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出版者:第1版 (2002年1月1日)

作者:史国生

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2002-1

价格:30.00

装帧:平装

isbn号码:9787502536060

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 电机控制
• 直流调速
• 交流调速
• 调速系统
• 自动化
• 电气工程
• 控制工程
• 变频器
• 伺服系统

好的，这是一份关于一本名为《电力电子技术基础》的图书简介，其内容不涉及“交直流调速系统”的主题，并且力求详实、自然： --- 图书简介：《电力电子技术基础：从器件到典型应用》 作者： [此处可填写真实的作者姓名，例如：王建国、李明] ISBN： [此处可填写真实的ISBN号，例如：978-7-111-XXXX-X] 出版社： [此处可填写真实的出版社名称，例如：机械工业出版社] 字数： 约55万字 开本： 16开 --- 概述：现代电力系统的“心脏”与“神经” 《电力电子技术基础：从器件到典型应用》是一部系统阐述电力电子技术基本原理、核心器件特性及其在现代电力变换领域广泛应用的专业教材与参考手册。本书聚焦于电力电子技术赖以生存的半导体器件的物理基础、开关特性，深入剖析了整流、斩波、逆变等基本电路拓扑的工作机制，并详细介绍了控制策略在实现高效、精确功率传输中的关键作用。 本书旨在为电气工程、自动化、新能源科学与工程等相关专业的高年级本科生、研究生提供一本坚实的理论基石，同时也为从事电力电子设备设计、研发与维护的工程师提供一本实用的技术参考书。全书内容组织逻辑严谨，由浅入深，理论推导详尽，图示丰富，力求在保证学科深度与广度的同时，兼顾工程实践的可操作性。 内容结构与核心章节亮点 全书共分为十三章，结构上遵循“器件—电路—控制—应用”的逻辑主线： 第一部分：电力电子学的基石——半导体器件（第1章至第3章） 本部分是理解后续所有功率变换电路的基础。我们没有停留在传统教科书中对器件的简单描述，而是深入探讨了关键半导体器件的物理结构与导通/关断机理，这对于深入理解器件的损耗模型和可靠性至关重要。 第1章：电力电子器件概述与发展趋势 本章首先界定了电力电子学的范畴及其在能源革命中的战略地位。重点介绍了晶闸管（SCR）、功率晶体管族（BJT、MOSFET、IGBT、GTO）的结构差异和应用场景的演变。 第2章：功率半导体器件的特性与选型 这是本书的重点之一。我们详细分析了器件的静态特性（如导通损耗）和动态特性（如开关损耗）。特别引入了先进器件，如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）器件的宽禁带半导体特性，预测了其在超高频、高温应用中的潜力。章节中包含了详细的器件安全工作区（SOA）曲线分析，指导读者如何避免器件因热失控或过压击穿而损坏。 第3章：驱动与保护电路 电力电子器件的“生杀大权”掌握在驱动电路手中。本章详述了栅极驱动、基极驱动的电流/电压要求，重点分析了隔离技术（光耦、变压器隔离）的选择，并阐述了应对瞬态过电压和过电流的缓冲电路与钳位电路的设计方法，确保功率模块的长期稳定运行。 第二部分：基本功率变换电路拓扑（第4章至第7章） 本部分详细解析了电力电子学中最核心的四种基本电路形式——整流、斩波、逆变，以及它们在特定应用中的优化组合。所有分析均建立在理想开关模型和含有寄生参数的非理想模型之上。 第4章：可控与不可控整流电路 本章系统地介绍了单相、三相的半控、全控整流电路。深入探讨了输出电压的脉动频率、纹波系数计算方法，以及基于不同触发角的输出直流电压控制规律。对于三相桥式电路，重点剖析了输入电流的谐波特性及其对电网的影响。 第5章：直流斩波电路（DC-DC 变换器） 斩波电路是实现直流电压有效调节的关键。本章详尽覆盖了降压（Buck）、升压（Boost）、降压-升压（Buck-Boost）拓扑。对于更复杂的应用，引入了SEPIC和Cuk等非隔离型斩波电路的原理分析，并对比了它们在电压范围、输出滤波要求上的优劣。 第6章：电压型逆变电路 逆变电路负责将直流电转化为交流电。本章聚焦于单相和三相电压源逆变器（VSI）。详细阐述了方波调制、正弦脉宽调制（SPWM）和空间矢量调制（SVM）的原理。读者将学习如何通过改变调制波的占空比或角度，精确控制输出电压的幅值和频率，并分析了谐波抑制的最佳策略。 第7章：电流型逆变电路与有源滤波器基础 电流源逆变器（CSI）因其固有的电流限制特性，在特定场合有重要应用。此外，本章引入了现代电力系统中的重要概念——有源电力滤波器（APF），阐述其基于快速傅里叶变换（FFT）或dq同步旋转坐标系下的电流指令生成方法，以实现电能质量的动态补偿。 第三部分：控制理论与应用实现（第8章至第11章） 电力电子系统的性能高度依赖于其控制精度和响应速度。本部分将电路理论与现代控制理论相结合。 第8章：电力电子系统的建模与线性化 在进行高级控制设计之前，必须对非线性开关系统进行精确建模。本章介绍了平均状态空间法（Averaged State-Space Modeling），并讨论了如何在线性化模型的基础上，设计出适用于系统的经典PID控制器。 第9章：开关电源的反馈控制设计 本章专注于高频开关电源的环路设计。详细讲解了导通-关断时间（TD-TOFF）控制和平均电流模控制的设计流程。引入了内环（电流环）与外环（电压环）的级联控制结构，强调了系统稳定性和瞬态响应的折衷。 第10章：基于数字信号处理（DSP）的实现 现代电力电子系统几乎全部采用数字控制器。本章详细介绍了如何利用DSP实现高频率的PWM信号生成、故障保护逻辑、以及复杂的调制算法（如SVM）。内容涉及采样理论、死区时间补偿和实时数据采集的工程实践。 第11章：电能质量分析与谐波控制 深入分析了电力电子系统产生的谐波污染源头（主要来自整流和逆变过程），并介绍了国际标准（如IEEE 519）对谐波电流/电压的要求。本章侧重于如何通过改进开关策略或添加LC滤波器来满足这些规范。 第四部分：前沿应用探索（第12章与第13章） 本部分展望了电力电子技术在当前科技热点中的应用方向，展示了理论的工程价值。 第12章：电动汽车与混合动力汽车的电驱动系统 本章不涉及传统工业调速，而是集中于牵引动力系统。分析了永磁同步电机（PMSM）和开关磁阻电机（SRM）在电动汽车中的驱动拓扑，包括电池管理系统（BMS）与高压直流母线的设计考量。 第13章：分布式电源接入与微电网技术 随着可再生能源（光伏、风电）的普及，电力电子并网逆变器成为核心。本章详细介绍了锁相环（PLL）在实现并网逆变器与电网同步中的关键作用，以及微电网中实现孤岛/并网模式切换的控制策略。 本书特色 1. 器件深入性： 对Si、SiC、GaN器件的物理机制和热管理进行了详尽论述，区别于仅停留在“黑箱”模型的传统教材。 2. 控制与实践结合： 理论分析后，紧密结合数字控制器的实现细节，提供了大量仿真模型（基于MATLAB/Simulink）的验证思路。 3. 强调电能质量： 将谐波分析和电能质量标准贯穿于整流、逆变、并网等各个环节，符合当前能源领域对绿色电能的严格要求。 4. 工程导向： 提供了大量实际案例的参数设定与设计步骤，便于读者将理论知识转化为工程能力。 《电力电子技术基础》是构建扎实的电力电子知识体系的理想读物，它将引导读者系统地掌握从微观的半导体物理到宏观的电网接入这一完整的技术链条。

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我是在一个时间非常紧张的项目周期内开始研读这本关于《交直流调速系统》的著作的，说实话，我更看重的是其中的“速查”和“故障诊断”部分，而非从头到尾的系统学习。让我惊喜的是，这本书的附录部分简直就是一本实用的工具箱。它详细列举了从三相可控整流器到直流电机的常见故障代码及其可能原因的排查树，这在实际生产现场遇到突发问题时，无疑能节省大量宝贵时间。更重要的是，书中对一些特定环境（比如高海拔、强电磁干扰环境）下的调速系统参数调整给出了具体的经验数据和修正系数，这些“软知识”往往是官方手册里找不到的。虽然主干章节的理论深度足够，但真正让这本书在我工具箱里占据一席之地的，是这些积累了大量现场经验的实用技巧和表格数据，让它从一本“学习教材”提升到了“工程手册”的级别。

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这本书的排版和图文结合的处理方式，是我阅读体验中非常亮眼的部分。很多技术书籍的插图往往是黑白、粗糙的示意图，让人难以捕捉到实际设备的质感和结构布局。然而，这本《交直流调速系统》中，很多关键电路结构和设备剖面图都采用了高分辨率的彩色印刷，尤其是关于变频器内部散热设计和滤波网络布局的几张大图，看得人心里十分踏实。文字方面，作者的叙述风格非常平易近人，像是在跟你娓娓道来，很少出现那种佶屈聱牙的学术术语堆砌。例如，在讲解“电流环和速度环的解耦设计”时，作者巧妙地引入了一个生活中的例子来类比，使得复杂的反馈控制逻辑一下子变得可视化、可理解。这种对读者学习体验的关注，是很多纯理论书籍所欠缺的。整体感觉就是，作者不仅是位专家，更是一位优秀的“传道者”，这本书是为真正想学明白而不是应付考试而准备的。

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对于长期从事电机控制领域研究的人来说，评估一本新出版的技术书籍，往往会关注其对“系统集成”和“未来趋势”的把握。在这方面，《交直流调速系统》的视角显得略微有些受限。虽然对经典的直流调速和交流变频器的核心原理讲得无可挑剔，但对于当前工业4.0背景下，如何将这些调速单元与更高级的工业以太网（如Profinet或EtherCAT）进行无缝集成，以及如何利用边缘计算对运行数据进行初步分析和预测性维护的讨论，几乎是空白的。它更像是一部完美的“上一个十年”的调速系统百科全书，涵盖了那个时代最成熟和最可靠的技术方案。因此，对于寻求最新一代智能驱动解决方案的读者，这本书提供的理论基础是坚实的，但后续的“智能化”和“网络化”的衔接部分，就需要读者自行去探索和补充，这使得它的综合价值略微下降了一点点。

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这本《交直流调速系统》的作者真是下了番功夫，内容编排得相当有条理，让人感觉这不是一本冰冷的教科书，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地带你入门。书里对基本概念的阐述极其透彻，比如那个“电机的基本特性曲线”，我以前看别的书总是云里雾里，但这里用了很多形象的比喻和清晰的图示，一下子就打通了任督二脉。特别是关于晶闸管整流器和斩波器的章节，作者没有仅仅停留在理论公式上，而是深入剖析了实际应用中可能遇到的各种工况和对应的控制策略，这对于我们这些希望将理论知识转化为实际操作能力的人来说，简直是如获至宝。我尤其欣赏其中对不同控制方式的优劣对比分析，非常客观，没有过度美化任何一种技术路线，而是基于工程实际的可靠性、成本和动态性能来权衡。读完这一部分，我对整个调速系统的“脉络”有了更清晰的认识，感觉自己对工业自动化领域的兴趣又提升了一个档次。如果说有什么不足，也许是某些高级的数字化控制算法部分，对于初学者来说可能需要多花点时间去消化，但整体而言，这是一本扎实、实用的参考书。

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说实话，我本来对这种技术书籍抱有很高的期望，但读完之后，感觉更多的是一种“意犹未尽”的遗憾。这本书在讲解基础理论时显得略微有些刻板和陈旧，仿佛是停留在上个世纪的某个技术规范中。例如，在讨论到最新的磁场定向控制（FOC）技术时，笔墨明显不够充分，只是简单提到了概念，没有深入到现代高性能伺服驱动器中常见的矢量控制实现细节和参数整定方法。我期待能看到更多关于数字信号处理器（DSP）在实时控制中的应用案例，或者至少是关于现代电力电子器件（如IGBT模块）的开关特性对系统动态响应的影响分析。目前的叙述，更偏向于一个概览性的介绍，对于希望深入研究现代高速、高精度调速方案的工程师来说，可能需要再翻阅大量其他专业文献来补充。它的优点在于覆盖面广，能让你对整个领域有个大致的了解，但缺乏那种“突破性”或“前沿性”的深度挖掘，显得有些保守了。

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