电力电子与电力传动综合实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:122

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出版时间:2009-2

价格:12.00元

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isbn号码:9787564301910

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 电力传动
• 实验教程
• 电气工程
• 高等教育
• 教学参考
• 电路分析
• 控制工程
• 新能源
• 电机驱动

《电力电子技术基础及应用》 本书旨在为读者提供扎实的电力电子技术理论基础，并引导其将这些理论应用于实际工程问题。内容涵盖电力电子变换器的基本原理、常用器件特性、电路设计方法以及不同领域的典型应用。 第一部分：电力电子变换器基础 本部分将深入剖析各类电力电子变换器的核心工作机制。 AC-DC 变换器（整流器）： 详细介绍不可控整流、半控整流和全控整流电路的拓扑结构、工作原理、输出电压电流特性以及纹波分析。我们将探讨各种控制策略，例如相控整流，并分析其在改善功率因数和降低谐波方面的作用。 DC-DC 变换器： 重点阐述升压（Boost）、降压（Buck）、升降压（Buck-Boost）以及 Cuk、SEPIC、Zeta 等基本拓扑的电路结构、能量传递过程、输出电压纹波和效率影响因素。理论分析将辅以不同工作模式下的波形图解，帮助读者直观理解。 DC-AC 变换器（逆变器）： 深入分析单相和三相逆变器的基本类型，包括电压型和电流型逆变器。我们将详细讲解PWM（脉冲宽度调制）控制技术，包括SPWM（正弦脉冲宽度调制）、三角波调制等，以及它们如何实现对输出电压幅值和频率的精确控制。此外，还将讨论谐波抑制和共模电压控制策略。 AC-AC 变换器（交流调压器和变频器）： 介绍直接和间接交流变换器的原理。对于交流调压器，我们将分析其在阻性负载和感性负载下的工作特性。对于变频器，重点将放在通过DC-DC和DC-AC变换级联实现对交流电机速度和转矩的控制，涵盖V/f控制、矢量控制等基本概念。 第二部分：电力电子器件 本部分将详细介绍现代电力电子技术中所使用的关键器件，并分析其电气特性、驱动要求和应用限制。 二极管： 覆盖整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管等，介绍其正向导通特性、反向阻断能力、恢复时间和损耗特性。 晶闸管（SCR）： 详细讲解触发条件、导通特性、关断特性以及在可控整流等应用中的作用。 双极结型晶体管（BJT）： 阐述其工作原理、不同工作区域的特性、驱动电路的设计以及功率损耗分析。 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）： 重点介绍其导通和关断特性、栅极驱动要求、导通电阻、开关损耗以及在开关电源和逆变器中的广泛应用。 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）： 分析其兼具BJT和MOSFET优点的特性，包括高输入阻抗、低导通压降和高功率密度，并探讨其在电机驱动和高功率应用中的优势。 其他器件： 简要介绍功率二极管模块、功率三极管模块、IPM（智能功率模块）等集成化功率器件，以及其在简化电路设计和提高可靠性方面的作用。 第三部分：电力电子电路设计与分析 本部分将引导读者掌握电力电子电路的设计方法和分析工具。 电磁兼容性（EMC）设计： 强调电力电子设备在工作过程中产生的电磁干扰（EMI）及其对周围环境的影响，介绍抑制EMI的常用方法，如滤波、屏蔽、接地等，并探讨EMC标准。 热设计与散热： 分析电力电子器件的功率损耗以及发热机理，介绍散热器件（如散热器、风扇）的选择和安装，以及热设计的原则，确保设备长时间稳定运行。 保护技术： 讲解过流保护、过压保护、过温保护等关键保护机制，介绍熔断器、断路器、TVS二极管、续流二极管等保护元件的应用。 控制环路设计： 介绍反馈控制的基本原理，包括PID（比例-积分-微分）控制器在电力电子系统中的应用，以及如何通过控制环路实现对输出电压、电流的稳定控制。 仿真技术： 介绍使用PSIM、MATLAB/Simulink等电力电子仿真软件进行电路分析、性能验证和参数优化的方法，帮助读者在设计阶段快速迭代和优化方案。 第四部分：电力电子技术在电力传动中的应用 本部分聚焦电力电子技术在驱动各种电动机方面的关键应用，重点关注电机控制理论和技术。 直流电机驱动： 讲解直流电机的工作原理，以及如何利用DC-DC变换器（如斩波器）实现直流电机电压和电流的调节，控制其转速和转矩。 交流电机驱动（变频调速）： 感应电机驱动： 详细介绍V/f恒压频比控制的基本原理，以及如何通过变频器实现感应电机的软启动、软停止和宽范围调速。深入探讨矢量控制（磁场定向控制）技术，包括直接转矩控制（DTC）和基于电压模型的矢量控制，以及它们在提升动态响应、转矩控制精度方面的优势。 同步电机驱动： 讲解永磁同步电机（PMSM）和同步磁阻电机（SynRM）的控制方法，重点关注其工作原理和矢量控制策略，以及在新能源汽车、工业自动化等领域的应用。 步进电机驱动： 介绍步进电机的基本结构、工作方式（全步、半步、微步），以及如何通过步进电机驱动器实现精确的位置控制。 伺服系统： 概述伺服系统的组成和基本原理，重点介绍伺服驱动器如何配合编码器等反馈信息，实现对电机的高精度速度和位置控制，及其在机器人、数控机床等领域的应用。 电力传动系统的可靠性与效率优化： 探讨提高电力传动系统整体效率的措施，如采用更高效的功率器件、优化控制算法、选择合适的电机类型等。分析不同运行模式下系统的损耗，并提出相应的降低措施。 本书的编写力求理论与实践相结合，通过清晰的原理阐述、详实的器件介绍、实用的设计分析以及典型的应用案例，帮助读者全面掌握电力电子技术及其在电力传动领域的应用。本书适用于电气工程、自动化、机电一体化等专业的本科生、研究生，以及从事相关领域研究与工程开发的专业技术人员。

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这本书的实用价值已经远远超出了其作为一本“教程”的范畴。我发现，许多看似孤立的实验模块，实际上被巧妙地编织成了一个完整的、具有系统性的学习路径。比如，对功率器件损耗的测试实验，其结果直接影响了后面设计变流器时散热方案的选择，这种前后呼应的设计，培养了我们进行系统级思考的能力。在实验报告的撰写规范方面，书中也提供了非常具体的指导，教我们如何清晰、准确地记录实验数据、分析误差来源，并提出改进建议，这对培养严谨的科学态度至关重要。可以说，掌握了这本书中的内容和方法，不仅能让我们熟练操作实验设备，更能帮助我们在未来的工程实践中，具备独立分析和解决复杂电力电子系统问题的核心能力。它真正达到了“授人以渔”的教育目标，令人由衷敬佩。

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从结构编排来看，这本书的梯度设计简直是教科书级别的典范。它循序渐进，从最基础的直流电源和半导体器件特性测试开始，逐步过渡到复杂的交交变频器和伺服系统控制。这种由浅入深的安排，极大地增强了学习者的自信心，避免了“一步登天”带来的挫败感。我发现，即便是对某些进阶实验，书中也贴心地提供了必要的预备知识回顾，确保读者在进入更深层次的学习前，基础是牢固的。而且，书中的实验项目紧密结合了当前工业界的应用热点，比如新能源汽车的驱动技术、高效率的开关电源设计等，让我感觉自己所学的知识是“鲜活的”，与时代同步的。这不仅仅是一本实验指导书，更像是一张通往现代电力电子行业前沿的路线图，指明了未来学习和研究的方向。

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这本书的语言风格极其平实，没有过多华丽的辞藻，却充满了逻辑性和说服力，读起来完全没有阅读障碍。它更像是一本资深工程师写给后辈的“独门秘籍”，语气中透着一股自信和务实。我在学习其中关于现代电机控制算法的部分时，那些原本以为需要花费数周才能理解的复杂矢量控制概念，通过书中简洁明了的阐述，竟能豁然开朗。作者擅长使用生活化的比喻来解释抽象的电磁现象，使得复杂的物理过程变得直观易懂。我特别喜欢它在每个实验章节末尾设置的“思考与拓展”环节，这些问题往往不是简单的选择题或填空题，而是需要我们结合所学知识进行深入分析和设计优化。这真正激发了我作为一名未来工程师的探索欲和批判性思维，迫使我不仅仅停留在“跑通”实验的层面，而是要思考“如何做得更好”。

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这本书的封面设计简直是艺术品级别的，那种深邃的蓝色调配上跳跃的橙色文字，一下子就把我的注意力牢牢抓住了。光是看着它，我就能感受到一种严谨而又充满活力的气息，仿佛里面蕴含着将高深理论转化为实际操作的无穷能量。我是一个彻头彻尾的动手派学习者，对于那些堆砌着复杂公式却缺乏实践指导的教材总是感到头疼。这本书的排版布局也极其考究，图文并茂的展示方式，让每一个实验步骤都清晰得如同现场演示。那些电路图和波形分析图，线条流畅，逻辑分明，即便是初次接触电力电子领域的同学，也能迅速抓住核心要点。尤其是章节之间的过渡，衔接得自然流畅，让人在学习新知识时，不会感到突兀或迷失方向。这绝对不是那种让人望而生畏的冷冰冰的教科书，它更像是一位经验丰富的导师，耐心而又富有启发性地引导着你走入电力传动这座迷人的殿堂。它的装帧质量也值得称赞，纸张厚实，印刷清晰，即便是经常翻阅和做笔记，也不容易出现磨损或褪色。

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我对市面上许多实验指导书的“纸上谈兵”深感失望，但这本书真正做到了理论与实践的完美融合。它不是简单地罗列实验项目，而是深入剖析了每个实验背后的物理原理和工程意义。比如，在讲解PWM（脉宽调制）时，作者没有停留在数学模型的推导上，而是配上了大量实际的驱动波形对比图，甚至还探讨了不同采样方法的细微差别对系统性能的影响。这种深度挖掘让我这个“老手”也受益匪浅，让我重新审视了一些自认为已经完全掌握的知识点。更让我惊喜的是，书中对于实验设备的选择和调试技巧也做了详尽的指导。它深知我们实际操作时会遇到的各种“坑”——从传感器漂移到功率器件的散热问题，书中都有提及并给出了实用的规避策略。这体现了编著者深厚的工程经验，他们仿佛亲身经历了每一个失败的实验，并将这些宝贵的教训浓缩在了这本教程里，极大地缩短了我们摸索的时间。

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