电力电子技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:曹丰文

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2007-8

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787508356563

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
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好的，这是一本关于微积分在工程领域应用的图书简介，其内容与您提到的《电力电子技术基础》无任何关联，完全聚焦于数学理论在实际工程问题中的运用。 图书名称：现代工程中的微积分：原理、建模与数值求解 图书简介 本书旨在为工程技术人员、高等院校理工科学生提供一本深度融合经典微积分理论与现代工程应用的高级参考教材。本书的核心目标是弥合纯数学理论与复杂工程实践之间的鸿沟，强调微积分工具箱如何被有效地应用于解决实际问题，而非仅仅停留在抽象的公式推导层面。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的微分、积分概念到高级的多元微积分、微分方程的系统性阐述，并特别突出了数值方法在现代计算中的关键作用。 第一部分：微积分的坚实基础与工程直觉的培养 本部分着重于巩固读者对微积分基本概念的理解，同时引入工程视角下的直觉培养。我们探讨极限、连续性和导数的概念，但强调它们在描述物理系统瞬时变化率（如速度、加速度、电流变化率）中的意义。 第一章：极限、连续性与导数的工程诠释 本章深入分析了导数的定义，并将其与工程中的瞬时速率紧密联系。例如，我们详细解析了在电路分析中，瞬时功率或电感电流变化率的数学表达。重点讨论了导数的几何意义（切线斜率）如何转化为物理意义（系统的瞬时响应特性）。此外，本章还涵盖了洛必达法则在解决工程中遇到的不定式极限问题上的应用，例如在分析系统稳定性边界时的重要性。 第二章：微分学：优化与敏感性分析 微分的应用是本书的核心之一。我们不仅涵盖了基本求导法则，更聚焦于链式法则、乘积法则在复合函数和多变量系统中的应用。本章的关键内容在于极值点的寻找与优化问题。在机械设计中，如何通过一阶导数确定结构的最大应力点或最小材料用量；在控制系统中，如何利用导数判断系统的响应速度和超调量。敏感性分析作为微分的直接应用，被详细阐述，用于评估输入参数微小变化对系统输出的宏观影响。 第三章：积分学：累积效应与物理量度量 本章从定积分的黎曼和定义出发，引向工程中的累积计算。我们探讨了积分在计算功、能量、流量、电荷累积等总量方面的威力。定积分不再仅仅是求面积，而是被视为对瞬时量进行时间或空间上的累加。不定积分则被置于求解反向过程或初始值问题的背景下。 第二部分：超越一维：多元微积分与场论基础 随着工程系统的复杂化，分析变量间的相互依赖关系成为必要。本部分将读者带入多维空间，处理偏导数、多重积分以及向量微积分的基本工具。 第四章：偏微分与多变量函数 本章详细介绍了偏导数的概念，这是理解热力学、流体力学和电磁学中空间分布特性的基础。我们通过实例展示了如何计算一个三维空间中温度场的梯度向量，这直接关联到热流的方向。全微分的概念被引入，用于量化多个独立变量变化对目标函数的影响，这对于建立复杂系统的灵敏度模型至关重要。 第五章：多重积分：体积、质量与通量计算 二重积分和三重积分是计算几何量和物理总量不可或缺的工具。本章聚焦于在笛卡尔、柱坐标和球坐标系下进行积分的策略选择。在材料科学中，我们利用三重积分计算不均匀密度物体的总质量；在流体力学中，多重积分是计算通过任意曲面的流量的关键。坐标变换的雅可比行列式被视为能量或质量在不同坐标系中保持不变性的数学保证。 第六章：向量微积分：梯度、散度和旋度 向量微积分是连接经典场论与现代物理工程的基础。本章系统地阐述了梯度（指向最大变化率的方向）、散度（描述场源或汇的强度）和旋度（描述场的旋转效应）。这些概念是理解电磁场分布（麦克斯韦方程组的微分散形式）和流体运动（涡旋强度）的基石。本章也为后续引入高斯散度定理和斯托克斯定理做了必要的铺垫。 第三部分：动态系统的核心：常微分方程与建模 工程系统绝大多数是动态的，其行为由微分方程描述。本部分是全书的重点，旨在教会读者如何根据物理定律建立模型并求解这些方程。 第七章：一阶常微分方程的解析解法 本章专注于物理系统中最基础的动态模型——一阶常微分方程。详细讲解了可分离变量法、一阶线性方程（积分因子法）和精确方程的求解。在电气工程中，RC或RL电路的瞬态响应问题被作为核心案例，展示了如何利用初始条件确定特定解。 第八章：高阶常微分方程与特征分析 对于振动系统、二阶RLC电路或更复杂的机械耦合系统，高阶线性常微分方程是必需的工具。本章重点讨论了齐次与非齐次方程的解法（待定系数法与常数变易法），尤其强调了特征方程的根的性质如何直接决定了系统的稳定性和响应模式（如阻尼、欠阻尼、过阻尼）。 第九章：拉普拉斯变换：动态系统的通用语言 拉普拉斯变换被介绍为求解线性常微分方程的强大代数工具。本章详细阐述了如何将时域微分方程转化为s域中的代数方程，极大地简化了复杂的求解过程。我们侧重于传递函数（Transfer Function）的概念建立，以及如何通过极点和零点分析来预测系统的时域行为，这是现代控制理论分析的基石。 第四部分：理论到实践的桥梁：数值方法与计算工具 在许多复杂的、非线性的或参数依赖的工程问题中，解析解往往不存在或难以获取。本部分转向数值逼近技术，使理论工具能应用于真实的计算环境。 第十章：数值积分与微分 本章介绍了牛顿-科茨公式（如梯形法则、辛普森法则）在工程数据拟合和积分计算中的应用。同时，探讨了有限差分法（Finite Difference Method）的原理，这是将导数转化为离散差商的关键步骤，为后续的偏微分方程求解打下基础。 第十一章：微分方程的数值求解 本章聚焦于求解常微分方程的数值迭代方法。牛顿迭代法在非线性平衡态分析中的应用被详细剖析。重点讲解了欧拉法（Euler Method）和更精确的龙格-库塔方法（Runge-Kutta Methods），并探讨了这些方法在数值稳定性与计算误差控制之间的权衡。 第十二章：傅里叶级数与积分：周期性与信号分解 作为微积分在高频信号分析中的延伸，傅里叶分析被引入。本章阐释了如何将任意周期函数分解为正弦和余弦基波的线性组合，这在处理机械振动、声学分析和通信系统中的周期信号重构方面至关重要。 总结与展望 本书的最终目标是培养读者一种“用微积分思考问题”的能力。通过大量的工程案例分析（涉及流体力学、结构力学、电路分析和热传导），读者将掌握如何从物理现象中抽象出数学模型，运用微积分工具求解模型，并最终将数学解译为可操作的工程结论。本书适合作为机械、电子、土木、航空航天等专业高年级本科生或研究生的参考书，是迈向高级工程分析和建模的必经之路。

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如果用一句话来形容这本书的写作风格，我会说它是“严谨而不失温度的”。它的行文流畅自然，用词精准，很少出现那种让人需要频繁查阅专业词典才能理解的佶屈聱牙的句子。作者在介绍新的概念时，往往会用一个生动的类比或者一个历史背景来铺垫，这极大地缓解了阅读过程中的认知负荷。例如，在讲解“软开关技术”（ZVS/ZCS）时，他没有直接给出复杂的等效电路模型，而是先描述了硬开关时代器件承受的巨大冲击和损耗，从而引出软开关技术解决的核心痛点，这种叙事性的引导，让读者从情感上和逻辑上都更容易接受新技术。此外，书中对各种标准和规范的引用也十分到位，比如对IEC或IEEE标准中关于电磁兼容性（EMC）的基本要求进行了概述，这对于未来产品走向国际市场的设计者来说，是极其宝贵的信息。我感觉作者非常尊重读者的学习过程，每一个深入的分析后面，都有一个清晰的总结或者一个“思考题”，促使读者主动将新学的知识进行内化和重组，而不是被动地接受信息灌输。

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拿到这本《电力电子技术基础》时，我其实是抱着一种既期待又有点忐忑的心情。期待是因为我对现代电力系统和新能源技术日益增长的兴趣，而忐忑则是因为这类技术书籍往往充斥着晦涩难懂的公式和概念。然而，翻开这本书的目录，首先映入眼帘的是清晰的章节划分和逻辑严谨的结构，这让我稍微安心了一些。书中对半导体器件的物理特性和开关过程的描述，不是那种教科书式的干巴巴的理论堆砌，而是结合了实际应用场景，比如在大功率电机驱动中，IGBT如何实现高效开关，以及MOSFET在开关电源中的优势和劣势对比。作者似乎非常注重从“为什么”和“如何做”的角度去引导读者理解，而不是仅仅停留在“是什么”。特别是关于PWM（脉冲宽度调制）的章节，它不仅仅解释了调制原理，还深入探讨了不同调制策略（如正弦波调制、矢量控制的预调制）对输出波形质量和系统动态性能的影响。书中配的仿真案例截图和实验波形图，色彩分明，标注清晰，极大地帮助我直观地理解了理论知识在实际电路中的表现。读完前几章，我感觉自己对“电力电子”这个曾经觉得遥不可及的领域，已经有了一个坚实的基础认知框架，不再是零散的知识点了。这种由浅入深，理论与实践紧密结合的编排方式，是这本书最吸引我的地方之一。

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这本书的阅读体验，怎么说呢，就像是跟着一位经验丰富的老工程师在逐步解构一个复杂的电力电子变换器。它没有那种上来就给你抛一堆复杂拓扑结构让你去硬啃的挫败感。作者在讲解DC/DC变换器时，比如Buck-Boost电路，他先从最基础的Buck和Boost分开讲，详细分析了能量在开关周期内的存储和释放过程，用电压和电流的波形图做了极其详尽的剖析。尤其让我印象深刻的是，书中专门用了一小节来讨论“寄生参数的影响”，这往往是很多入门书籍会忽略掉的部分。比如，开关管的结电容和导通电阻，在高速开关时会造成显著的开关损耗和过冲现象，书中通过一个小小的RC缓冲电路的实例，演示了如何通过合理设计来抑制这些“杂散”效应。这种对细节的关注，体现了作者深厚的工程实践功底。此外，书中对控制策略的介绍也颇具匠心。比如在涉及电机驱动的FOC（磁场定向控制）部分，它没有直接跳到复杂的坐标变换，而是先通过对三相对称正弦波的分解与旋转矢量概念的引入，建立起对磁场角度的直观感受，再逐步过渡到Clark和Park变换，让抽象的数学模型变得触手可及。这使得原本被认为是最难啃的控制部分，也变得相对平易近人起来。

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总的来说，这本书给我的整体感受是，它成功地架起了一座坚固的桥梁，连接了晦涩的电力电子理论与日常的工程实践。在深度上，它足以支撑起本科高年级或研究生阶段的学习，概念推导严谨，数学基础扎实；而在广度上，它覆盖了从器件原理到典型拓扑，再到控制方法和系统保护的完整链条。与其他我翻阅过的类似主题书籍相比，这本书在对“动态响应”的分析上做得尤为出色。它不满足于稳态分析，而是花了大量篇幅去探讨系统在受到扰动（如负载突变、输入电压跌落）时，系统内部元件（尤其是开关管和电感/电容）的瞬态行为，以及控制回路如何快速校正偏差。这种对动态特性的深度挖掘，对于设计高性能、高鲁棒性的电源和驱动系统至关重要。毫不夸张地说，这本书提供了一个非常全面且可信赖的知识体系，让读者在面对实际工程问题时，能够迅速定位问题根源，并基于扎实的理论基础，提出有效的解决方案。它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的良师益友。

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对于我这样一个需要快速掌握核心概念，并应用于项目实践的工程师来说，这本书的另一个突出优点在于其案例的实用性和针对性。它不仅仅停留在理论推导，而是非常注重对典型应用场景的覆盖。比如，在介绍逆变器时，书中详尽地对比了单极性、双极性以及正弦脉宽调制（SPWM）在谐波抑制和输出电压幅值上的差异。更实用的是，它提供了一套针对特定负载（比如感性负载和阻性负载）下的系统设计流程建议。例如，在设计一个基于H桥的单相逆变器时，书中明确指出了散热设计、驱动电路的选择（高侧/低侧驱动的隔离和死区时间设置）以及输出滤波器（LCL滤波器）的参数选取原则，这些都是现场调试时必须面对的实际问题。我特别欣赏它在讨论保护机制时的严谨性。不仅仅是介绍了过流、过压保护，还详细分析了关断操作的顺序和时间要求，避免了在快速关断时由于电路寄生电感引起的电压尖峰对器件的二次损坏。这种从“如何工作”到“如何可靠工作”的进阶引导，让这本书的价值远超一本纯粹的理论教材，更像是一本实战手册的理论基石。

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