谐波抑制和无功功率补偿

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出版者:机械工业出版社
作者:王兆安
出品人:
页数:444
译者:
出版时间:2006-1-1
价格:29.00元
装帧:平装
isbn号码:9787111062981
丛书系列:电气自动化新技术丛书
图书标签:
  • 电气自动化
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具体描述

抑制谐波和提高功率因数是涉及电力电子技术、电气自动化技术

和电力系统的一个重大课题。随着电力电子技术的不断进步,新型有

源谐波抑制技术和无功补偿技术得到了迅速的发展。本书主要介绍有

源电力滤波器、静止无功补偿装置、高功率因数整流器等谐波抑制和

无功补偿新技术。对有关谐波和无功功率的基础理论、电力电子装置

的功率因数和谐波分析以及传统无功补偿和滤波方法也做了必要的介

绍。本书叙述力求简洁,强调物理概念,注重理论联系实际。

本书可作为电力电子技术、电气自动化技术及电力系统领域的工

程技术人员和研究人员的参考书,也可供上述专业范围的教师和研究

生阅读。

《现代电力系统稳定性控制》 现代电力系统犹如一张错综复杂的能量网,维系着社会经济的正常运转。然而,随着新能源的接入、负荷的不断增长以及电网结构的日益复杂,系统稳定性问题愈发严峻。本书深入剖析了现代电力系统在动态运行过程中所面临的稳定性挑战,为理解和应对这些挑战提供了全面的视角和实用的工具。 本书的写作目标在于,为电力工程师、系统规划人员以及相关领域的研究者提供一个系统、深入的学习平台。我们旨在不仅仅是介绍理论知识,更重要的是引导读者理解电力系统动态行为背后的物理机制,并掌握现代技术手段来保障系统的稳定运行。 核心内容概述: 第一部分:电力系统动态行为基础 电力系统基本原理回顾: 简要回顾同步发电机、电力负荷、输电线路等基本元件的稳态和动态特性。重点阐述了功角、频率、电压等关键参数在系统动态过程中的重要性。 暂态过程与稳定性概念: 详细阐述了电力系统在受到扰动(如短路、发电机甩负荷等)后产生的暂态过程。引入了暂态稳定性、稳态稳定性和频率稳定性等概念,并解释了不同稳定性类型之间的关联和区别。 线性化模型与特征方程: 介绍如何对电力系统进行线性化处理,建立描述系统动态行为的微分-代数方程组。重点讲解了特征方程在分析系统稳定性中的作用,包括稳定裕度、阻尼比等关键指标的计算方法。 第二部分:影响电力系统稳定性的因素分析 负荷特性及其影响: 分析不同类型负荷(如恒功率负荷、恒电流负荷、恒电阻负荷)在系统动态过程中的表现,以及它们对系统稳定性的影响。特别探讨了高比例负荷接入系统对电压稳定性的挑战。 输电系统结构与稳定性: 探讨了输电网的拓扑结构、线路参数(电抗、电阻)以及潮流分布对系统稳定性的影响。分析了弱联系区域的形成机制以及如何通过电网改造来提升稳定性。 发电机控制系统及其作用: 详细介绍了同步发电机原动机(水轮机、汽轮机)的调速器和励磁系统的基本原理、结构及其在维持系统动态稳定中的关键作用。深入分析了先进的自动电压调节器(AVR)和励磁控制器(如Thyristor Excitation Systems, PSS)的设计原则和性能。 第三部分:电力系统稳定性控制技术 励磁控制技术: 深入研究了各种励磁控制策略,包括比例-积分(PI)励磁控制、同步机励磁系统(Excitation System)和同步机励磁系统(Excitation System)的改进技术。重点介绍了电力系统稳定器(PSS)的设计原理和参数整定方法,以及PSS在改善系统阻尼、抑制低频振荡方面的作用。 调速器控制技术: 分析了不同类型发电机原动机调速器的设计和性能。探讨了先进的数字式调速器以及它们在改善系统频率响应和动态性能方面的优势。 其他稳定控制方法: 介绍了其他重要的稳定性控制技术,例如: FACTS(柔性交流输电系统)的应用: 详细阐述了SVC(静止无功补偿器)、TCSC(串联补偿电抗器)、STATCOM(静态同步补偿器)等FACTS装置在提高输电能力、控制电压稳定、改善系统阻尼等方面的作用。 UPFC(统一功率流控制器)的综合控制: 探讨了UPFC如何在电压、功率、相位角等多个维度上对电网进行控制,从而实现对系统稳定性的全面提升。 动态电阻/线路: 介绍了动态电阻/线路等新型控制装置在快速调整线路功率传递方面的潜力。 广域测量系统(WAMS)与数据驱动的稳定性分析: 探讨了PMU(相量测量单元)等广域测量技术在实时监测系统状态、识别潜在不稳定因素方面的应用。介绍了基于大数据和机器学习的稳定性评估和预警方法。 第四部分:案例分析与未来展望 典型电网稳定性分析与改进案例: 选取了实际电力系统运行中发生的稳定性事件,结合理论知识,对事件原因进行深入分析,并介绍所采取的改进措施及其效果。 新能源接入对系统稳定性的影响及对策: 重点关注了风电、光伏等间歇性新能源接入对电力系统动态特性的影响,并探讨了如何通过能量存储系统(ESS)、虚拟同步机(VSG)等技术来解决新能源带来的稳定性问题。 智能电网与未来电力系统稳定性: 展望了智能电网环境下,先进通信、信息技术与电力系统控制的深度融合,以及由此带来的新的稳定控制策略和技术发展方向。 本书力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。通过丰富的图表、详实的公式推导以及贴近实际的算例,帮助读者建立起扎实的理论基础,并能够将其应用于实际的电力系统分析和控制设计中。希望本书能够成为您在电力系统稳定性控制领域探索的宝贵参考。

作者简介

目录信息

目 录
《电气自动化新技术丛书》序言
前言
第1章 绪论
1.1谐波问题及研究现状
1.2谐波抑制
1.3无功补偿
1.4本书内容概述
第2章 谐波和无功功率
2.1谐波和谐波分析
2.1.1谐波的基本概念
2.1.2谐波分析
2.1.3公用电网谐波电压和谐波电流限值
2.2无功功率和功率因数
2.2.1正弦电路的无功功率和功率因数
2.2.2非正弦电路的无功功率和功率因数
2.2.3无功功率的时域分析
2.2.4三相电路的功率因数
2.2.5无功功率的物理意义
2.2.6无功功率理论的研究及其进展
2.3谐波和无功功率的产生
2.4无功功率的影响和谐波的危害
2.4.1无功功率的影响
2.4.2谐波的危害
2.4.3谐波引起的谐振和谐波电流放大
2.4.4谐波对电网的影响
2.4.5谐波对旋转电机和变压器的危害
2.4.6谐波对继电保护和电力测量的影响
2.4.7谐波对通信系统的干扰
第3章 电力电子装置的功率因数和谐波分析
3.1阻感负载整流电路的功率因数和谐波分析
3.1.1忽略换相过程和直流侧电流脉动时的情况
3.1.2计及换相过程但忽略直流侧电流脉动时的情况
3.1.3计及直流侧电流脉动时的情况
3.1.4阻感负载整流电路的非特征谐波
3.2整流电路带滤波电容时的功率因数和谐波分析
3.2.1电容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析
3.2.2感容滤波型桥式整流电路的功率因数和谐波分析
3.3交流调压电路的功率因数和谐波分析
3.3.1移相控制单相交流调压电路的功率因数和谐波分析
3.3.2移相控制三相交流调压电路的功率因数和谐波分析
3.3.3通断控制交流调压电路的功率因数和谐波分析
3.4周波变流电路的功率因数和谐波分析
3.4.1用开关函数法对输入电流进行谐波分析
3.4.2输入电流中的谐波频率和谐波含量
3.4.3输入电流中的基波分量和输入端功率因数
第4章 无功补偿电容器和LC滤波器
4.1无功补偿电容器
4.1.1并联电容器补偿无功功率的原理
4.1.2并联电容器补偿无功功率的方式
4.1.3并联电容器补偿容量的计算
4.1.4并联电容器的放电回路和自动投切
4.1.5并联电容器和谐波的相互影响
4.2LC滤波器
4.2.1LC滤波器的结构和基本原理
4.2.2LC滤波器的设计准则
4.2.3单调谐滤波器的设计
4.2.4高通滤波器的设计
第5章 静止无功补偿装置
5.1无功功率动态补偿的原理
5.2晶闸管控制电抗器(TCR)
5.2.1基本原理
5.2.2主要接线形式和配置类型
5.2.3控制系统
5.2.4动态性能和动态过程分析
5.3晶闸管投切电容器(TSC)
5.3.1基本原理
5.3.2投入时刻的选取
5.3.3控制系统
5.3.4动态过程分析
5.4采用全控型器件的静止无功发生器(SVG)
5.4.1基本原理
5.4.2控制方法
5.4.3应用实例
第6章 瞬时无功功率理论和应用
6.1三相电路瞬时无功功率理论
6.2谐波和无功电流的实时检测
6.2.1三相电路谐波和无功电流实时检测
6.2.2单相电路谐波和无功电流实时检测
6.3瞬时无功功率理论的其他应用
6.3.1SVC控制所需的信号和传统检测方法
6.3.2基于瞬时无功功率理论的SVC信号检测方法
第7章 有源电力滤波器
7.1有源电力滤波器的基本原理
7.2有源电力滤波器的系统构成和主电路形式
7.2.1有源电力滤波器的系统构成
7.2.2有源电力滤波器的主电路形式
7.3并联型有源电力滤波器
7.3.1单独使用的并联型有源电力滤波器
7.3.2与LC滤波器混合使用的并联型有源电力滤波器
7.4串联型有源电力滤波器
7.4.1单独使用的串联型有源电力滤波器
7.4.2串联混合型有源电力滤波器
第8章 高功率因数变流器
8.1整流电路的多重化和自换相整流电路
8.1.1移相多重联结
8.1.2多重联结电路的顺序控制
8.1.3自换相整流电路
8.1.4电容滤波二极管整流电路的多重联结
8.2PWM整流电路
8.2.1PWM整流电路的拓扑和工作原理
8.2.2PWM整流电路的控制方法
8.3带斩波器的二极管整流电路
8.3.1单相有源功率因数校正电路
8.3.2三相有源功率因数校正电路
8.4矩阵式变频电路
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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《谐波抑制和无功功率补偿》一书在“无功功率补偿”这一主题上,给予了我前所未有的启发。一直以来,我对于电网运行的“效率”问题,总感觉有些抽象,知道无功功率的存在,但对其具体影响和管理方式却知之甚少。这本书则将这个抽象的概念具象化,让我明白了无功功率是如何影响电网的电压稳定、传输损耗以及设备容量的。作者通过大量的图示和计算示例,清晰地展示了不同负荷特性对无功功率需求的影响,以及如何通过合理的补偿来优化电网运行。我特别欣赏书中关于几种典型无功功率补偿装置的详细介绍,比如固定电容器组、调相机、静止无功发生器(SVG)等。每种装置的结构、工作原理、控制策略,以及在不同应用场景下的优劣势,都被剖析得淋漓尽致。让我感到惊奇的是,书中对于SVG的阐述,其快速响应和高精度补偿能力,为解决动态无功功率问题提供了全新的思路。我之前对SVG的了解仅限于其名称,通过这本书,我才真正理解了其背后复杂的电力电子控制技术,以及它如何在毫秒级的时间内调整输出,从而维持电网的稳定。此外,书中还探讨了如何根据电网的实际负荷情况,制定最优的无功功率补偿方案,这其中的优化算法和设计思路,对我日后的项目规划有着极大的指导意义。这本书让我对电力系统的“健康”有了更深刻的理解,也让我意识到,在电力系统的设计和运行中,无功功率的管理是不可或缺的关键环节。

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《谐波抑制和无功功率补偿》这本书在我心中树立了一个全新的视角,特别是关于“无功功率补偿”这一部分的精彩论述。我一直对电网的“能量传输”感到好奇,知道有“有功”和“无功”之分,但对其间的奥秘却了解不多。《谐波抑制和无功功率补偿》这本书就像一位技艺精湛的导游,带领我深入探寻了无功功率在电力系统中的角色和重要性。它并没有仅仅停留在理论的层面,而是通过生动的比喻和贴切的案例,将抽象的无功功率概念变得触手可及。我特别喜欢书中关于无功功率对电压稳定影响的分析,以及它如何导致电能损耗的详细阐述。让我印象深刻的是,书中通过不同负荷情景下的电压曲线变化,直观地展示了无功功率不足时电压跌落的严重性,以及补偿不足时可能引发的系统不稳定。而书中对各种无功功率补偿装置的介绍,更是让我大开眼界。从最基础的电容器组,到更为先进的静止同步补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG),本书都进行了细致的剖析,包括其工作原理、控制方式、动态响应特性以及各自的优缺点。我尤其对SVG能够快速响应负荷变化,提供平滑无功功率的强大能力感到惊叹,这对于解决现代电网中日益复杂的无功功率波动问题具有极其重要的意义。本书还为如何根据实际电网情况,制定最优的无功功率补偿策略提供了清晰的指导,这其中的经济性分析和技术可行性评估,对我的工作有着直接的指导价值。

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这本书中的“谐波抑制”部分,简直就是一本实践操作指南。我之前对谐波的认识比较零散,主要集中在它是“有害的”,但具体原因以及如何解决却知之甚少。作者在书中并没有回避问题的复杂性,而是从最基本的电磁理论出发,系统地解释了谐波的产生机理,包括非线性负载的分类、电流和电压畸变的数学模型,以及谐波在电网中的传播和叠加现象。我特别欣赏书中对各种滤波技术的详细对比分析,从传统的LC无源滤波器,到更为先进的有源电力滤波器(APF),作者都对其原理、设计步骤、性能特点进行了深入的阐述。尤其让我印象深刻的是,书中对于如何根据实际电网的谐波特性,进行滤波器的参数优化,以达到最佳的抑制效果,提供了具体的计算公式和设计流程。我还惊喜地发现,书中还包含了一些实际工程案例,分析了在不同行业(如钢铁、化工、地铁等)中遇到的典型谐波问题,并给出了相应的解决方案。这些案例的引入,极大地增强了本书的实践指导意义,让我能够将书本上的理论知识与实际工作中的问题相结合,找到更有效的解决途径。书中对谐波测量方法和仪器设备的介绍,也让我受益匪浅,它帮助我理解了如何准确地诊断电网中的谐波问题,为后续的治理工作奠定了坚实的基础。

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《谐波抑制和无功功率补偿》这本书,为我提供了一个非常全面且深入的视角来理解“无功功率补偿”这一关键的电力系统概念。在此之前,我对无功功率的认识相对模糊,只知道它对电网有影响,但具体是怎样的影响,以及如何进行管理,却缺乏清晰的认识。本书则像一位经验丰富的工程师,将复杂的无功功率理论,通过通俗易懂的语言和丰富的实例,生动地展现在我面前。我非常欣赏书中对无功功率在电网电压稳定性、功率传输效率以及设备容量利用率等方面所起到的关键作用的详细阐述。通过书中提供的各种图表和计算公式,我能够清晰地理解,为什么在一个健全的电力系统中,对无功功率进行合理的补偿是如此重要。而书中对不同类型无功功率补偿装置的详细介绍,更是让我眼界大开。从最基础的固定电容器组,到更为先进的静止同步补偿器(SVC)以及静止无功发生器(SVG),本书都对其工作原理、控制策略、优缺点以及适用范围进行了深入的分析。我尤其对SVG的瞬态响应能力和高精度补偿特性印象深刻,它能够快速适应电网负荷的变化,有效地维持电压的稳定,这对于现代电力系统,特别是那些含有大量电力电子设备的系统,显得尤为重要。本书还为我提供了制定无功功率补偿策略的指导,包括如何进行电网负荷分析,如何选择最经济有效的补偿装置,以及如何进行补偿容量的优化设计,这些内容对我今后的工作有着非常直接的指导意义。

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我怀着极大的热情阅读了《谐波抑制和无功功率补偿》这本书,尤其被其中关于“谐波抑制”部分的系统性描述所折服。作者以一种循序渐进的方式,从谐波的产生机制入手,详细解释了各种非线性负载如何注入谐波到电网中。我印象特别深刻的是,书中对各种常用电力电子器件(如二极管、晶闸管、IGBT等)在不同工作模式下产生的谐波特性进行了深入的剖析,并辅以详细的数学模型和仿真结果。这让我对谐波的“源头”有了更清晰的认识,也理解了为什么现代电力系统中谐波问题越来越突出。更重要的是,本书为我提供了一套解决谐波问题的完整思路。从谐波的测量和分析,到滤波器的设计和选型,再到实际的应用案例,都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于有源滤波器(APF)的设计方法和控制策略的讲解,感到非常受益。作者通过详细的数学推导和仿真验证,清晰地展现了APF如何通过注入反向谐波电流来抵消电网中的谐波,从而达到净化电网的目的。这种“主动”的治理方式,相较于传统的无源滤波器,展现出了更高的灵活性和智能化水平。书中还探讨了如何根据电网的实际谐波状况,选择最合适的谐波抑制方案,并提供了相应的计算工具和设计软件参考。这本书不仅满足了我对谐波知识的渴求,更重要的是,它为我解决实际工程问题提供了宝贵的指导。

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《谐波抑制和无功功率补偿》这本书,在我阅读的过程中,尤其是在“无功功率补偿”方面,给我带来了极大的启发。我一直对电网运行的“效率”问题,总感觉有些抽象,知道无功功率的存在,但对其具体影响和管理方式却知之甚少。这本书则将这个抽象的概念具象化,让我明白了无功功率是如何影响电网的电压稳定、传输损耗以及设备容量的。作者通过大量的图示和计算示例,清晰地展示了不同负荷特性对无功功率需求的影响,以及如何通过合理的补偿来优化电网运行。我特别欣赏书中关于几种典型无功功率补偿装置的详细介绍,比如固定电容器组、调相机、静止无功发生器(SVG)等。每种装置的结构、工作原理、控制策略,以及在不同应用场景下的优劣势,都被剖析得淋漓尽致。让我感到惊奇的是,书中对于SVG的阐述,其快速响应和高精度补偿能力,为解决动态无功功率问题提供了全新的思路。我之前对SVG的了解仅限于其名称,通过这本书,我才真正理解了其背后复杂的电力电子控制技术,以及它如何在毫秒级的时间内调整输出,从而维持电网的稳定。此外,书中还探讨了如何根据电网的实际负荷情况,制定最优的无功功率补偿方案,这其中的优化算法和设计思路,对我日后的项目规划有着极大的指导意义。这本书让我对电力系统的“健康”有了更深刻的理解,也让我意识到,在电力系统的设计和运行中,无功功率的管理是不可或缺的关键环节。

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我必须说,《谐波抑制和无功功率补偿》这本书在无功功率补偿方面的内容,为我提供了一个非常系统且实用的视角。一直以来,我对电网的“效率”问题总有些模糊的概念,知道无功功率的存在,但对其具体影响和管理方式却知之甚少。这本书则将这个抽象的概念具象化,让我明白了无功功率是如何影响电网的电压稳定、传输损耗以及设备容量的。作者通过大量的图示和计算示例,清晰地展示了不同负荷特性对无功功率需求的影响,以及如何通过合理的补偿来优化电网运行。我特别欣赏书中关于几种典型无功功率补偿装置的详细介绍,比如固定电容器组、调相机、静止无功发生器(SVG)等。每种装置的结构、工作原理、控制策略,以及在不同应用场景下的优劣势,都被剖析得淋漓尽致。让我感到惊奇的是,书中对于SVG的阐述,其快速响应和高精度补偿能力,为解决动态无功功率问题提供了全新的思路。我之前对SVG的了解仅限于其名称,通过这本书,我才真正理解了其背后复杂的电力电子控制技术,以及它如何在毫秒级的时间内调整输出,从而维持电网的稳定。此外,书中还探讨了如何根据电网的实际负荷情况,制定最优的无功功率补偿方案,这其中的优化算法和设计思路,对我日后的项目规划有着极大的指导意义。这本书让我对电力系统的“健康”有了更深刻的理解,也让我意识到,在电力系统的设计和运行中,无功功率的管理是不可或缺的关键环节。

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这本书真是让我大开眼界!我一直对电网运行中那些看不见的“杂音”感到好奇,而《谐波抑制和无功功率补偿》这本书就像一位经验丰富的向导,一步步揭开了这些现象的面纱。它不仅仅是枯燥的理论堆砌,而是通过生动的案例分析,让我深刻理解了谐波是如何产生的,它们对电网设备造成的具体危害,以及为什么我们需要主动去抑制它们。我特别喜欢书中关于电力电子设备(比如变频器、开关电源)如何成为谐波的“罪魁祸首”的详细阐述,这让我对日常生活中习以为常的许多设备有了全新的认识。书中还巧妙地将谐波的产生机制与实际的电力系统结构联系起来,比如变压器、电动机等,让我不再觉得这些是独立存在的概念,而是相互影响、相互作用的整体。更重要的是,作者并没有止步于问题的呈现,而是深入探讨了各种谐波抑制技术。从传统的无源滤波器,到更加智能化的有源滤波器,书中都进行了细致的介绍,并且对每种技术的优缺点、适用范围进行了深入的比较分析。我尤其对书中关于有源滤波器工作原理的讲解印象深刻,那种“主动出击”,实时补偿的思路,简直是化繁为简的智慧结晶。阅读过程中,我不仅巩固了许多电力系统基础知识,更重要的是,我的解决实际问题的能力得到了极大的提升,学会了如何从根本上识别、分析和解决电网中的谐波问题。这本书的插图和图表也十分精美,清晰地展示了复杂的电路原理和波形变化,大大降低了理解的难度,让我在学习过程中倍感轻松和愉悦。

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这本书简直是电力从业者案头必备的宝典!我尤其想强调书中关于“谐波”这一章节的深度和广度。作者并没有浅尝辄止,而是从谐波的根源——非线性负载出发,详细剖析了不同类型非线性负载产生的谐波频谱特性。我印象特别深刻的是,书中通过大量的实际测量数据和图谱分析,揭示了工业生产中常见设备,如电弧炉、整流器、开关电源等,在不同工况下产生的谐波成分及其影响。这让我意识到,谐波的产生并非是单一因素造成的,而是多种复杂因素相互作用的结果。更令我受益匪浅的是,书中关于谐波传播和放大效应的论述,它详细解释了电网中的电感和电容元件是如何与谐波相互作用,从而导致谐波在特定频率下发生共振,造成电压和电流畸变更加严重。这种对谐波“传播路径”的深入揭示,对于我们进行电网谐波治理规划至关重要。书中还详细介绍了多种谐波抑制方法的原理和应用,从基本的滤波技术,到更先进的有源滤波和无源滤波组合方案,都进行了详尽的讲解。我尤其对书中关于如何根据电网谐波特征,设计出经济有效的滤波回路的案例分析,印象深刻。通过书中提供的计算公式和设计流程,我能够更准确地评估滤波器的选型和参数设置,从而有效降低谐波对电网设备的危害。这本书不仅教会了我“是什么”,更教会了我“怎么做”,为我提供了解决实际问题的强大工具。

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不得不说,《谐波抑制和无功功率补偿》这本书,在“谐波抑制”领域,为我打开了一扇新的大门。我之前对谐波的认识,主要停留在“它会干扰设备”的层面,而这本书则以极其严谨和系统的方式,将谐波的“前世今生”都展现在我面前。从谐波的数学定义,到各种电力电子设备(如整流器、逆变器、开关电源)内部的非线性特性是如何产生谐波的,作者都进行了详尽的论述,并且辅以大量的数学公式和波形图,让我能够清晰地理解这些“看不见的”干扰是如何产生的。更让我赞叹的是,书中对谐波在电网中传播和放大机制的深入剖析。它详细解释了电网中的电感和电容元件是如何与谐波相互作用,从而导致某些频率的谐波产生共振,加剧电压和电流的畸变。这种对谐波“传播路径”的清晰描绘,对于我理解谐波问题的根源至关重要。而本书在谐波抑制方法的介绍上,更是面面俱到。从简单的无源滤波器,到复杂的有源滤波器,再到谐波抑制器的设计原则和应用,都进行了深入的讲解。我特别喜欢书中关于如何根据电网的谐波频谱,设计出经济高效的滤波器的计算方法和实例分析。这些实用的技术细节,让我在面对实际工程问题时,能够更有针对性地选择和设计抑制方案,从而有效地改善电网质量。

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补充了一些知识,不过总体而言,有点老旧了

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好书啊好书

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必备神书,工作中少不了的好伙伴,特来打个五分膜拜一下~

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就看了第6-7章,王兆安大牛

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我爱死这本书了

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