与时俱进的电力电子

与时俱进的电力电子 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:张为佐
出品人:
页数:140 页
译者:
出版时间:2008年
价格:40.00元
装帧:精装
isbn号码:9787111253457
丛书系列:
图书标签:
  • 口粮(Academic)
  • 电力电子
  • 电力系统
  • 新能源
  • 可再生能源
  • 变换器
  • 控制
  • 电机驱动
  • 智能电网
  • 电力质量
  • 微电网
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具体描述

张为佐先生是我国著名的电力电子技术和功率半导体专家,长期从事功率半导体器件的研究开发工作, 是我国功率半导体器件的开拓者和创始人之一。《与时俱进的电力电子》是张为佐先生近三十年的讲稿的整理。书中论述了世界功率半导体器件的历史进程、发展趋势和发达国家发展动态,尤其在全球经济一体化浪潮猛烈冲击、新经济理念不断深入、高新技术发展非常迅速、国际竞争异常激烈的年代,《与时俱进的电力电子》中提供的信息和论点,对思考我国电力电子技术和功率半导体器件的发展战略,把握自身发展机遇,努力实现我国电力电子技术发展是十分有益的。

文摘

电力电子学的形成有两个关键的因素:一是汞弧变流器为变流技术提供了一定的发展基础;一是晶闸管的出现使变流技术有了根本的转折。因此,电力电子学既是当代一些新技术综合发展的结果,又具有长期的发展基础。

就发展基础而言,显然应该追溯到20世纪初水银整流器的出现。当时,由于电气化学及电气牵引等对直流的需要,所以水银整流器一登场,就得到了迅速的发展。特别是20世纪20年代,静止“伦纳德”(Leonard)发挥了再生制动和精密控制转速的强大威力,受到了各方面的重视,同时也奠定了变流技术初步的理论和实践基础。

20世纪50年代中硅整流器出现后,在整流领域就开始取代水银整流器。而1957年第一个晶闸管的出现,则为电子学进入功率系统开辟了一个新纪元。毫无疑问,电力半导体器件的发展对电力电子学的形成起了关键作用。

从半导体学科来说,20世纪50年代未,半导体器件向两个分支分化。从集成电路的发展形成微电子学,其应用即信息电子学。从电力半导体器件的发展和变流技术结合则形成电力电子学。最初曾被称为晶闸管电子学或固态电力电子学。

《电力电子技术:驱动未来能源》 在现代社会,电力扮演着不可或缺的角色,而电力电子技术正是驱动这一核心动力的关键。本书深入探讨了电力电子技术的核心概念、基本原理及其在各个领域的广泛应用,旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架。 第一章 基础理论回顾 本章首先对读者在学习电力电子技术前所需的基础知识进行梳理和回顾。我们将从半导体器件的基本特性出发,详细介绍二极管、晶闸管(SCR)、晶体管(BJT、MOSFET、IGBT)等关键电力电子开关器件的结构、工作原理、伏安特性曲线以及关键参数。理解这些器件的开关行为、损耗特性和可靠性是掌握后续章节内容的基础。此外,我们还将回顾电力电子系统常用的基本电路拓扑,如AC-DC转换(整流)、DC-DC转换(斩波)、DC-AC转换(逆变)以及AC-AC转换(变频)等,为后续深入分析打下基础。 第二章 变换器拓扑与工作原理 本章是本书的核心,我们将详细剖析各类电力电子变换器的基本拓扑结构及其工作原理。 AC-DC变换器(整流器):从单相半控、全控整流,到三相桥式整流,我们将分析不同拓扑在有源和无源负载下的工作特性,讨论滤波要求、功率因数及其改善方法。 DC-DC变换器(斩波器):重点介绍升压(Boost)、降压(Buck)、升降压(Buck-Boost)、Cuk、SEPIC、Zeta等基本DC-DC变换器拓扑,深入分析其通过开关元件的周期性导通和关断实现电压变换的原理,讨论占空比控制、输出电压纹波、效率等关键性能指标。 DC-AC变换器(逆变器):深入探讨单相和三相逆变器的基本结构,包括半桥、全桥逆变器,以及常用的PWM(脉冲宽度调制)控制技术,如单极性PWM、双极性PWM、正弦PWM等,分析其实现交流电压和频率输出的机制,以及谐波抑制和功率因数控制。 AC-AC变换器(变频器):介绍直接变频(Cycloconverter)和间接变频(PWM变频器)的基本原理,重点阐述间接变频器如何通过DC-DC变换和DC-AC变换级联实现对交流电压和频率的独立控制,以及其在电机驱动领域的广泛应用。 第三章 控制策略与仿真分析 本章聚焦于电力电子变换器的控制策略,这是实现高性能和精确控制的关键。 开关模式控制:详细介绍电压模式控制、电流模式控制(包括峰值电流控制、平均电流控制)及其各自的优缺点,分析其在稳定输出、动态响应和过载保护方面的作用。 高级控制技术:引入比例-积分(PI)控制器、PID控制器等经典控制方法在电力电子系统中的应用,并展望更先进的控制技术,如模糊逻辑控制、神经网络控制、自适应控制等,及其在提高系统性能、适应复杂工况方面的潜力。 仿真技术在电力电子中的应用:强调现代仿真软件(如MATLAB/Simulink、PSIM、PLECS等)在电力电子系统设计、分析和优化中的重要性。我们将介绍如何利用仿真工具建立变换器模型,进行稳态和动态仿真,分析参数对系统性能的影响,以及验证控制策略的有效性。 第四章 关键技术与发展趋势 本章将深入探讨电力电子系统中的关键技术,并展望未来的发展趋势。 散热技术与热管理:分析电力电子器件在高功率运行时产生的热量,介绍各种散热方式(自然对流、强制风冷、液冷等)及其设计要点,强调有效热管理对器件可靠性和系统效率的重要性。 滤波器设计与优化:阐述输入/输出滤波器在抑制谐波、提高功率因数和保证电磁兼容性(EMC)方面的重要作用,介绍滤波器的类型、设计方法和优化策略。 电磁兼容性(EMC)设计:分析电力电子系统产生的电磁干扰(EMI)源,介绍EMC设计原则和防护措施,以满足国际标准要求。 新能源接入与微电网技术:探讨电力电子在太阳能光伏、风力发电等新能源并网中的关键作用,介绍DC/DC和DC/AC变换器在最大功率点跟踪(MPPT)和并网控制中的应用。同时,深入分析微电网的构建、运行控制以及电力电子在其中承担的角色。 电力电子在电动汽车(EV)领域:分析电力电子在电动汽车的充电系统、电机驱动系统、DC-DC转换器(车载电源)等方面的应用,以及其对电动汽车性能和效率的影响。 下一代电力电子技术:展望宽禁带半导体材料(如SiC、GaN)在电力电子领域的应用前景,分析其相比传统硅基器件在耐高压、耐高温、高频开关等方面的优势,以及它们将如何推动电力电子系统的革新。 第五章 实际应用案例分析 本章通过具体的应用案例,帮助读者将理论知识与实际工程联系起来。我们将选取不同领域的典型应用,如: 工业电机驱动:分析变频器在冶金、纺织、化工等行业的应用,以及其节能降耗和工艺优化作用。 开关电源(SMPS):介绍各类开关电源在计算机、通信设备、消费电子产品中的应用,以及其高效率、小型化的特点。 不间断电源(UPS):分析UPS在保障关键设备供电可靠性方面的作用,以及其变换器拓扑和控制策略。 电能质量(PQ)解决方案:探讨有源电力滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、静止无功补偿器(SVC)等在改善电能质量、抑制谐波和电压闪变中的应用。 本书内容丰富,逻辑清晰,旨在为从事电力电子技术研究、开发、设计和应用的专业人士提供有价值的参考,同时也为相关专业的学生提供一份系统深入的学习资料。通过对本书的学习,读者将能够深刻理解电力电子技术如何驱动现代能源系统的进步,并为未来的技术创新奠定坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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这本书真的颠覆了我对电力电子的认知。我原本以为它只是一门与电相关的理论学科,但读完之后,我才发现它是一门融合了物理学、数学、控制论、材料科学等多学科知识的综合性学科,并且与我们的生活息息相关。作者在书中没有使用过于晦涩的语言,而是通过大量的图示和实例,将复杂的概念形象化,让我能够轻松地理解。 我特别喜欢书中关于电力电子在通信、医疗、工业自动化等领域应用的章节。这些应用场景的介绍,让我看到了电力电子技术在现代社会中扮演的重要角色,它们是许多高科技产品不可或缺的组成部分。例如,在通信领域,高效的电源管理系统能够保证基站的稳定运行;在医疗领域,精确的功率控制是各种精密仪器的基础。这本书让我对电力电子技术有了更全面、更深入的认识,也让我对未来的科技发展充满了期待。

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这是一本我绝对会向身边同样对科技感兴趣的朋友推荐的书。它没有落入枯燥乏味的技术手册的窠臼,而是用一种引人入胜的方式,带领读者踏上一段探索电力电子世界的奇妙旅程。我尤其欣赏作者在讲解复杂概念时所展现出的幽默感和人文关怀,这让学习过程不再是负担,而是一种享受。 我特别喜欢其中关于“智能化”电力电子的章节,这让我看到了这项技术未来的无限可能。从传统的功率器件到如今的智能功率模块,再到未来更加灵活和自适应的电力电子系统,作者都进行了精彩的展望。我甚至能联想到,未来的智能家居、自动驾驶汽车,都离不开这些“幕后英雄”的不断进化。这本书不仅让我学到了知识,更激发了我对未来科技发展的无限遐想。

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这本书的内容给我带来了全新的视角,它不仅仅是关于电力电子技术的理论讲解,更是一种思维方式的启迪。我之前一直以为电力电子就是一堆复杂的电路图和数学公式,但在阅读过程中,我逐渐意识到,它实际上是一种连接能源与信息、实现能量高效转换与控制的“桥梁”。作者用非常生动形象的比喻,将抽象的概念变得易于理解,比如将功率变换器的效率比作“节流阀”,将控制系统的响应速度比作“油门”。 尤其让我印象深刻的是,书中对电力电子在新能源领域的应用进行了深入的探讨,例如太阳能光伏发电和风力发电的并网技术。我一直对绿色能源很感兴趣,但苦于找不到合适的入门读物。这本书正好弥补了这一空白,它详细介绍了逆变器在光伏和风电系统中的关键作用,以及如何保证电能质量、实现电网稳定。读完这部分,我对如何将大自然的能量转化为我们可用的电能有了更清晰的认识,也对未来的清洁能源发展充满了信心。

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这本《与时俱进的电力电子》真是让我大开眼界!我一直对电力电子技术充满了好奇,但总觉得这个领域非常高深莫测,很多概念都像天书一样。翻开这本书,我惊喜地发现,作者并没有一开始就抛出复杂的公式和理论,而是从电力电子在日常生活中的应用讲起,比如我们常用的手机充电器、电视机、电磁炉,甚至电动汽车,背后都有电力电子的影子。这种由浅入深的方式,让我一下子就拉近了与专业知识的距离。 我特别喜欢书中对各种电力电子器件的介绍,它们不再是冰冷的符号,而是被赋予了生命力的“魔法师”。像是MOSFET、IGBT这些我之前只在技术文档里见过名字的家伙,在这本书里得到了详细的解释,它们的工作原理、优缺点,甚至发展历程都被描绘得栩栩如生。我甚至能想象出它们在电路中是如何辛勤工作的,如何将高压直流电变成低压交流电,或者反过来。书中还穿插了一些有趣的案例研究,比如如何设计一个高效的开关电源,如何解决电网中的谐波问题,这些都让我觉得学习过程充满了挑战和乐趣,仿佛自己也参与到了解决实际问题的过程中。

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在阅读《与时俱进的电力电子》的过程中,我最大的感受就是作者的博学与匠心。他不仅对电力电子的原理了如指掌,更能将其与时代的发展趋势紧密结合,娓娓道来。我一直以为电力电子是一门非常“硬核”的技术,但这本书却让我看到了它柔软而充满活力的一面。 书中对于一些前沿技术的介绍,如宽禁带半导体器件(SiC和GaN)的应用,以及对高频化、小型化、高效率化的发展趋势的分析,都让我耳目一新。我之前对这些新兴材料和技术只有模糊的了解,通过这本书,我才得以窥见其在电力电子领域的巨大潜力,以及它们如何推动着整个行业的革新。这种与时俱进的视角,让我觉得这本书的价值远远超出了书本本身,它更像是一扇通往未来科技的大门。

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