使用PSIM

前言

　　電力電子技術(shù)從誕生到現(xiàn)在雖然只有30年的發(fā)展歷史，但作為電能高效變換控制的技術(shù)，它已經(jīng)成為21世紀(jì)電氣技術(shù)人員的必修科目。電力電子技術(shù)也是一種節(jié)能技術(shù)，從近年來的能源和環(huán)境問題也可看出，人們對電力電子技術(shù)的期待也是越來越高?！　∪毡镜碾娏﹄娮蛹夹g(shù)課程以前是作為電機學(xué)的一部分來講授的，隨著近年來對其重要性的認(rèn)識，它已經(jīng)變?yōu)楠毩⒌膶W(xué)科并且增加了相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)。但這種比較新的學(xué)科和講授科目，融合了電力、電子和控制工程等領(lǐng)域的技術(shù)，它所涉及的內(nèi)容也復(fù)雜多樣，在有限的課程時間內(nèi)如何進行有效的教學(xué)現(xiàn)在還處于摸索階段?！　”緯敲嫦虼髮W(xué)本科、短期大學(xué)、高等?？茖W(xué)校高年級學(xué)生而編寫的教科書，學(xué)分為2個學(xué)分，內(nèi)容僅限基礎(chǔ)知識，除了進行淺顯的講解外，引入對例題和練習(xí)題的仿真分析是本書的特色。迄今為止出版的優(yōu)秀電力電子教材很多，但積極采用仿真軟件進行分析的教材還不多見。　　電力電子技術(shù)的核心是各種各樣的半導(dǎo)體電力變換電路，其課程內(nèi)容與一般的電子電路課程不同，對于初學(xué)者來說，理解其工作原理困難較多。為此，本書作者采取了電路工作原理解說和軟件仿真演示相結(jié)合的辦法，通過觀測工作波形，使學(xué)生參與到教學(xué)當(dāng)中，這應(yīng)該是非常有效的。

內(nèi)容概要

　　《使用PSIMTM學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》是面向大學(xué)本科、高等?？茖W(xué)校的高年級學(xué)生使用的教科書，內(nèi)容限定在電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識，通過淺顯易懂的解說和對例題和練習(xí)題的仿真來理解所學(xué)知識。《使用PSIMTM學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》中介紹的PSIM軟件是美國POWERSIM公司專門針對電力電子及電機拖動開發(fā)的仿真軟件，在歐美和日本廣為使用，它將半導(dǎo)體功率器件等效為理想開關(guān)，能夠進行快速的仿真，所以對于初學(xué)者來說更容易掌握。試用版的PSIM DEMO可以免費下載，對于教學(xué)來說已經(jīng)具有足夠的功能，而且還提供了用戶使用手冊（英文）?！　　妒褂肞SIMTM學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》包括九個章節(jié)和一個附錄，每章后面都配有習(xí)題，并在書后附有習(xí)題解答。主要內(nèi)容包括：　　電力電子以及仿真的基本概念和基礎(chǔ)知識、理想開關(guān)及半導(dǎo)體開關(guān)器件；　　AC/DC變換器、DC/DC變換器、DC/AC變換器以及AC/AC變換器的基本原理；　　介紹PSIM DEMO版的使用方法?！　　妒褂肞SIMTM學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》通過對電路工作過程和練習(xí)題進行仿真來顯示電路工作波形，使學(xué)生能夠更主動地參與到教學(xué)當(dāng)中。通過PSIM DEMO版的仿真實驗，達到進一步理解電力電子電路理論，提高學(xué)習(xí)效率的目的。

作者簡介

野村 弘 1966年畢業(yè)于東京電機大學(xué)工學(xué)部。同年任高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程系助教。1974年在美國密蘇里大學(xué)研究生院完成碩士學(xué)習(xí)。1992年獲日本長岡技術(shù)科技大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)為高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程與信息系退休教授。
藤原 憲一郎 1970年畢業(yè)于高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程系。同年進入日立制作所多賀工廠工作。1974年任高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程系助教。1987年在美國密蘇里大學(xué)研究生院完成碩士學(xué)習(xí)。2000年獲日本長岡技術(shù)科技大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)為高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程與信息系教授。
吉田 正伸 1999年畢業(yè)于山口大學(xué)工學(xué)部電氣電子工程系。2001年在山口大學(xué)大學(xué)院理工學(xué)研究科完成博士前期課程學(xué)習(xí)。2004年完成博士后期課程學(xué)習(xí)，并獲得工學(xué)博士學(xué)位。同年任高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程系助教?，F(xiàn)為高知工業(yè)高等專門學(xué)校電氣工程與信息系副教授。

書籍目錄

譯者序前言第1章 電力電子技術(shù)概述1.1 電力電子技術(shù)1.2 電能的變換控制方法及應(yīng)用1.3 電力電子技術(shù)的特點1.4 電力電子技術(shù)與仿真練習(xí)題第2章 理想開關(guān)和半導(dǎo)體開關(guān)2.1 用開關(guān)來進行電能變換2.2 電力半導(dǎo)體器件的分類2.3 二極管2.4 晶閘管2.5 電力晶體管2.6 電力MOSFET2.7 IGBT2.8 半導(dǎo)體開關(guān)損耗2.9 緩沖電路練習(xí)題第3章 電力電子技術(shù)基礎(chǔ)知識3.1 平均值和有效值3.2 功率3.3 畸變波和傅里葉級數(shù)展開3.4 波形畸變率和功率因數(shù)3.5 RLC電路的過渡過程3.6 電感和電容練習(xí)題第4章 AC/DC變換電路Ⅰ4.1 帶電阻負(fù)載的單向整流電路4.2 帶感性負(fù)載的單向整流電路練習(xí)題第5章 AC/DC變換電路Ⅱ5.1 帶電阻負(fù)載的三相整流電路5.2 帶感性負(fù)載的三相整流電路5.3 他勵式逆變器5.4 交流條件和直流偏磁5.5 電流交疊和直流電壓特性5.6 具有容性負(fù)載的整流電路練習(xí)題第6章 DC/DC變換電路6.1 降壓型斬波器6.2 升壓型斬波器6.3 升降壓型斬波器練習(xí)題第7章 DC/AC變換電路Ⅰ7.1 逆變器的基本原理7.2 電壓型逆變器7.3 電流型逆變器7.4 輸出電壓的調(diào)整練習(xí)題第8章 DC/AC變換電路Ⅱ8.1 諧波成分和脈沖調(diào)制方式8.2 通過正弦波、三角波比較的PWM8.3 三相逆變器練習(xí)題第9章 AC/AC變換電路9.1 交流調(diào)壓電路9.2 周波變換器練習(xí)題附錄 PSIM DEMO版的使用方法1 PSIM簡介2 PSIM的特征3 PSIM使用方法（基礎(chǔ)）習(xí)題答案參考文獻索引

章節(jié)摘錄

　?。?）是電力、電子、控制、測量等的復(fù)合技術(shù)　　如前所述，在制作功率變換器裝置（比如制作電源裝置）本身就需要各種各樣的技術(shù)和知識，而如果再將電力電子技術(shù)加以擴展，認(rèn)為是個電能控制系統(tǒng)的話，所需知識范圍就會更加寬廣。比如，要設(shè)計太陽能發(fā)電系統(tǒng)或電機變速驅(qū)動系統(tǒng)，就還必須具備關(guān)于連接在電力變換器上的電源（即太陽能電池）以及負(fù)載（電機）等的相關(guān)知識?！　。?）會產(chǎn)生諧波電流和電磁噪聲　　當(dāng)由開關(guān)動作對大功率電能進行變換時，電源端和負(fù)載將流過諧波電流，并且向周圍放射電磁噪聲，這就會對連接在電源上的其他設(shè)備產(chǎn)生不利影響，對周圍的通訊設(shè)備等造成電磁干擾（EMI：E　　ectro Magnetic Interference）。這些問題原本就可以由電力電子技術(shù)來解決，因而，需要經(jīng)常處理畸變波形也是電力電子的特點?！　.仿真的意義　　前面曾經(jīng)講過，電力電子技術(shù)的核心是半導(dǎo)體電能變換器，它一般由半導(dǎo)體開關(guān)器件（二極管、晶閘管、晶閘管等）及電感（L）、電容（C）組成。由于受控制電路產(chǎn)生的導(dǎo)通、關(guān)斷信號（門極脈沖）的驅(qū)動，開關(guān)電路的工作狀態(tài)是不斷變化的。在這一點上電能變換電路同通常的電子電路（放大電路和振蕩電路）是不同的，即所謂的非線性電路。　　為了理解這種電路的工作原理，可以先在紙上畫出電路圖，然后用鉛筆畫出各部分的波形，在此基礎(chǔ)上搭建實際電路，如果這樣做的話，很顯然能更深地理解這個電路。但是，這種方法要花費很多的時間和費用，還要準(zhǔn)備測量儀器，如果再改變電路參數(shù)來進行試驗，這就更費勁了。

編輯推薦

　　《使用PSIMTM學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》事半功倍的仿真軟件——使用PSIM學(xué)習(xí)電力電子的基本變換電路。

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