电力电子技术与电气传动 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京理工大学出版社

作者:廖晓钟

出品人:

页数:365

译者:

出版时间:2000-01

价格:16.5

装帧:平装

isbn号码:9787810456524

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子技术
• 电气传动
• 电力驱动
• 电机控制
• 变流器
• 逆变器
• 整流器
• 开关电源
• 工业控制
• 电力系统

好的，这是一本关于高性能材料科学与应用的图书简介，该书专注于前沿材料的合成、结构表征及其在极端环境下的性能优化。 --- 图书名称：《高性能材料的结构、性能与前沿应用：从纳米尺度到工程宏观实践》 绪论：新材料时代的驱动力与挑战 本书旨在深入探讨新一代高性能材料的设计理念、制备工艺、结构-性能关联性分析，以及它们在航空航天、新能源、生物医学和先进制造等关键领域中的前沿应用。在全球科技竞争日益激烈的背景下，材料的突破性进展已成为推动技术革命的核心驱动力。本书的结构设计旨在为材料学、化学工程、物理学及相关工科专业的学生、研究人员和工程技术人员提供一个全面且深入的知识框架，尤其侧重于理解材料微观结构如何决定宏观力学、热学、电学和化学性能。 第一部分：高性能材料的微观结构控制与合成技术 第一章：晶体结构与缺陷工程 本章首先回顾了固体物理中关于晶格常数、晶系分类和布拉维格子理论的基础知识。随后，重点剖析了材料性能的决定性因素——晶体缺陷。内容涵盖点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）的热力学与动力学行为，线缺陷（位错）的产生、运动、交割及其对材料塑性变形的影响。特别地，引入了“缺陷工程”的概念，阐述如何通过精确控制冷却速率、掺杂浓度或热处理工艺，来优化材料的强度、硬度和韧性。讨论了高熵合金（HEA）中复杂晶格畸变对多功能性的贡献。 第二章：先进材料的合成与制备工艺 本部分详细介绍了用于制备高性能材料的多种先进技术。 2.1 固态反应与粉末冶金： 深入探讨了反应烧结的动力学过程、致密化机制，以及如何通过纳米级粉末的均匀分散来提升最终材料的性能。重点分析了液相烧结在提高陶瓷和复合材料致密性中的作用。 2.2 熔体处理与定向凝固： 考察了快速凝固技术（如雾化、旋转电极法）对形成非平衡态微观结构（如微晶、非晶态）的影响。在高性能单晶材料（如涡轮叶片用镍基高温合金）的制备中，详细解析了受保护气氛下真空感应熔炼（VIM）与定向凝固（DS）技术的工艺窗口和热场控制。 2.3 界面与复合材料的构建： 集中讨论了如何通过化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）等技术在基体上精确构筑功能性涂层或界面。对于纤维增强复合材料，解析了界面剪切强度、纤维铺层设计对整体力学性能的耦合影响，特别是碳纤维、陶瓷纤维在先进基体中的浸润与结合机制。 第二部分：结构-性能的跨尺度表征与理论模型 第三章：微观结构的无损与破坏性表征技术 本章是连接材料设计与性能验证的关键。全面介绍了现代材料表征技术的原理、操作流程和数据解析方法。 3.1 电子显微学： 详述了扫描电子显微镜（SEM）的成像模式（二次电子、背散射电子）及其在观察表面形貌和成分分析（EDS）中的应用。透射电子显微镜（TEM）部分深入讲解了高分辨率TEM（HRTEM）在晶格尺度下观察位错、晶界结构、析出相等离子体相的能力。聚焦于同步辐射光源驱动下的X射线衍射（XRD）和散射（SAXS/WAXS）技术，用于实时监测材料在应力或温度变化下的相变动力学。 3.2 探针技术与光谱分析： 探讨了原子力显微镜（AFM）在表面形貌、局部力学性能（如硬度图谱）测量中的应用。光谱学方面，重点分析了拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）如何用于确定材料的化学键合状态、表面官能团和氧化还原态，这对催化剂和半导体材料的性能评估至关重要。 第四章：材料性能的理论预测与计算模拟 本部分聚焦于利用计算工具加速材料研发的流程。 4.1 密度泛函理论（DFT）基础： 阐述了DFT如何用于计算材料的电子结构、形成能、力学模量和态密度，为理解材料的本征特性提供第一性原理基础。讨论了如何利用计算结果指导新元素替代或掺杂策略。 4.2 多尺度建模与模拟： 详细介绍了分子动力学（MD）模拟在研究材料在高温、高应变速率下的原子运动规律（如扩散、塑性流动）中的应用。探讨了有限元分析（FEA）如何将微观尺度的材料本构关系，映射到宏观工程部件的应力分布和寿命预测上，特别是在疲劳和蠕变分析中的集成方法。 第三部分：前沿高性能材料的应用领域 第五章：超高温与极端环境材料 本章聚焦于满足极端热力学和化学稳定性需求的材料系统。 5.1 耐热与抗氧化材料： 深入分析了陶瓷基复合材料（CMC）在航空发动机热端部件中的应用优势，特别是SiC/SiC复合材料的制备与高温抗氧化涂层技术。讨论了难熔金属（如铌、钽、钨）合金的强化机制及增材制造（AM）中的热裂纹控制。 5.2 辐射防护与屏蔽材料： 讨论了用于核能和空间探测的轻质高效率的伽马射线和中子屏蔽材料的设计原则，包括氢化物、硼化物以及多层复合结构对不同能级辐射的吸收特性。 第六章：能源存储与转换材料 本章探讨了驱动未来能源革命所需的高效功能性材料。 6.1 固态电解质与电池界面： 聚焦于下一代锂离子电池和固态电池中的关键材料。详细分析了硫化物、氧化物和聚合物固态电解质的离子电导率影响因素，以及界面阻抗的降低策略。 6.2 光电转换与催化材料： 探讨了钙钛矿太阳能电池中空穴/电子传输材料的缺陷钝化技术。在电催化领域，重点分析了贵金属替代催化剂（如单原子催化剂、过渡金属氮化物）的设计原则，以优化析氧反应（OER）和析氢反应（HER）的过电位。 第七章：生物相容性与智能响应材料 7.1 生物医用植入材料： 涵盖了骨修复用生物活性陶瓷（如羟基磷灰石）、形状记忆合金（如NiTi）在微创手术中的应用机制。重点分析了如何通过材料表面改性（如纳米纹理化）来调控细胞粘附与组织整合。 7.2 刺激响应性材料： 介绍了磁性、电场或热场驱动下的形状记忆聚合物（SMP）和智能超材料的设计。这些材料在软体机器人、自修复结构和精确药物输送系统中的潜在价值被详细剖析。 总结与展望 本书最后部分对当前高性能材料研究的瓶颈进行了总结，并展望了材料基因组计划、人工智能辅助材料设计（Materials Informatics）等新兴领域对未来材料发现的颠覆性影响。强调了跨学科合作（如材料科学与数据科学的融合）是突破现有性能极限的关键路径。 --- 本书特色： 深度与广度兼顾： 既有扎实的理论基础，又紧密结合了最新的工业应用案例。 强调跨尺度关联： 系统性地贯穿了从原子尺度设计到宏观部件服役性能的完整逻辑链条。 面向工程实践： 大量篇幅用于讨论材料在实际制造过程中的工艺窗口控制和失效分析方法。

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我是在准备一个关于轨道交通牵引系统的项目时接触到这本书的，坦白说，被它在“高可靠性与冗余设计”方面的探讨深度所折服。对于轨道交通这种对安全性和连续性要求极高的领域，传统的单点故障处理方法已经远远不够。这本书中对于冗余供电架构、多重化控制策略的描述，简直就是为我们这种重载、高安全等级应用量身定制的。它详尽地介绍了在主电路发生故障时，如何通过快速切换或降额运行来保证基本功能的实现，这不仅仅是电路层面的考虑，更是系统架构层面的智慧结晶。此外，它对大功率模块化多电平变流器（MMC）的拓扑结构和控制难点也进行了详尽的阐述，这在其他偏向通用变频器的教材中是极少涉及的深度。阅读这些内容，感觉自己不仅仅是在学习基础知识，更像是在参与一个顶尖设计团队的内部研讨会，获取的是工程实践中最宝贵的经验和教训，尤其是那些关于瞬态过电压保护和短路耐受能力的章节，读起来让人感到非常踏实。

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说实话，市面上关于电机驱动的书汗牛充栋，但真正能将“电力电子”与“电气传动”这两个领域深度融合得如此彻底的，我只在少数几本经典著作中见过，而这本《电力电子技术与电气传动》绝对是佼佼者。我个人对书中的“电能质量”那一章印象极其深刻。传统教材往往只关注电机侧的性能，却忽略了电网侧的谐波影响。这本书却花了大量篇幅讨论了输入电流整形、功率因数校正（PFC）技术在驱动系统中的应用，特别是对有源前端（AFE）技术的深入剖析，让我对整个系统的可持续发展有了更宏观的认识。它不仅停留在理论层面，还结合了最新的标准要求，比如IEC 61000系列标准对谐波的要求，并提供了相应的硬件设计指南。这对于我们正在进行出口产品认证的团队来说，简直是雪中送炭。书中对不同电机类型——永磁同步电机、异步电机、开关磁阻电机——的驱动策略对比分析也做得非常到位，没有偏袒任何一方，而是客观地阐述了各自的优缺点和适用工况，这种公正的态度非常值得称赞。

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这本《电力电子技术与电气传动》的出版，简直是为我们这些在电力电子领域摸爬滚打多年的工程师们送上了一份及时雨。我记得我刚接触变频器设计那会儿，面对那些复杂的开关拓扑和控制算法，简直是无从下手。那时候的教材，要么过于理论化，堆砌着大量的数学公式，让人看了头疼；要么又过于注重应用案例，却缺乏对底层原理的深入剖析。而这本书，恰到好处地找到了一个平衡点。它从最基本的器件特性讲起，比如MOSFET和IGBT的动态响应、热管理，都讲解得细致入微。更让我惊喜的是，它并没有停留在传统的PWM控制上，而是花了不少篇幅深入探讨了无传感器控制、磁场定向控制（FOC）这些前沿技术。比如，它对滑模观测器在电机状态估计上的应用，给出了非常直观的图示和仿真分析，这对于我们优化电机控制性能、提高系统鲁棒性，简直是太有帮助了。我特别喜欢它在章节末尾设置的“工程实践挑战”部分，那些问题可不是随便编的，都是我们日常工作中经常遇到的难题，比如如何处理高频开关带来的电磁兼容（EMC）问题，如何设计高效的散热系统，这些都让这本书从一本教科书，变成了一本实用的工程师手册。

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初次翻开这本厚厚的《电力电子技术与电气传动》，我最大的感受是，作者真的非常用心，这本书的结构逻辑简直是教科书级别的典范。它没有那种传统教材常见的知识点跳跃性，而是像一条蜿蜒而上的河流，层层递进，水到渠成。比如，在讲解逆变器设计时，它先从单相桥式开始，然后自然过渡到三相全桥，接着无缝衔接到并联逆变器和多电平拓扑。这种循序渐进的方式，让初学者也能稳扎稳打地建立起知识体系，而不需要被那些复杂的电路图吓倒。我尤其欣赏它在理论阐述的同时，无处不穿插着对实际工程约束的考量。譬如，在讨论开关频率选择时，它不仅分析了高频带来的纹波减小，还清晰地指出了高频带来的开关损耗增加以及对器件寿命的影响，这才是真正的工程思维。这本书的图表绘制水平也是一流的，那些波形图和系统框图清晰明了，比我之前看过的任何一本参考书都要精准，即便是阅读那些复杂的闭环控制流程图，也感觉思路非常开阔，对理解整个电气传动系统的“呼吸”非常有帮助。

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这本书的语言风格和内容呈现方式，给我带来了一种久违的“学徒制”学习体验，非常实在，不玩虚的。它没有采用那种华丽辞藻来修饰复杂的概念，而是用最朴素、最直接的工程语言去描述物理现象。比如在讲述磁链观测器设计时，它会先用一个非常生活化的类比来解释观测器的核心思想，然后再逐步引入数学模型，这种“先知其然，再求其所以然”的教学路径，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我特别注意到，书中的许多公式推导都留有“空白”，鼓励读者自己去完成最后一步，这种“启发式”的编写风格，让阅读过程充满了主动探索的乐趣，而不是被动接受知识的灌输。另外，这本书对仿真工具的使用指导也相当到位，它不仅仅是简单地展示结果，而是详细讲解了如何利用MATLAB/Simulink搭建逼真的系统模型，并对模型参数的选择和验证流程给出了明确的指导，这对于我们快速验证新算法、优化参数设置，提供了强大的工具支持和方法论指导。

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