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電力電子技術基礎 版權信息
- ISBN：9787111735120
- 條形碼：9787111735120 ; 978-7-111-73512-0
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電力電子技術基礎 本書特色
本書系山東大學高峰教授（國家杰青）團隊的力作，教材既通俗易懂，又體系架構清晰。教材引入了電力電子技術新進展，并對已有知識體系進行了重構，充分體現了電力電子技術的工程性和實用性。
從傳統的以晶閘管為基礎的知識體系轉向以全控型器件為主以晶閘管為輔的知識體系；同時基于認知難易程度由淺入深，先介紹較為簡單的DC-DC變換電路，再介紹另外三種相對復雜的變換電路，以便于讀者理解接受。
電力電子技術基礎 內容簡介
本書從電能變換的基本原理入手，介紹了功率半導體器件、電能變換電路、基本的建模與控制方法等，力圖達到學以致用的根本目的。全書共分8章，分別是：緒論、電力電子器件、DC-DC變換電路、DC-AC逆變電路、AC-DC整流電路、AC-AC變換電路、電力電子系統建模及控制、多級電能變換電路。每章包含學習目標、問題導引、主要內容和習題及思考題。本書深入淺出、通俗易懂、層次分明，特別適合普通高校電氣類、自動化類等相關專業師生閱讀，也可供相關科技人員參考。
電力電子技術基礎 目錄
目錄
前言
第1章緒論1
習題及思考題7
第2章電力電子器件8
2.1電力電子器件分類8
2.1.1按照導通/關斷受控情況8
2.1.2按照驅動電氣量的性質9
2.1.3按照器件內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況9
2.2功率二極管9
2.2.1基本結構與工作原理9
2.2.2主要參數10
2.2.3穩態特性10
2.2.4動態特性11
2.2.5二極管類型12
2.2.6二極管基本電路12
2.3雙極型功率晶體管15
2.3.1基本結構與工作原理15
2.3.2主要參數16
2.3.3穩態特性17
2.3.4動態特性17
2.4晶閘管18
2.4.1基本結構與工作原理18
2.4.2主要參數20
2.4.3穩態特性21
2.4.4動態特性22
2.5功率場效應晶體管23
2.5.1基本結構與工作原理23
2.5.2主要參數25
2.5.3穩態特性25
2.5.4動態特性27
2.6絕緣柵雙極型晶體管27
2.6.1基本結構與工作原理27
2.6.2主要參數28
2.6.3穩態特性28
2.6.4動態特性29
2.7電力電子器件損耗計算30
2.8電力電子器件特性對比30
2.9電力電子器件串并聯運行32
2.9.1器件串聯33
2.9.2器件并聯34
2.10寬禁帶功率半導體器件35
習題及思考題36
第3章DC-DC變換電路37
3.1非隔離型DC-DC變換器37
3.1.1Buck變換器38
3.1.2Boost變換器42
3.1.3Buck-Boost變換器45
3.1.4其他升降壓型DC-DC變換器48
3.1.5DC-DC變換器共性技術51
3.2隔離型DC-DC變換器55
3.2.1正激變換器56
3.2.2反激變換器57
3.2.3半橋變換器59
3.2.4全橋變換器60
3.2.5推挽變換器63
3.2.6常見隔離型變換器對比64
3.3軟開關技術65
3.3.1變換器損耗分析65
3.3.2軟開關技術及分類66
3.3.3典型的軟開關變換器67
習題及思考題71
第4章DC-AC逆變電路72
4.1單相電壓源型半橋逆變電路72
4.1.1電路結構和工作原理73
4.1.2輸出波形質量評價指標74
4.1.3方波調制輸出特性分析75
4.1.4脈沖寬度調制方法與輸出特性分析76
4.2輸出濾波器78
4.2.1L型濾波器79
4.2.2高階無源濾波器80
4.2.3高階無源濾波器諧振及其抑制83
4.2.4無源濾波器的選擇原則83
4.3單相電壓源型全橋逆變電路84
4.3.1電路結構和工作原理84
4.3.2方波調制輸出特性分析86
4.3.3脈沖寬度調制方法與輸出特性分析87
4.4三相電壓源型逆變電路89
4.4.1三相逆變電路拓撲結構及運行狀態89
4.4.2三相逆變器的方波調制方法92
4.4.3正弦脈沖寬度調制方法與特性分析94
4.4.4改進型脈沖寬度調制方法98
4.5電流源型逆變器100
4.5.1電路結構和工作原理100
4.5.2正弦脈沖寬度調制方法102
4.6多電平逆變器104
4.6.1二極管鉗位型逆變器105
4.6.2飛跨電容型多電平逆變器108
4.6.3級聯H橋型多電平逆變器110
4.6.4模塊化多電平變換器111
習題及思考題117
第5章AC-DC整流電路118
5.1不可控整流電路118
5.1.1單相半波不可控整流電路118
5.1.2單相橋式不可控整流電路120
5.1.3三相半波不可控整流電路122
5.1.4三相橋式不可控整流電路125
5.2可控整流電路128
5.2.1單相半波可控整流電路129
5.2.2單相橋式全控整流電路134
5.2.3三相半波可控整流電路140
5.2.4三相橋式全控整流電路145
5.3變壓器漏感對整流電路的影響151
5.4整流電路的有源逆變154
5.4.1有源逆變的相關概念154
5.4.2電能的流轉關系154
5.4.3有源逆變產生的條件155
5.4.4逆變失敗157
5.4.5逆變角的限制157
5.5PWM整流電路158
5.5.1單相橋式PWM整流電路158
5.5.2三相橋式PWM整流電路161
習題及思考題165
第6章AC-AC變換電路167
6.1交流調壓電路167
6.1.1單相交流調壓電路168
6.1.2三相交流調壓電路171
6.1.3斬控式交流調壓電路177
6.2交流調功電路178
6.3交流電力電子開關179
6.4交-交變頻電路180
6.4.1單相交-交變頻電路180
6.4.2三相交-交變頻電路181
6.4.3矩陣變換器182
習題及思考題186
第7章電力電子系統建模及控制187
7.1電力電子系統建模188
7.1.1系統主要特征188
7.1.2系統建模189
7.2控制結構與控制器設計191
7.2.1經典控制結構191
7.2.2系統控制性能指標192
7.2.3控制器設計方法195
7.3交流電力電子系統控制單元199
7.3.1三相電信號檢測及坐標變換單元200
7.3.2鎖相環204
7.3.3諧振控制器205
7.4擴展內容207
7.4.1狀態空間平均模型207
7.4.2數字控制實現209
習題及思考題211
第8章多級電能變換電路212
8.1單級變換器的運行局限212
8.2DC-DC DC-AC變換器213
8.2.1光伏逆變器213
8.2.2儲能逆變器217
8.3AC-DC DC-AC變換器221
8.3.1高壓直流輸電系統221
8.3.2交流變頻調速系統224
8.4AC-DC DC-DC變換器228
8.4.1直流充電樁228
8.4.2適配器228
習題及思考題229
參考文獻230
前言
第1章緒論1
習題及思考題7
第2章電力電子器件8
2.1電力電子器件分類8
2.1.1按照導通/關斷受控情況8
2.1.2按照驅動電氣量的性質9
2.1.3按照器件內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況9
2.2功率二極管9
2.2.1基本結構與工作原理9
2.2.2主要參數10
2.2.3穩態特性10
2.2.4動態特性11
2.2.5二極管類型12
2.2.6二極管基本電路12
2.3雙極型功率晶體管15
2.3.1基本結構與工作原理15
2.3.2主要參數16
2.3.3穩態特性17
2.3.4動態特性17
2.4晶閘管18
2.4.1基本結構與工作原理18
2.4.2主要參數20
2.4.3穩態特性21
2.4.4動態特性22
2.5功率場效應晶體管23
2.5.1基本結構與工作原理23
2.5.2主要參數25
2.5.3穩態特性25
2.5.4動態特性27
2.6絕緣柵雙極型晶體管27
2.6.1基本結構與工作原理27
2.6.2主要參數28
2.6.3穩態特性28
2.6.4動態特性29
2.7電力電子器件損耗計算30
2.8電力電子器件特性對比30
2.9電力電子器件串并聯運行32
2.9.1器件串聯33
2.9.2器件并聯34
2.10寬禁帶功率半導體器件35
習題及思考題36
第3章DC-DC變換電路37
3.1非隔離型DC-DC變換器37
3.1.1Buck變換器38
3.1.2Boost變換器42
3.1.3Buck-Boost變換器45
3.1.4其他升降壓型DC-DC變換器48
3.1.5DC-DC變換器共性技術51
3.2隔離型DC-DC變換器55
3.2.1正激變換器56
3.2.2反激變換器57
3.2.3半橋變換器59
3.2.4全橋變換器60
3.2.5推挽變換器63
3.2.6常見隔離型變換器對比64
3.3軟開關技術65
3.3.1變換器損耗分析65
3.3.2軟開關技術及分類66
3.3.3典型的軟開關變換器67
習題及思考題71
第4章DC-AC逆變電路72
4.1單相電壓源型半橋逆變電路72
4.1.1電路結構和工作原理73
4.1.2輸出波形質量評價指標74
4.1.3方波調制輸出特性分析75
4.1.4脈沖寬度調制方法與輸出特性分析76
4.2輸出濾波器78
4.2.1L型濾波器79
4.2.2高階無源濾波器80
4.2.3高階無源濾波器諧振及其抑制83
4.2.4無源濾波器的選擇原則83
4.3單相電壓源型全橋逆變電路84
4.3.1電路結構和工作原理84
4.3.2方波調制輸出特性分析86
4.3.3脈沖寬度調制方法與輸出特性分析87
4.4三相電壓源型逆變電路89
4.4.1三相逆變電路拓撲結構及運行狀態89
4.4.2三相逆變器的方波調制方法92
4.4.3正弦脈沖寬度調制方法與特性分析94
4.4.4改進型脈沖寬度調制方法98
4.5電流源型逆變器100
4.5.1電路結構和工作原理100
4.5.2正弦脈沖寬度調制方法102
4.6多電平逆變器104
4.6.1二極管鉗位型逆變器105
4.6.2飛跨電容型多電平逆變器108
4.6.3級聯H橋型多電平逆變器110
4.6.4模塊化多電平變換器111
習題及思考題117
第5章AC-DC整流電路118
5.1不可控整流電路118
5.1.1單相半波不可控整流電路118
5.1.2單相橋式不可控整流電路120
5.1.3三相半波不可控整流電路122
5.1.4三相橋式不可控整流電路125
5.2可控整流電路128
5.2.1單相半波可控整流電路129
5.2.2單相橋式全控整流電路134
5.2.3三相半波可控整流電路140
5.2.4三相橋式全控整流電路145
5.3變壓器漏感對整流電路的影響151
5.4整流電路的有源逆變154
5.4.1有源逆變的相關概念154
5.4.2電能的流轉關系154
5.4.3有源逆變產生的條件155
5.4.4逆變失敗157
5.4.5逆變角的限制157
5.5PWM整流電路158
5.5.1單相橋式PWM整流電路158
5.5.2三相橋式PWM整流電路161
習題及思考題165
第6章AC-AC變換電路167
6.1交流調壓電路167
6.1.1單相交流調壓電路168
6.1.2三相交流調壓電路171
6.1.3斬控式交流調壓電路177
6.2交流調功電路178
6.3交流電力電子開關179
6.4交-交變頻電路180
6.4.1單相交-交變頻電路180
6.4.2三相交-交變頻電路181
6.4.3矩陣變換器182
習題及思考題186
第7章電力電子系統建模及控制187
7.1電力電子系統建模188
7.1.1系統主要特征188
7.1.2系統建模189
7.2控制結構與控制器設計191
7.2.1經典控制結構191
7.2.2系統控制性能指標192
7.2.3控制器設計方法195
7.3交流電力電子系統控制單元199
7.3.1三相電信號檢測及坐標變換單元200
7.3.2鎖相環204
7.3.3諧振控制器205
7.4擴展內容207
7.4.1狀態空間平均模型207
7.4.2數字控制實現209
習題及思考題211
第8章多級電能變換電路212
8.1單級變換器的運行局限212
8.2DC-DC DC-AC變換器213
8.2.1光伏逆變器213
8.2.2儲能逆變器217
8.3AC-DC DC-AC變換器221
8.3.1高壓直流輸電系統221
8.3.2交流變頻調速系統224
8.4AC-DC DC-DC變換器228
8.4.1直流充電樁228
8.4.2適配器228
習題及思考題229
參考文獻230
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電力電子技術基礎 作者簡介
高峰，博士，畢業于新加坡南洋理工大學電氣工程專業，曾在丹麥奧爾堡大學聯合培養。2010年被聘為教授入職山東大學，曾任電氣工程學院副院長、學科建設與發展規劃部副主任，現為控制科學與工程學院教授、博士生導師。擔任IEEE TPEL、CPSS TPEA、電源學報編委、IEEE JESTPE客座主編，中國電工技術學會理事，中國電源學會理事，挪威、波蘭、智利科技項目函評專家。主要從事光伏發電系統、電池儲能系統、并網變換器設計與控制、人工智能在新能源系統的應用等方面的研究工作。
承擔國家杰青、優青等科研項目；出版Springer英文學術專著1部，共發表論文250余篇；授權國內外發明專利 30余件；獲2021年中國電源學會技術發明一等獎、IEEE TPEL Second Prize Paper等；培養博士生獲2019年IEEE PELS Prize PhD Thesis (P3 Talk)；是“新能源發電與高效節能系統優化控制理論、技術及應用”國家創新群體核心成員、“新能源系統控制”第二批全國高校黃大年式教師團隊成員；入選課程思政教學名師和教學團隊。
高峰，博士，畢業于新加坡南洋理工大學電氣工程專業，曾在丹麥奧爾堡大學聯合培養。2010年被聘為教授入職山東大學，曾任電氣工程學院副院長、學科建設與發展規劃部副主任，現為控制科學與工程學院教授、博士生導師。擔任IEEE TPEL、CPSS TPEA、電源學報編委、IEEE JESTPE客座主編，中國電工技術學會理事，中國電源學會理事，挪威、波蘭、智利科技項目函評專家。主要從事光伏發電系統、電池儲能系統、并網變換器設計與控制、人工智能在新能源系統的應用等方面的研究工作。
承擔國家杰青、優青等科研項目；出版Springer英文學術專著1部，共發表論文250余篇；授權國內外發明專利 30余件；獲2021年中國電源學會技術發明一等獎、IEEE TPEL Second Prize Paper等；培養博士生獲2019年IEEE PELS Prize PhD Thesis (P3 Talk)；是“新能源發電與高效節能系統優化控制理論、技術及應用”國家創新群體核心成員、“新能源系統控制”第二批全國高校黃大年式教師團隊成員；入選課程思政教學名師和教學團隊。
丁廣乾，博士，畢業于山東大學電氣工程及其自動化專業，現任濟南大學副教授、研究生導師。主要從事新能源并網控制、電能質量控制、新型電力系統控制等方向的教學和研究工作。作為課程負責人，獲批山東省普通高等教育課程思政示范課1門、山東省高等學校在線開放課程1門、國家高等教育智慧教育平臺課程1門，獲得山東省第七屆“超星杯”高校青年教師教學比賽一等獎、山東省首屆本科高等學校課程思政教學比賽一等獎、2023年度山東省普通高等學校教師教學創新大賽一等獎。
方旌揚，博士，畢業于新加坡南洋理工大學電氣工程專業，是國家高層次青年人才。現任山東大學控制科學與工程學院教授、博士生導師。主要從事新能源并網變換器及其控制技術的研究工作。主持國家自然基金、德國洪堡學者基金等多項科研項目，共發表IEEE期刊論文40余篇，轉化發明專利 2件，獲南洋理工大學School of Electrical and Electronic Engineering的年度唯一優秀博士論文獎、國際會議佳論文獎等。
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