textbook of electrical technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Theraja, B.L.

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页数:0

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价格:466.20

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isbn号码:9788121924412

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• 电气技术
• 电力系统
• 电子学
• 电路分析
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• 变压器
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《高级电力电子系统设计与优化：从理论到实践》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代电力电子技术在各个领域的应用与发展趋势，尤其侧重于高性能、高效率和高可靠性的系统设计与控制策略。它旨在为电力电子领域的研究人员、高级工程师以及研究生提供一个详尽的技术参考和实践指南，帮助他们掌握从基础理论到前沿技术的完整知识体系。 第一部分：电力电子基础与器件物理 本部分首先回顾了电力电子学的基本概念，包括功率流分析、拓扑结构分类及其适用场景。重点深入讲解了新型功率半导体器件的物理特性、工作机理和选型标准。 宽禁带半导体器件深入分析： 详述了碳化硅（SiC）MOSFET、肖特基二极管（SBD）以及氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）的结构、优缺点和开关特性。详细分析了这些器件在高频、高温应用中面临的挑战，如米勒效应、栅极驱动的优化设计以及热管理策略。 驱动与保护技术： 阐述了先进的栅极驱动电路设计原理，包括隔离技术（光耦、磁耦）、欠压锁定（UVLO）和过流保护（OCP）机制的实现。特别关注了高压、大电流应用中驱动信号的完整性和抗干扰能力。 热管理系统集成： 探讨了器件热阻、结温预测模型以及高效散热方案的集成，包括均热板技术、液冷系统在模块化功率电子系统中的应用。 第二部分：变换器拓扑结构与建模仿真 本部分聚焦于主流和新兴的功率变换器拓扑结构，并提供精确的数学建模和仿真方法。 高频开关变换器设计： 详细解析了改进型的硬开关和软开关拓扑，如级联 H 桥（CHB）、中点钳位（NPC）和T型变换器在电机驱动和并网逆变器中的应用。分析了不同拓扑的电压利用率、谐波特性和开关损耗。 无损开关技术（ZVS/ZCS）： 深入研究了零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）的实现条件、拓扑演变及其对器件寿命和系统效率的影响。探讨了混合开关模式（Hybrid Switching Mode）的应用。 多电平技术与调制策略： 阐述了多电平变换器在提升输出波形质量和降低滤波器成本方面的优势。全面对比了空间矢量调制（SVM）、载波相移调制（CPSM）和改进的谐波消除调制（HEM）在不同应用中的性能差异。 系统级建模与仿真： 提供了基于状态空间平均法、平均模型法对复杂变换器系统进行精确建模的步骤。指导读者使用MATLAB/Simulink、PLECS等工具进行瞬态分析、稳态分析以及参数优化。 第三部分：先进控制理论与算法 本部分是本书的核心，涵盖了现代电力电子系统实现高性能控制所需的先进算法。 数字控制器的实现与挑战： 讨论了高速数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵（FPGA）在实现复杂控制算法中的优势与局限。涉及采样、量化误差、死区时间补偿等实际工程问题。 解耦控制与非线性控制： 针对多输入多输出（MIMO）电力电子系统，重点讲解了反馈线性化、滑模控制（SMC）在抑制参数变化和外部扰动方面的应用。分析了SMC的抖振问题及其改进方案。 预测控制（MPC）的深度应用： 详细介绍了基于模型的预测控制（MPC）在电流控制、电压控制和无功功率控制中的原理和实现。对比了有限集预测控制（FOC）和基于成本函数的预测控制（CF-MPC）的计算复杂度与性能。 自适应与鲁棒控制： 探讨了如何利用自适应算法（如基于梯度下降的参数辨识）和鲁棒控制（如 $mathcal{H}_{infty}$ 控制）来应对电网阻抗变化、负载波动等不确定性因素，确保系统在宽工作范围内的稳定性。 第四部分：关键应用领域的前沿技术 本部分将理论与实践紧密结合，深入分析了电力电子技术在三大核心领域的最新进展。 电动汽车（EV）与轨道交通： 聚焦于高功率密度牵引逆变器设计。探讨了碳化硅器件在驱动系统中的热设计挑战、高压电池管理系统（BMS）中的状态估算（SOC/SOH）算法，以及集成化的DC/DC变换器设计。 可再生能源并网系统： 详细分析了光伏逆变器和风力发电机变流器的控制策略。重点研究了电网弱互联（Weak Grid）条件下，实现电网同步、低谐波注入和电网支撑（Grid-Forming）功能的先进技术，包括虚拟同步发电机（VSG）模型及其实现。 高功率密度电源与储能： 讨论了模块化多电平变换器（MMC）在柔性直流（HVDC）传输中的应用优势，以及在数据中心电源、高频感应加热中的高频隔离技术和谐振变换器设计。特别关注了固态变压器（SST）的拓扑结构、控制和在智能电网中的作用。 第五部分：系统集成、可靠性与未来展望 本部分关注将实验室成果转化为可靠、可量产产品的工程化关键环节。 电磁兼容性（EMC）设计： 阐述了高频开关对EMI/EMC产生的机理，并提供了系统级和PCB级的抗干扰设计规范，包括布局布线、屏蔽和滤波器的优化。 系统可靠性工程： 引入了失效模式与影响分析（FMEA）方法论在电力电子系统设计中的应用。探讨了寿命预测模型、冗余设计和热-机-电耦合失效的分析。 系统级集成与小型化： 探讨了功率器件、磁性元件（电感器和变压器）的集成化设计技术，如3D封装、嵌入式磁性元件技术，以实现更高的功率密度。 面向工业4.0的智能电力电子： 展望了利用人工智能技术（如深度学习）进行故障诊断、系统参数自整定以及实现更优化的实时控制算法的前景。 本书内容覆盖面广、技术深度高，理论推导严谨，并辅以大量的工程实例和仿真结果，是电力电子领域追求卓越设计的专业人士不可或缺的参考宝典。

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这本《Textbook of Electrical Technology》真是让我大开眼界，尤其是在深入了解电力系统基础原理的部分。我记得以前上课时，对某些复杂的概念总是感到一知半解，但这本书的处理方式简直是化繁为简。它没有堆砌晦涩难懂的术语，而是通过大量清晰的图示和循序渐进的推导过程，将诸如交流电路的相量分析、三相系统的平衡与不平衡状态，乃至变压器和感应电机的基本工作原理，都讲解得淋漓尽致。特别是关于电力传输损耗的章节，作者引入了一些实际案例，让我立刻明白了为什么在设计高压输电线路时要考虑那么多因素。阅读过程中，我能感受到作者对教学的热情，他似乎非常清楚学生在哪个知识点上容易卡壳，并提前设置了“陷阱”和“提示”。这本书的排版也非常舒服，字体大小适中，重点内容加粗处理，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。对于任何想扎实掌握电气技术核心概念的初学者或需要复习的老手来说，这本书绝对是案头必备的“百科全书”。它不仅仅是知识的罗列，更像是一位耐心的导师，一步步引导你走进电力的奇妙世界。我尤其欣赏它在每一个小节末尾设置的“思考题”，那些题目往往能触及最核心的知识点，迫使你停下来消化吸收。

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这本书在概念的深度挖掘上，远超我预期的标准。它并非那种停留在高中物理或大一基础课水平的入门读物，而是真正敢于触及电气工程领域前沿和难点的地方。比如，在讨论异步电机启动和调速控制时，它没有满足于传统的V/f控制，而是深入探讨了矢量控制（Field-Oriented Control）的数学基础，虽然这部分内容对初学者可能有些吃力，但对于希望向高阶控制领域迈进的人来说，简直是金矿。作者在解释这些复杂算法时，保持了一种批判性的视角，指出了不同方法的优缺点和适用范围，而不是简单地“宣传”某种技术。此外，书中对材料科学在电气设备中的应用也进行了简要但关键的介绍，例如绝缘材料的介电强度、导线电阻的温度系数等，这些“幕后”知识的补充，让整个技术体系看起来更加完整和可信。阅读这本书的过程，就像是在攀登一座知识的山峰，虽然过程有些挑战，但登顶后俯瞰的风景是极其壮阔和令人满足的。它迫使我去思考“为什么”而不是仅仅记住“是什么”。

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我对这本书的实用性方面给予最高的评价，因为它几乎涵盖了现代电气工程实践中不可或缺的各个方面。它不仅仅停留在理论层面，而是将理论与工程实践紧密结合。例如，在介绍继电保护原理时，书中不仅解释了傅里叶分析在故障电流中的应用，还详细对比了不同类型的保护装置（如速断、限时电流保护）在实际电网中的适用场景和动作逻辑，甚至配有简化的保护定值计算流程图。这种贴近实际的叙述方式，让我感觉自己不是在看一本教科书，而是在翻阅一本工程手册。更让我惊喜的是，书中对电磁兼容性（EMC）的讨论，这一点在很多传统教材中是被轻描淡写的。作者花费了不少篇幅来讲解噪声的产生、耦合机制以及抑制措施，这对于从事电子设备与系统设计的人来说，无疑是极具价值的信息。读完这部分内容，我立刻回去重新审视了实验室里一些设备偶尔出现的间歇性故障，思路一下子就清晰了。总而言之，这本书的价值远超其售价，它提供的工程视野是无价的。

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从编辑和内容的组织结构来看，这本《Textbook of Electrical Technology》展现出一种成熟且严谨的学术风格，但又不失现代教育学的理念。它的章节安排非常有逻辑性，从最基础的电路定律开始，逐步过渡到复杂的系统分析，过渡点衔接得非常自然，几乎不需要读者进行大量的自我跳转和知识点重组。每当引入一个新概念，作者都会首先提供其物理意义和数学模型，确保读者能够建立起直观的理解，而不是被公式淹没。我特别喜欢它在深入探讨如电力电子变换器拓扑结构时的处理方式，它没有直接抛出一个复杂的等效电路，而是通过开关器件的导通和关断状态变化，一步步“构建”出完整的电路功能，这种可视化、动态的教学方法极大地降低了学习曲线的陡峭程度。书中的图表制作精良，线条清晰，比例准确，即使用打印机进行黑白复印，核心信息也不会丢失。整体而言，这本书给我的感觉是“一丝不苟”，每一个细节都经过了深思熟虑，旨在最大化读者的学习效率和知识保留率。

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坦白说，我最初对这本厚厚的“技术教科书”抱有一丝疑虑，担心它会像很多同类书籍一样，内容陈旧、语言枯燥。然而，这本书却成功地打破了我的偏见。它的语言风格非常具有感染力，用词精准，但在需要的时候又非常口语化，仿佛作者正坐在你的身边，以一种真诚且充满激情的语气和你交流。比如，在介绍电弧现象时，作者用了一个非常形象的比喻来描述电弧的自持性，一下子就让那个抽象的物理过程变得具体可感。除了主干内容外，这本书在附录部分也下了不少功夫。它收录了常用的标准电气符号表、重要的物理常数以及一些重要的工程计算公式汇总，这些资料的整理清晰明了，大大减少了我频繁翻阅其他参考资料的需要。对于需要进行系统设计或模拟验证的学生而言，这种“一站式”的服务体验是极其友好的。总而言之，这本书的价值在于它的平衡性——理论的深度与实践的广度完美融合，学术的严谨与教学的亲和力和谐共存，实属难得的佳作。

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