCR, GTO, IGBT）等，详细介绍了它们的物理结构、工作原理、伏安特性、开关特性以及各种损耗。然后，循序渐进地介绍了各种功率变换器，如DC-DC变换器（Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, SEPIC, Zeta, 升降压变换器等）、DC-AC变换器（单相桥式、三相桥式逆变器）、AC-DC变换器（整流器，包括半波、全波、桥式整流，以及带滤波的受控整流）和AC-AC变换器（交流调压器、 Chop per）。书中对于每个变换器都给出了详细的电路图、工作波形、数学模型和分析方法，非常有利于理解。在交流传动部分，它系统地介绍了交流电机的类型（感应电机、同步电机、永磁同步电机等）的结构、工作原理和基本方程，然后重点讲解了如何利用电力电子技术实现对这些电机的控制，特别是矢量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）的原理、实现和优缺点。书中还包含了很多实际应用案例，比如开关电源、UPS、变频器、伺服驱动等，这些案例让我对理论知识有了更直观的认识，也激发了我学习的兴趣。这本书的语言通俗易懂，公式推导严谨，图文并茂，非常适合作为入门教材。我通过阅读这本书，对电力电子和交流传动领域有了扎实的基础，也为我后续深入学习和研究打下了良好的基础。

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这本《现代电力电子学与交流传动》真的让我眼前一亮。作为一个在电力电子领域摸爬滚打了几年，却总觉得对一些核心概念理解不够透彻的工程师来说，这本书就像是黑暗中的一道光。我尤其欣赏它在概念的阐述上，不是简单地堆砌公式和定理，而是深入浅出地讲解了各种电力电子器件的工作原理，比如MOSFET、IGBT、SCR等等，以及它们在不同应用场景下的特点和选择依据。书中的图示非常清晰，让我能够直观地理解电流、电压的变化以及器件的开关过程。更重要的是，它不仅仅停留在理论层面，还结合了大量的实际应用案例，比如开关电源、逆变器、变频器等，这些都是我们日常工作中经常会接触到的。在阅读过程中，我发现作者在讲解过程中非常注重逻辑的连贯性，从基础的半导体器件特性，到复杂的功率变换拓扑，再到最终的交流电机控制，整个脉络非常清晰，让人能够循序渐进地掌握知识。我尤其喜欢它对控制策略的深入分析，特别是关于PID控制、模糊控制以及最新的模型预测控制在交流电机驱动中的应用，这些内容对于提升驱动系统的性能至关重要。它还对一些关键的散热设计、电磁兼容性（EMC）等工程实践问题也进行了探讨，这对于实际的项目开发非常有指导意义。在我看来，这本书不仅适合在校学生学习，对于已经工作的工程师来说，也是一本非常值得反复研读的参考书，能够帮助我们巩固基础，开拓视野，解决实际工作中遇到的难题。它让我对电力电子技术有了更深层次的理解，也激发了我对这个领域更进一步探索的兴趣。

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我在进行工业自动化设备（如PLC、变频器）的底层开发时，对电力电子和电机控制的深入理解是必不可少的。《现代电力电子学与交流传动》这本书为我提供了坚实的理论基础和丰富的实践指导。它从基础的电力电子器件（如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT）的原理和特性出发，详细介绍了它们的导通、关断过程，以及在不同工作条件下的损耗分析。然后，书中系统地讲解了各种功率变换电路，包括DC-DC变换器、DC-AC变换器（逆变器）、AC-DC变换器（整流器）以及AC-AC变换器（交流调压器、变频器）。我尤其欣赏书中对PWM（脉冲宽度调制）控制技术的详尽阐述，包括载波PWM、空间矢量PWM（SVPWM）等，以及它们在不同场合下的应用和优缺点。在交流传动方面，它详细介绍了交流电机（感应电机、同步电机、永磁同步电机）的数学模型和运行机理，并重点讲解了如何通过电力电子技术和先进的控制策略来实现对这些电机的精确控制。特别是对矢量控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）的深入剖析，包括它们的原理、实现和性能比较，为我开发高性能的变频器提供了重要的参考。书中还涵盖了许多工程实践中的关键问题，如门极驱动电路的设计、过流保护、过压保护、EMI抑制以及散热设计等。通过学习这本书，我不仅加深了对电力电子和电机控制核心技术的理解，还掌握了许多实用的开发技巧，为我开发更先进、更可靠的工业自动化产品提供了重要的理论和技术支持。

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为了提升我所在公司产品（工业机器人伺服驱动器）的性能，我一直在寻找一本能够深入讲解交流电机控制和电力电子技术相结合的书籍。《现代电力电子学与交流传动》这本书给我带来了很多启发。它对交流电机（特别是同步伺服电机）的动态数学模型进行了非常详细的推导，包括定子和转子绕组的电压方程、磁链方程以及转矩方程。基于这些模型，它系统地介绍了各种控制策略，例如经典的PI控制器在电流环和速度环中的应用，以及如何通过参数整定来优化系统的动态响应和稳态精度。我尤其对书中关于矢量控制（FOC）的深入讲解印象深刻，它不仅解释了FOC的基本原理，还详细介绍了实现FOC所需的坐标变换（两相abc到两相αβ，再到两相dq）以及如何通过dq轴电流控制来精确控制电机的磁链和转矩。书中还对比了基于电压模型和电流模型的FOC实现方式，并分析了它们在不同工作条件下的优劣。此外，本书还探讨了更高级的控制技术，如鲁棒控制、自适应控制以及模型预测控制（MPC）在伺服驱动中的应用，这些都为我提供了优化产品性能的新思路。书中对于电力电子器件（如IGBT）的驱动电路设计、保护电路以及散热技术的讨论，也对我进行硬件设计提供了重要的参考。通过阅读这本书，我不仅加深了对交流电机控制原理的理解，还获得了很多实用的设计技巧，为我改进公司产品的性能提供了坚实的理论基础和技术支持。

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