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出版者:人民邮电

作者:方大千

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2007-1

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787115165107

丛书系列:

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《电力电子技术基础与应用》 内容简介： 本书系统地介绍了电力电子技术的基本原理、核心器件、拓扑结构及其在现代电力系统中的广泛应用。本书旨在为读者提供一个全面而深入的理论框架和实践指导，帮助工程师、技术人员和高等院校学生掌握电力电子技术的设计、分析与优化能力。全书内容涵盖了从半导体器件物理特性到复杂系统控制策略的各个层面，结构严谨，图文并茂，兼顾理论深度与工程实用性。 第一部分：电力电子技术基础 第一章：电力电子技术概述与发展 本章首先界定了电力电子技术的概念、研究范畴及其在能源、工业、交通等领域的战略地位。回顾了电力电子技术的发展历程，从早期的机械式开关到大功率半导体器件的诞生与迭代。重点阐述了电力电子技术实现的三大核心功能：功率变换、电能控制和设备保护。本章还探讨了当前电力电子技术面临的挑战与未来发展趋势，如高频化、集成化、智能化以及在可持续能源接入方面的关键作用。 第二章：电力电子核心器件 本章是理解电力电子系统的基石。详细介绍了现代电力电子系统中最常用的半导体功率器件的工作原理、特性曲线和关键参数。内容涵盖： 1. 晶闸管（SCR）与可关断晶闸管（GTO）： 重点解析其触发机制、单向/双向导通特性以及在传统大功率场合的应用局限性。 2. 功率二极管（Power Diode）： 深入探讨快恢复二极管（FRD）和超快恢复二极管（UFD）的开关特性，尤其是在续流和整流电路中的应用。 3. 功率场效应晶体管（MOSFET）： 阐述其电压驱动特性，重点分析导通电阻（$R_{DS(on)}$）对损耗的影响，及其在中小功率、高频开关电路中的优势。 4. 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）： 作为中高功率应用的主流器件，本章详细剖析了IGBT的PNP和N沟道结构，分析其饱和压降、开关损耗和短路耐受能力，并对比了其与MOSFET和GTO的性能差异。 5. 新型器件探讨： 简要介绍碳化硅（SiC）MOSFET和氮化镓（GaN）器件的宽禁带特性，及其在超高频、高效率应用中的潜力。 第三章：电力电子器件的驱动与保护 器件的可靠运行离不开精确的驱动和有效的保护。本章系统介绍了驱动电路的设计原理： 1. 驱动信号的产生与隔离： 讨论了隔离技术（如光耦、脉冲变压器、电容耦合）在隔离高低电平、防止共模噪声干扰中的作用。 2. 栅极/基极驱动： 针对MOSFET和IGBT，详细分析了米勒平台效应、关断延迟、以及如何通过设计合适的驱动电阻和电源来抑制振荡、减小开关损耗。 3. 过流、过压与过温保护： 介绍了使用检测电路（如电流互感器、Shunt电阻、霍尔元件）实现实时监测的策略，以及故障保护电路（如关断延迟、硬件闭锁）的设计流程。 第二部分：基本功率变换电路 第四章：直流斩波电路（DC/DC变换器） 本章专注于实现直流电压的有效控制和隔离。详细分析了四种基本拓扑结构及其工作状态： 1. 非隔离型变换器： 深入分析Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）电路的稳态工作模式、输出电压/输入电流关系，以及占空比控制下的动态响应特性。 2. 隔离型变换器： 介绍高频隔离技术，包括正激（Forward）、反激（Flyback）、半桥（Half-Bridge）、全桥（Full-Bridge）变换器的结构、变压器设计原则（漏感、磁芯选择）和输出整流方式。 3. 有源钳位与谐振技术： 探讨如何通过引入附加元件（如电容、电感）实现软开关（ZVS/ZCS），以降低开关损耗，提高变换器效率。 第五章：交流电源的控制与变换 本章聚焦于交流电能的控制，是电机驱动和电源质量改善的核心技术。 1. 交流稳压与调功： 介绍晶闸管控制的相控整流电路（半波、全波、三相桥式），重点分析其输出直流电压的纹波特性和功率因数。 2. 交-交变换器： 探讨非线性变换（如斩波调压）和线性变换（如使用变压器抽头）在特定场合的应用。 3. 交流电子负载与测试： 简要介绍可编程交流电子负载的基本原理，用于系统测试和能效评估。 第六章：交流电源的逆变技术（DC/AC） 本章是研究变频驱动和不间断电源（UPS）的关键。 1. 基本逆变器拓扑： 详细分析单相和三相电压源型逆变器（VSI）的结构和工作原理。 2. 脉宽调制（PWM）技术： 深入讲解正弦脉宽调制（SPWM）、矢量控制脉宽调制（SVPWM）的原理，对比不同调制策略对输出电压波形质量、谐波含量和直流侧电流利用率的影响。 3. 多电平逆变器： 介绍级联H桥、飞跨点钳位（FPC）等技术，分析多电平技术如何有效降低输出谐波、减小器件电压应力。 第三部分：关键应用系统与控制 第七章：交流电机驱动系统 本章结合前述的变换原理，构建完整的电机驱动闭环控制系统。 1. 异步电机与永磁同步电机基础： 简要回顾两种电机的主要电气特性和矢量控制的物理基础。 2. 变频器（VVVF）结构： 分析三相交交变频器（AC/DC/AC）的典型结构，包括前端整流器、直流环节储能和后端逆变器。 3. 磁场定向控制（FOC）： 详细阐述FOC的坐标变换（Clarke/Park变换）、电流环、磁链环和速度环的构建，以及如何实现电机转矩和磁场的独立控制。 4. 直接转矩控制（DTC）： 对比FOC的优势与劣势，介绍DTC的开关表查表法原理及其快速动态响应能力。 第八章：配电与电能质量控制 随着分布式能源的接入，电能质量问题日益突出。 1. 有源电力滤波器（APF）： 介绍利用电压源逆变器抑制电网谐波的原理，重点分析基于瞬时无功功率理论（p-q理论）的谐波检测与补偿算法。 2. 动态电压补偿器（DVR）与静态同步补偿器（STATCOM）： 阐述这些串联或并联型设备如何快速补偿电网电压暂降、骤升和波动，以提高供电可靠性。 3. 储能系统接口技术： 分析双向DC/DC变换器在电池管理与电网交互中的作用，涉及能量流管理和短路保护策略。 第九章：系统仿真与实验验证 为了验证设计和优化控制策略，仿真与实验是不可或缺的环节。 1. 仿真工具应用： 介绍使用MATLAB/Simulink、PSIM或PLECS等工具进行电力电子电路建模、参数设置和瞬态过程分析的方法。重点讲解如何精确建模功率器件的开关特性。 2. 控制系统实现： 讨论数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）在实现复杂控制算法（如SVPWM、FOC）中的优势与编程要点。 3. 实验平台搭建与调试： 提供实际工程中进行系统调试的注意事项，包括热管理、共模噪声抑制、电流/电压传感器的正确接入与标定，以及安全操作规程。 本书内容丰富，理论严谨，紧密结合最新的工程实践，是电力电子技术领域专业人士和学习者的重要参考资料。

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对于我们从事设备管理和采购工作的同仁来说，选择合适的电机，评估供应商的技术方案，是日常工作的重中之重。这本《电气设备选型与维护要览》提供了一个非常宏观且扎实的视角。它没有过多纠缠于复杂的数学推导，而是聚焦于关键的性能指标和可靠性评估。例如，在选择起重机用电机时，如何平衡启动扭矩、短时过载能力和体积重量比，书中都有详细的对比分析表格。我特别喜欢它对电机寿命预测模型的基础介绍，虽然不是精密的计算工具书，但能帮助我们建立一个科学的评估框架，避免盲目追求低价而忽略了后期的维护成本。此外，书中关于电机安装环境适应性的章节，对于我们南方多雨、北方温差大的地区来说，提供了非常宝贵的参考。它教会我如何从设备的“全生命周期”角度去审视一台电机，而不是仅仅关注初次投入成本。这本书，是采购和技术部门沟通的绝佳“翻译官”。

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我是一名在校学习电气工程专业的学生，老实说，学校发的教材知识点太分散，很多实际操作中的“坑”都没提到。直到我偶然间翻到这本《电动技术实用手册》，感觉打开了新世界的大门。《手册》的叙事方式非常贴近工程实践，它不是按理论章节组织的，而是按照“我遇到了什么问题，我该怎么解决”的逻辑来编排的。比如，它专门辟出一个章节讲了如何高效地进行电机绝缘测试和耐压试验的流程，细节到应该用多大的电压梯度和保持时间。书里的插图和图示非常清晰，即便是一些复杂的接线图，通过这本手册也能迅速理解其工作原理和逻辑关系。我最欣赏的是它对能效优化和节能改造的讨论，这在当前环保要求越来越严的背景下，是非常前沿且实用的知识。它让我明白了，维修不仅仅是“修好”，更是要“修得更好，用得更省”。这本书极大地拓宽了我对电机应用的理解边界，远超课堂知识的范畴。

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这本《电机操作指南》简直是为我们这些一线维修师傅量身定制的宝典啊！我刚接触这个领域那会儿，对着那些复杂的电路图和各种故障代码简直是抓瞎。书里对各种常见故障的描述，比如转速不稳、轴承异响、定子绕组过热这些问题，分析得深入浅出。它不是那种高高在上的理论说教，而是实实在在地告诉你，当出现A现象时，你首先要检查B和C，然后用D工具去验证。特别是它对不同品牌、不同功率电机的特性差异也有所提及，这在实际维修中太重要了。有时候不同的厂家对同一故障的判断标准都不一样，这本书就像一个经验丰富的老把式在手把手地教你。我记得上次车间里一台大功率异步电机突然停机，我按照书上的步骤一步步排查，很快就找到了是过流保护器动作的原因，而不是简单地以为是电机烧了。这种立竿见影的效果，真的让我对这本书爱不释手。它不讲虚的，全是干货，我强烈推荐给所有需要和电机打交道的兄弟们！

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这本书的编写风格非常老派，但内容却异常扎实，用一种近乎口述的方式，把那些看似高深的电机学原理，化解成了清晰易懂的图文并茂的解说。我是一名业余爱好者，对电子产品有兴趣，但对传统工业电机一直感到陌生和敬畏。这本书让我感受到了极大的友好度。它从最基础的直流电机构造开始讲起，一步步过渡到复杂的变频控制回路，其中穿插了大量“为什么会这样”的追问和解答。比如，它解释了为什么三相交流电的旋转磁场需要特定的相序，以及如果相序错了会有什么后果，这种对底层逻辑的刨根问底，非常符合我这种想把事情弄明白的求知欲。整本书读下来，感觉像在听一位经验丰富的老教授在给你单独开小灶，没有废话，全是干货，而且语言平实，让人读起来毫无压力。

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要说这本《工业动力系统维护手册》，它最大的价值在于其对“系统性思维”的培养。它不仅仅关注电机本身，而是将其置于整个工业动力链条中去考察。书中详细阐述了电机与它所驱动的机械负载（如泵、风机、传送带）之间的匹配性问题。例如，在讲解轴承失效时，它会同时分析是电机自身的安装误差导致的，还是负载侧的偏载或对中不良引起的。这种跨学科的整合分析，极大地提升了故障排查的维度。我过去总习惯于把问题局限在“电机”这个盒子里，读了这本书后，才明白很多电机故障的根源，其实隐藏在上下游设备和电源质量上。它教会了我如何搭建一个完整的故障诊断流程图，从电能质量监测到机械振动分析，每一步都有明确的指引。这本书的深度和广度，让它远超一本普通的维修手册，更像是一部小型工程管理参考书。

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