電力電子技術

前言

隨著科學技術的不斷進步，電氣工程與自動化技術正以令人矚目的發(fā)展速度，改變著我國工業(yè)的整體面貌。同時，對社會的生產方式、人們的生話方式和思想觀念也產生了重大的影響，并在現代化建設中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著與信息．科學、計算機科學和能源科學等相關學科的交叉融合，它正在向智能化、網絡化和集成化的方向發(fā)展。教育是培養(yǎng)人才和增強民族創(chuàng)新能力的基礎，高等學校作為國家培養(yǎng)人才的主要基地，肩負著教書育人的神圣使命。在實際教學中，根據社會需求，構建具有時代特征、反映最新科技成果的知識體系是每個教育工作者義不容辭的光榮任務。教書育人，教材先行。機械工業(yè)出版社幾十年來出版了大量的電氣工程與自動化類教材，有些教材十幾年、幾十年長盛不衰，有著很好的基礎。為了適應我國目前高等學校電氣工程與自動化類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，配合各高等學校的教學改革進程，滿足不同類型、不同層次的學校在課程設置上的需求，由中國機械工業(yè)教育協(xié)會電氣工程及自動化學科教學委員會、中國電工技術學會高校工業(yè)自動化教育專業(yè)委員會、機械工業(yè)出版社共同發(fā)起成立了“全國高等學校電氣工程與自動化系列教材編審委員會”，組織出版新的電氣工程與自動化類系列教材。這套教材基于“加強基礎，削枝強干，循序漸進，力求創(chuàng)新”的原則，通過對傳統(tǒng)課程內容的整合、交融和改革，以不同的模塊組合來滿足各類學校特色辦學的需要。并力求做到：1．適用性：結合電氣工程與自動化類專業(yè)的培養(yǎng)目標、專業(yè)定位，按技術基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)課和教學實踐等環(huán)節(jié)，進行選材組稿。對有的具有特色的教材采取一綱多本的方法。注重課程之間的交叉與銜接，在滿足系統(tǒng)性的前提下，盡量減少內容上的重復。2．示范性：力求教材中展現的教學理念、知識體系、知識點和實施方案在本領域中具有廣泛的輻射性和示范性，代表并引導教學發(fā)展的趨勢和方向。3．創(chuàng)新性：在教材編寫中強調與時俱進，對原有的知識體系進行實質性的改革和發(fā)展，鼓勵教材涵蓋新體系、新內容、新技術，注重教學理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新，以適應新形勢下的教學規(guī)律。4．權威性：本系列教材的編委由長期工作在教學第一線的知名教授和學者組成。他們知識淵博，經驗豐富。組稿過程嚴謹細致，對書目確定、主編征集、資料申報和專家評審等都有明確的規(guī)范和要求，為確保教材的高質量提供了有力保障。此套教材的順利出版，先后得到全國數十所高校相關領導的大力支持和廣大骨干教師的積極參與，在此謹表示衷心的感謝，并歡迎廣大師生提出寶貴的意見和建議。此套教材的出版如能在轉變教學思想、推動教學改革、更新專業(yè)知識體系、創(chuàng)造適應學生個性和多樣化發(fā)展的學習環(huán)境、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力等方面收到成效，我們將會感到莫大的欣慰。

內容概要

本書是在普通高等教育“九五”國家重點教材《電力電子技術》（第4版）（王兆安、黃俊主編，機械工業(yè)出版社，2000年出版，曾于2002年獲國家優(yōu)秀教材一等獎）的基礎上改編的，是“十一五”國家級規(guī)劃教材。本教材補充了最新內容，并對原有內容作了適當調整。內容包括：各種電力電子器件、整流電路、逆變電路、直流一直流變流電路、交流一交流變流電路、PWM控制技術、軟開關技術、電力電子器件應用的共性問題、電力電子技術的應用等。本書對電力電子技術的內容進行了精選，體現了最新技術的發(fā)展。通過這次改版，全書結構更加合理，層次分明，更適合于大學本科教學。    采用該書的西安交通大學“電力電子技術”課程是首批國家精品課程，課程網站有電子教案（課程網址：http：//pel—course.xjtu.edu.cn），可供選用。書末附有教學實驗。    本書適用于電氣工程及其自動化專業(yè)、自動化專業(yè)以及工科引導性專業(yè)目錄中的電氣工程與自動化專業(yè)及其他相關專業(yè)的本科生，也可供相近專業(yè)選用或供工程技術人員參考。

作者簡介

王兆安，1945年6月生。西安交通大學電氣工程學院教授、博士生導師。1965～1970年在西安交通大學工業(yè)企業(yè)電氣化自動化專業(yè)學習；1970～1979年任西安電力整流器廠技術員；1979年～1982年在西安交通大學自動控制專業(yè)學習并獲碩士學位，隨后留校任教至今。1984～1989年在日本大阪大學訪問研究并獲工學博士學位，1997年2005年任西安交通大學電氣工程學院院長?，F任全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學指導分委員會主任、中國電源學會理事長、中國科學技術協(xié)會委員、中國電工技術學會電力電子學會副理事長兼學術委員會主任。主要研究方向為電力電子技術和工業(yè)自動化技術。2006年被評為國家級教學名師，所在團隊于2008年被評為國家級教學團隊。出版專著、教材、手冊、譯著共8部。劉進軍，西安交通大學教授，博士生導師，電氣工程學院副院長。1997年畢業(yè)于西安交通大學電氣工程學院，獲工學博士學位。1999年至2002年，在美國弗吉尼亞理工大學做博士后訪問研究?，F為國際電氣與電子工程師學會(IEEE)電力電子學會執(zhí)委會委員、亞太聯(lián)絡委員、學報副編輯，中國電工技術學會電力電子學會常務理事兼副秘書長，中國電源學會常務理事兼副秘書長。主要研究方向為電力電子技術在電力系統(tǒng)以及分布式電源系統(tǒng)中的應用。近年來主持國家級重點科研項目及國際合作科研項目多項，出版專著1部，發(fā)表論文80余篇，獲省部級科研或教學成果獎勵多項，是國家精品課程和國家級教學團隊主要成員。2006年獲臺達環(huán)境與教育基金會在中國高校電力電子技術領域設立的“中達學者”榮譽稱號和獎勵。

書籍目錄

序第5版前言第4版前言符號說明第1章 緒論  1.1 什么是電力電子技術  1.2 電力電子技術的發(fā)展史  1.3 電力電子技術的應用  1.4 本教材的內容簡介和使用說明  第2章 電力電子器件  2.1 電力電子器件概述  2.2 不可控器件——電力二極管  2.3 半控型器件——晶閘管    2.4 典型全控型器件  2.5 其他新型電力電子器件    2.6 功率集成電路與集成電力電子模塊  習題及思考題第3章 整流電路  3.1 單相可控整流電路  3.2 三相可控整流電路  3.3 變壓器漏感對整流電路的影響  3.4 電容濾波的不可控整流電路  3.5 整流電路的諧波和功率因數  3.6 大功率可控整流電路  3.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)  3.8 整流電路相位控制的實現  習題及思考題第4章 逆變電路  4.1 換流方式  4.2 電壓型逆變電路  4.3 電流型逆變電路  4.4 多重逆變電路和多電平逆變電路  習題及思考題第5章 直流-直流變流電路  5.1 基本斬波電路  5.2 復合斬波電路和多相多重斬波電路  5.3 帶隔離的直流-直流變流電路  習題及思考題第6章 交流-交流變流電路  6.1 交流調壓電路  6.2 其他交流電力控制電路  6.3 交-交變頻電路  6.4 矩陣式變頻電路  習題及思考題第7章 PWM控制技術  7.1 PWM控制的基本原理  7.2 PWM逆變電路及其控制方法  7.3 PWM跟蹤控制技術    7.4 PWM整流電路及其控制方法  習題及思考題第8章 軟開關技術  8.1 軟開關的基本概念  8.2 軟開關電路的分類  8.3 典型的軟開關電路  8.4 軟開關技術新進展  習題及思考題第9章 電力電子器件應用的共性問題第10章 電力電子技術的應用結束語教學實驗附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：電力電子技術的應用范圍十分廣泛。它不僅用于一般工業(yè)，也廣泛用于交通運輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)等，在照明、空調等家用電器及其他領域中也有著廣泛的應用。以下分幾個主要應用領域加以敘述。1.一般工業(yè)工業(yè)中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，為其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發(fā)展，使得交流電動機的調速性能可與直流電動機相媲美，交流調速技術逐漸大量應用并占據了主導地位。大至數千千瓦的各種軋鋼機，小到幾百瓦的數控機床的伺服電動機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節(jié)能的目的。還有些并不特別要求調速的電動機，為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。由于電動機的應用十分廣泛，其所消耗的電力甚至達到了發(fā)電廠所發(fā)電力的60％以上，以至于有人認為，電力傳動是電力電子技術的“主戰(zhàn)場”。電化學工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。2.交通運輸電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電動機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電動機依靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電動機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。

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《電力電子技術(第5版)》由機械工業(yè)出版社出版。

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