电力电子学基础
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作者张波 丘东元 编著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111659181
出版时间2020-09
装帧平装
开本16开
定价39.8元
货号29124298
上书时间2024-10-19
商品详情
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前言
电力电子技术发展至今，已经成为电气工程学科的主干课程之一，国内外大部分高等院校已经把电力电子技术与电机学、电力系统分析并列为三大专业基础课程。然而，与电机学、电力系统分析教材比较，电力电子技术教材尚缺乏系统性，体现在：一是尚没有归纳总结出电力电子技术学习的预备知识，不利于循序渐进地学习；二是在电力电子变换器原理的介绍中，没有采用工作模态及其等效电路的分析方法，学生在未来的研究生学习或实际应用中，还需弥补这些知识；三是电力电子器件内容十分丰富，应当作为单独的一门课程，否则既讲不深又增加学习其他内容的难度；四是陆续出现的电力电子新技术，尚需要与基本电力电子变换器有机衔接，才能较好地融入到教材内容中；五是作为应用性极强的技术，缺乏电力电子变换器参数设计内容，难以学以致用。为此，从系统观点去认识电力电子技术，并用系统方法去梳理电力电子技术，使之上升到电力电子学的范畴，既促进了电力电子学科的发展，也便于学生的学习。
本书尝试将电力电子变换器原理分析中通用的参数计算方法、调制技术、模态分析方法和仿真工具作为电力电子学的预备知识介绍，对于电力电子器件，也作为预备知识的一部分，但仅介绍本书用到器件的基本开关特性。对于基本电力电子变换器原理，按照整流、逆变、直流斩波和交交变流顺序，统一采用模态分析方法进行论述，并介绍变换器的参数设计方法。将提高和改善电力电子变换器性能的技术统称为电力电子变换器通用技术，按均压均流技术、软开关技术、多重化技术、多电平技术、同步整流技术和功率因数校正技术介绍。此外，为了加深对电力电子变换器原理的理解，介绍了各类电力电子变换器在不同领域的典型应用。
本书在编著过程中，得到了吴理豪、荣超、陈垣、张政、朱焕杰、王登辉、郭珊珊、袁昌海、罗成鑫、林满豪等博士生和硕士生的大力协助，在此表示感谢！
由于作者学识有限，书中一定有疏漏之处，恳请采用本书作为教材的教师和同学批评指正。
编著者于华南理工大学序
导语摘要
电力电子技术作为电能高效变换和高效利用的关键技术，已经广泛应用于工业生产、新能源发电、现代化交通、航空航天、信息系统等众多领域。随着电力电子技术的发展，电力电子技术已经成为一门系统科学——电力电子学。本书由四部分组成，第壹部分是电力电子学的预备知识；第二部分是基本电力电子变换器原理和设计；第三部分是电力电子变换器的通用技术；第四部分是电力电子变换器的应用。书中系统地介绍了学习电力电子学所需的预备知识，增加了电力电子变换器参数设计的内容，归纳了电力电子的通用技术，介绍了电力电子变换器在不同领域的典型应用。
本书循序渐进，适合电气工程及其自动化、自动化专业及相关专业的本科生学习；本书内容丰富，基本涵盖了近年来电力电子领域出现的新技术，可供研究人员、工程技术人员参考。本书附有大量的习题，并给出了解题的过程和答案，适合相关专业人员自学。
作者简介
张波，男，博士，华南理工大学二级教授、中达学者、国务院特殊津贴专家、广东省丁颖科技奖获得者。现任中国电源学会副理事长、中国电工技术学会无线电能传输技术专业委员会副主任、广东省电源学会理事长。 主要从事电力电子系统分析与控制、无线电能传输技术的研究。近年来先后主持科研项目30余项，包括国家自然科学基金重点项目2项及面上项目4项，以及国家重点研发计划项目、国家科技支撑计划项目、国家“863计划”项目、广东省战略性新兴产业发展专项资金项目、粤港关键领域重点突破项目和广东省自然科学基金团队项目各1项。 在靠前知名出版社Wiley、Springer和科学出版社出版英文专著6部、中文专著2部，在靠前外重要刊物发表学术论文450余篇，其中SCI收录110余篇，EI收录230余篇；授权发明102项，其中美国发明3项；获得国家技术发明奖二等奖1项、中国很好奖2项，以及省部级科学技术奖励11项。
目录
前言
第1章概述1
1.1电力电子学基本范畴1
1.2电力电子学发展历史3
1.3电力电子技术应用及未来发展5
1.4本书的内容安排和特点7
习题8
第2章电力电子学预备知识9
2.1主要元器件功能和作用9
2.1.1电力电子器件9
2.1.2电感与电容12
2.1.3电感电容电路的谐振特性14
2.2电参数计算15
2.2.1电压和电流的瞬时值15
2.2.2电压和电流的有效值、平均值16
2.2.3有功功率及功率因数17
2.2.4纹波和谐波17
2.2.5器件主要参数18
2.3调制原理19
2.3.1相控原理19
2.3.2斩控原理19
2.3.3PWM原理20
2.4分析方法20
2.4.1工作模态及等效电路20
2.4.2状态方程21
2.5仿真工具21
2.5.1MATLAB22
2.5.2PSIM22
2.5.3其他仿真软件22
2.6本章小结23
习题23
第3章ACDC变换器25
3.1不可控整流器25
3.1.1单相不可控整流器25
3.1.2电容滤波的单相不可控整流器28
3.1.3三相不可控整流器29
3.1.4电容滤波的三相不可控整流器33
3.2晶闸管可控整流器34
3.2.1单相可控整流器34
3.2.2三相可控整流器39
3.3PWM整流器45
3.3.1桥式PWM整流器45
3.3.2VIENNA整流器49
3.4设计实例51
3.4.1电容滤波单相不可控整流器的
设计52
3.4.2电容滤波三相不可控整流器的
设计52
3.4.3单相桥式可控整流器的设计53
3.4.4三相桥式可控整流器的设计54
3.4.5单相桥式PWM整流器的设计55
3.5本章小结55
习题56
第4章DCAC变换器58
4.1电压型逆变器58
4.1.1单相电压型逆变器58
4.1.2三相电压型逆变器70
4.1.3电压型Z源逆变器78
4.2电流型逆变器81
4.3有源逆变器84
4.3.1单相桥式整流器的有源逆变工作
状态84
4.3.2三相桥式整流器的有源逆变工作
状态85
4.4设计实例85
4.4.1单相电压型半桥逆变器的设计85
4.4.2单相电压型全桥逆变器的设计87
4.4.3三相电压型桥式逆变器的设计88
4.5本章小结88
习题89
第5章DCDC变换器90
5.1非隔离型DCDC变换器90
5.1.1Buck变换器90
5.1.2Boost变换器95
5.1.3BuckBoost变换器100
5.1.4Cuk、Sepic和Zeta变换器103
5.1.5非隔离型DCDC变换器的特性
比较107
5.2隔离型DCDC变换器107
5.2.1正激变换器107
5.2.2反激变换器110
5.2.3全桥变换器113
5.2.4半桥变换器115
5.2.5推挽变换器117
5.2.6隔离型DCDC变换器的特性
比较119
5.3设计实例120
5.3.1Buck变换器的设计120
5.3.2Boost变换器的设计120
5.3.3BuckBoost变换器的设计121
5.3.4反激变换器的设计122
5.3.5全桥变换器的设计124
5.4本章小结125
习题125
第6章ACAC变换器127
6.1交流调压器127
6.1.1单相相控式交流调压器127
6.1.2三相相控式交流调压器129
6.1.3斩控式交流调压器132
6.2交流电力控制电路135
6.2.1交流调功电路135
6.2.2交流电力电子开关136
6.3直接交交变频器136
6.3.1周波变换器136
6.3.2矩阵变换器139
6.4间接交交变频器141
6.5设计实例142
6.5.1单相Buck型交流调压器的
设计142
6.5.2三相相控式交流调压器的设计143
6.5.3三相间接交交变频器的设计143
6.6本章小结144
习题145
第7章电力电子变换器通用技术146
7.1均压和均流技术146
7.1.1电力电子器件的串联均压146
7.1.2电力电子器件的并联均流147
7.1.3电力电子变换器模块式均压和
均流148
7.2软开关技术149
7.2.1准谐振变换器151
7.2.2零开关PWM变换器155
7.2.3零转换变换器157
7.3多重化技术159
7.3.1多相多重直流变换器159
7.3.2多重化整流器163
7.3.3多重化逆变器164
7.4多电平变换器技术166
7.4.1中点钳位型多电平变换器166
7.4.2飞跨电容型多电平变换器167
7.4.3级联H桥型多电平变换器170
7.4.4模块化多电平变换器171
7.5同步整流技术174
7.6功率因数校正技术175
7.7本章小结177
习题177
第8章电力电子变换器应用179
8.1开关电源179
8.2不间断电源180
8.2.1后备式UPS181
8.2.2双变换在线式UPS181
8.2.3在线互动式UPS182
8.2.4Delta变换式UPS182
8.3交直流调速系统183
8.3.1直流调速系统184
8.3.2交流调速系统184
8.4有源电力滤波器185
8.5无功补偿装置186
8.5.1晶闸管控制电抗器187
8.5.2晶闸管投切电容器187
8.5.3静止无功发生器188
8.6高压直流输电190
8.6.1高压直流输电系统190
8.6.2柔性直流输电系统191
8.7风力发电192
8.7.1永磁同步风力发电系统192
8.7.2双馈风力发电系统193
8.8光伏发电193
8.9电动汽车194
8.10本章小结195
习题196
各章习题解答197
参考文献221
内容摘要
电力电子技术作为电能高效变换和高效利用的关键技术，已经广泛应用于工业生产、新能源发电、现代化交通、航空航天、信息系统等众多领域。随着电力电子技术的发展，电力电子技术已经成为一门系统科学——电力电子学。本书由四部分组成，第壹部分是电力电子学的预备知识；第二部分是基本电力电子变换器原理和设计；第三部分是电力电子变换器的通用技术；第四部分是电力电子变换器的应用。书中系统地介绍了学习电力电子学所需的预备知识，增加了电力电子变换器参数设计的内容，归纳了电力电子的通用技术，介绍了电力电子变换器在不同领域的典型应用。
本书循序渐进，适合电气工程及其自动化、自动化专业及相关专业的本科生学习；本书内容丰富，基本涵盖了近年来电力电子领域出现的新技术，可供研究人员、工程技术人员参考。本书附有大量的习题，并给出了解题的过程和答案，适合相关专业人员自学。
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