定 價：49.8 元
叢書名：一流本科專業(yè)一流本科課程建設(shè)系列教材
- 作者：周曉燕張民
- 出版時間：2023/7/1
- ISBN：9787111730019
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM1
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
編者根據(jù)多年從事電力電子技術(shù)教學(xué)與教研科研工作的經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)研究國內(nèi)外優(yōu)秀教材及其他相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證、一流專業(yè)和一流課程建設(shè)的實(shí)際，堅(jiān)持政治標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并重，思想性和科學(xué)性有機(jī)結(jié)合，完成了這本電力電子技術(shù)新形態(tài)教材的編寫工作。
本書是國家級一流本科課程“電力電子技術(shù)”的配套教材。本書內(nèi)容分為四部分。第一部分是基礎(chǔ)知識，即書中第1、2章，主要介紹電力電子技術(shù)的發(fā)展及各種電力電子器件。第二部分是PWM控制技術(shù)，即書中第3章。與傳統(tǒng)的電力電子教材不同，本書將PWM控制技術(shù)作為變流電路的前置基礎(chǔ)內(nèi)容，放在變流電路的前面進(jìn)行介紹，而在介紹四大變流電路時單獨(dú)列一節(jié)內(nèi)容，作為控制技術(shù)和硬件電路的結(jié)合內(nèi)容介紹。PWM控制方法對電力電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響，這也是將其單獨(dú)列為一章放在前面的重要原因。第三部分是各種基本的電力電子變流電路，包括第4～7章，這部分內(nèi)容是全書的核心主體。第四部分電力電子技術(shù)的深入和提高，包括第8、9章。第8章介紹電力電子技術(shù)的軟開關(guān)技術(shù)，第9章是電力電子電路設(shè)計(jì)典型案例分析。
本書可作為高等學(xué)校電氣類、自動化類、機(jī)器人和機(jī)電一體化等專業(yè)的專業(yè)課教材，也可供從事電力電子技術(shù)分析與設(shè)計(jì)及相關(guān)研究的工程技術(shù)人員參考。
隨著時代的發(fā)展，高等教育人才培養(yǎng)迎來一場“質(zhì)量革命”，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。突出學(xué)生中心，注重能力培養(yǎng)，成果導(dǎo)向，提升課程的兩性一度，成為定義未來工程教育、承載歷史命運(yùn)、培養(yǎng)人才的必然要求。教材既是實(shí)現(xiàn)課程高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度（兩性一度）的基礎(chǔ)，又是培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、樹立職業(yè)道德和敬業(yè)創(chuàng)新精神的載體。“不忘初心、牢記使命”，把“科技強(qiáng)國、守正創(chuàng)新”等精神融入在本書中。
本書是建立在國家級一流本科課程“電力電子技術(shù)”的基礎(chǔ)上，結(jié)合“二十大”精神和工程教育專業(yè)認(rèn)證，建設(shè)一流專業(yè)、一流課程的實(shí)際，堅(jiān)持政治標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并重，思想性和科學(xué)性有機(jī)結(jié)合的信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的指導(dǎo)性教材。
電力電子技術(shù)是應(yīng)用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，其理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)。電力電子技術(shù)包括電力電子變流技術(shù)和電力電子器件制造技術(shù)，涉及電子學(xué)、電力學(xué)以及控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于電源、電力系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)、交通運(yùn)輸、節(jié)能和軍工等領(lǐng)域。與其相關(guān)的課程一直是電氣類、自動化類、機(jī)器人和機(jī)電一體化等專業(yè)的核心課程。
本書分四個部分介紹電力電子技術(shù)。
第一部分是基礎(chǔ)知識，主要介紹電力二極管、晶閘管、IGBT和電力MOSFET等各種電力電子器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要參數(shù)和應(yīng)用特性。第二部分是PWM控制技術(shù)。與傳統(tǒng)的電力電子教材不同，本書將PWM控制技術(shù)作為變流電路的前置基礎(chǔ)內(nèi)容，放在變流電路的前面進(jìn)行介紹，而在介紹四大變流電路時單獨(dú)列一節(jié)內(nèi)容，作為控制技術(shù)和硬件電路的結(jié)合內(nèi)容介紹。由于采用了PWM技術(shù)這一控制方法，電力電子電路的性能有了很大的改善，一些以前難以實(shí)現(xiàn)的控制策略借助這一技術(shù)而得以實(shí)現(xiàn)。第三部分是各種基本的電力電子變流電路，這部分內(nèi)容是全書的核心主體。第四部分電力電子技術(shù)的深入和提高，包括電力電子技術(shù)的軟開關(guān)技術(shù)和電力電子電路設(shè)計(jì)典型案例分析。
本書的特色有：
（1）內(nèi)容脈絡(luò)清晰 如果把電力電子技術(shù)內(nèi)容比作一棵樹，那么本書以電力電子器件及其應(yīng)用和PWM控制技術(shù)為樹根，以四大變流技術(shù)為樹的主干，以不同的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)闃涞姆种�，軟開關(guān)技術(shù)和典型案例分析是課程內(nèi)容的深入，使看似繁多的電力電子技術(shù)內(nèi)容形成了一個脈絡(luò)清晰的知識體系，即構(gòu)成了知識樹和知識圖譜。
（2）形態(tài)和內(nèi)容創(chuàng)新 本書基于混合式國家高等教育智慧教學(xué)平臺、山東省高等學(xué)校聯(lián)盟在線課程平臺和國家級一流課程開展立體化教材建設(shè)，是信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合、多種介質(zhì)綜合運(yùn)用和表現(xiàn)力豐富的新形態(tài)教材，能反映學(xué)科新知識、新技術(shù)和新成果。
（3）體現(xiàn)實(shí)踐內(nèi)容 本書引入實(shí)際電力電子變流電路的設(shè)計(jì)，結(jié)合學(xué)科新知識、新技術(shù)、內(nèi)容創(chuàng)新的新成果，使具體案例體現(xiàn)在教材中。
為了便于讀者學(xué)習(xí)，除第1章緒論外，各章的前面有學(xué)習(xí)指導(dǎo)，后面有小結(jié)，對全章的要點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行提示和總結(jié)，有助于讀者從總體上把握全章內(nèi)容，相信對讀者理解各章的內(nèi)容大有裨益。
本書在編寫時力求體現(xiàn)思政性、科學(xué)性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性，并且遵循循序漸進(jìn)、適宜教學(xué)的原則。
全書由周曉燕、張民、丁新平、劉宿城、國珍、季鴻雁和侯睿編寫。其中周曉燕編寫第3、4章；張民編寫第1、5章部分內(nèi)容；丁新平編寫第1章部分內(nèi)容，以及第2、3、4、6章習(xí)題；劉宿城編寫第5章部分內(nèi)容，以及第5、7、8、9章習(xí)題；國珍編寫第6章；季鴻雁編寫第2、7章；侯睿編寫第8、9章。本書由周曉燕和張民教授主編并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿和審稿工作。
建議本書的課內(nèi)教學(xué)學(xué)時為40～56學(xué)時（含實(shí)驗(yàn)），對于課程設(shè)置學(xué)時較少的院校，課堂教學(xué)內(nèi)容可適當(dāng)刪減。
由于編者能力和水平有限，不當(dāng)之處在所難免，懇請讀者多加指正，以便不斷改進(jìn)。
編者電子郵箱如下：
周曉燕：zhouxiaoyan@qut.edu.cn。
張民：zhangmin@ qut.edu.cn。
編 者
前言
二維碼索引
第1章 緒論 1
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1
1.1 電力電子技術(shù)概述 1
1.2 電力電子技術(shù)的發(fā)展史 7
1.3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 9
1.4 本書主要內(nèi)容及特點(diǎn) 15
第2章 電力電子器件及應(yīng)用 17
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 17
2.1 電力電子器件概述 17
2.1.1 應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成 17
2.1.2 電力電子器件的特點(diǎn) 18
2.1.3 電力電子器件的分類 18
2.2 電力電子器件基礎(chǔ)—PN結(jié)原理 18
2.3 不可控器件—電力二極管 19
2.3.1 電力二極管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 20
2.3.2 電力二極管的基本特性 21
2.3.3 電力二極管的主要參數(shù) 22
2.3.4 電力二極管的類型 23
2.4 半控型器件—晶閘管 23
2.4.1 晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 23
2.4.2 晶閘管的基本特性 24
2.4.3 晶閘管的主要參數(shù) 26
2.4.4 晶閘管的類型 27
2.5 全控型器件 28
2.5.1 電力晶體管 28
2.5.2 門極關(guān)斷晶閘管 30
2.5.3 電力MOSFET 32
2.5.4 絕緣柵雙極型晶體管 34
2.6 其他新型電力電子器件與集成電力電子模塊 37
2.6.1 靜電感應(yīng)晶體管 37
2.6.2 集成門極換流晶閘管 37
2.6.3 集成電力電子模塊 37
2.7 電力電子器件的驅(qū)動問題 38
2.7.1 晶閘管的觸發(fā)電路 38
2.7.2 GTO的驅(qū)動電路 39
2.7.3 GTR的驅(qū)動電路 39
2.7.4 電力MOSFET的驅(qū)動電路 40
2.7.5 IGBT的驅(qū)動電路 41
2.8 電力電子器件的保護(hù)問題 41
2.8.1 過電壓保護(hù) 41
2.8.2 過電流保護(hù) 42
2.8.3 緩沖電路 43
2.9 電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián) 44
本章小結(jié) 45
習(xí)題和思考題 45
第3章 PWM控制技術(shù) 47
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 47
3.1 PWM基本原理 47
3.1.1 理論基礎(chǔ) 47
3.1.2 SPWM波形 48
3.2 PWM波形的生成 49
3.2.1 計(jì)算法—特定諧波消除法 49
3.2.2 調(diào)制法 51
3.3 調(diào)制法實(shí)現(xiàn)PWM波形 53
3.3.1 硬件調(diào)制法 53
3.3.2 軟件生成法 54
3.3.3 跟蹤控制法 56
3.4 SPWM諧波問題 59
3.4.1 SPWM諧波分析 59
3.4.2 提高直流電壓利用率 60
本章小結(jié) 64
習(xí)題和思考題 64
第4章 逆變電路 66
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 66
4.1 逆變電路的基本概念 67
4.1.1 逆變電路的基本原理 67
4.1.2 換流的概念 67
4.1.3 諧波和無功問題 69
4.2 電壓型方波逆變電路 73
4.2.1 單相電壓型方波逆變電路 73
4.2.2 三相電壓型方波逆變電路 76
4.3 電壓型SPWM逆變電路 79
4.3.1 單相電壓型SPWM逆變電路 79
4.3.2 三相電壓型SPWM逆變電路 82
4.3.3 空間矢量PWM控制 84
4.4 電流型逆變電路 86
4.4.1 單相電流型逆變電路 86
4.4.2 三相電流型逆變電路 89
*4.5 階梯波逆變電路 92
4.5.1 多重逆變電路 92
4.5.2 多電平逆變電路 95
本章小結(jié) 97
習(xí)題和思考題 97
第5章 整流電路 99
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 99
5.1 概述 99
5.2 不可控整流電路 100
5.2.1 單相不可控整流電路 100
5.2.2 三相不可控整流電路 104
5.2.3 不可控整流濾波電路 106
5.3 相控整流電路 109
5.3.1 單相相控整流電路 110
5.3.2?三相半波相控整流電路 117
5.3.3?三相橋式相控整流電路 122
5.3.4?變壓器漏感對整流電路的影響 130
5.4 整流電路的諧波和功率因數(shù) 135
5.4.1 整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析 135
5.4.2 整流電路直流輸出側(cè)諧波分析 137
5.5?整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 140
5.5.1 整流電路的有源逆變原理及實(shí)現(xiàn)條件 140
5.5.2 逆變失敗和最小逆變延遲角 143
5.6 PWM整流電路 145
5.6.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 145
5.6.2 單相APFC整流電路 146
5.6.3 PWM整流電路的工作原理 149
5.6.4 PWM整流電路的控制方法 152
本章小結(jié) 154
習(xí)題和思考題 154
第6章 DC-DC變流電路 158
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 158
6.1 基本DC-DC變流電路 158
6.1.1?Buck型DC-DC變換器 159
6.1.2?Boost型DC-DC變換器 163
6.1.3 Boost-Buck型DC-DC變換器 167
6.1.4 Buck-Boost型DC-DC變換器 170
6.2 復(fù)合型DC-DC變流電路 171
6.2.1 電流可逆的二象限D(zhuǎn)C-DC變換器 172
6.2.2 橋式可逆的四象限D(zhuǎn)C-DC變換器 173
6.2.3 多相多重DC-DC變換器 174
6.3?帶隔離的DC-DC變流電路 175
6.3.1 正激變換器 175
6.3.2 反激變換器 178
6.3.3 推挽式變換器 180
6.3.4 全橋變換器 182
6.3.5 半橋變換器 184
本章小結(jié) 186
習(xí)題和思考題 186
第7章 AC-AC變流電路 188
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 188
7.1?交流調(diào)壓電路 188
7.1.1 單相交流調(diào)壓電路 188
7.1.2 三相交流調(diào)壓電路 191
7.2 其他交流電力控制電路 193
7.2.1 交流調(diào)功電路 193
7.2.2 交流電力電子開關(guān) 194
7.3?交-交變頻電路 196
7.3.1 單相交-交變頻電路 196
7.3.2 三相交-交變頻電路 199
*7.3.3?矩陣式交-交變頻電路 202
本章小結(jié) 204
習(xí)題和思考題 204
第8章 軟開關(guān)技術(shù) 205
學(xué)習(xí)指導(dǎo) 205
8.1 軟開關(guān)的基本概念 206
8.2 軟開關(guān)電路的分類 209
8.3 典型的軟開關(guān)電路 214
8.3.1 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路 214
8.3.2 諧振直流
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