描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111588313
内容简介
内容分成三部分：部分，针对《电力电子技术》（第5版）这本书的课后习题开展仿真分析研究，促进学生对习题的相关内容更直接的理解；第二部分，针对电力电子技术课程开设的典型实验项目开展仿真分析研究；第三部分，电力电子技术课程综合设计，设置合适的题目情景并开展仿真研究，以进一步加强电力电子综合设计性实验的训练。
目 录
前 言
第1 部分 电力电子技术课后习题仿真指导
第1 章 电力电子电路的MATLAB 仿真
方法介绍 2
1. 1 MATLAB 软件简介 2
1. 2 Simulink 仿真环境 2
1. 2. 1 Simulink 仿真环境的运行与启动 3
1. 2. 2 常用仿真模块库 3
1. 2. 3 基本电气元件 4
1. 2. 4 电源模块库 6
1. 2. 5 电力电子器件库 7
1. 2. 6 检测与显示元件 7
1. 2. 7 信号发生器元件 9
1. 2. 8 运算和逻辑关系元件 10
1. 2. 9 其他元件 10
第2 章 电力电子技术课后习题仿真
指导 12
2. 1 整流电路的习题解析与仿真 12
2. 2 逆变电路的习题解析与仿真 43
2. 3 直流-直流变流电路的习题解析与
仿真 51
2. 4 交流-交流变流电路的习题解析与
仿真 71
2. 5 PWM 控制技术的习题解析与仿真 76
2. 6 软开关技术的习题解析与仿真 83
第2 部分 电力电子技术典型实验的计算机仿真
第3 章 电力电子技术课程实验教学
大纲 90
3. 1 电力电子技术课程典型实验教学
大纲 90
3. 2 电力电子技术典型实验台介绍 92
第4 章 电力电子电路典型实验项目的
仿真实践 95
4. 1 单相桥式全控整流电路 95
4. 2 三相桥式全控整流及有源逆变电路 100
4. 3 直流斩波电路 110
4. 4 半桥型直流稳压电路 116
4. 5 单相交-直-交变频电路 119
第3 部分 电力电子技术综合应用实验指导
第5 章 电力电子技术综合应用
教学 128
5. 1 电力电子技术应用综合实验教学
设计 128
5. 2 全国大学生电子设计竞赛电源类
题目分析 129
第6 章 全国大学生电子设计竞赛
电源类题目的仿真研究 130
6. 1 双向DC-DC 变换器 130
6. 2 开关电源模块并联供电系统 139
6. 3 单相AC-DC 变换电路 145
6. 4 光伏并网发电模拟装置 151
6. 5 微电网模拟系统 158
参考文献 165
第1 部分 电力电子技术课后习题仿真指导
第1 章 电力电子电路的MATLAB 仿真
方法介绍 2
1. 1 MATLAB 软件简介 2
1. 2 Simulink 仿真环境 2
1. 2. 1 Simulink 仿真环境的运行与启动 3
1. 2. 2 常用仿真模块库 3
1. 2. 3 基本电气元件 4
1. 2. 4 电源模块库 6
1. 2. 5 电力电子器件库 7
1. 2. 6 检测与显示元件 7
1. 2. 7 信号发生器元件 9
1. 2. 8 运算和逻辑关系元件 10
1. 2. 9 其他元件 10
第2 章 电力电子技术课后习题仿真
指导 12
2. 1 整流电路的习题解析与仿真 12
2. 2 逆变电路的习题解析与仿真 43
2. 3 直流-直流变流电路的习题解析与
仿真 51
2. 4 交流-交流变流电路的习题解析与
仿真 71
2. 5 PWM 控制技术的习题解析与仿真 76
2. 6 软开关技术的习题解析与仿真 83
第2 部分 电力电子技术典型实验的计算机仿真
第3 章 电力电子技术课程实验教学
大纲 90
3. 1 电力电子技术课程典型实验教学
大纲 90
3. 2 电力电子技术典型实验台介绍 92
第4 章 电力电子电路典型实验项目的
仿真实践 95
4. 1 单相桥式全控整流电路 95
4. 2 三相桥式全控整流及有源逆变电路 100
4. 3 直流斩波电路 110
4. 4 半桥型直流稳压电路 116
4. 5 单相交-直-交变频电路 119
第3 部分 电力电子技术综合应用实验指导
第5 章 电力电子技术综合应用
教学 128
5. 1 电力电子技术应用综合实验教学
设计 128
5. 2 全国大学生电子设计竞赛电源类
题目分析 129
第6 章 全国大学生电子设计竞赛
电源类题目的仿真研究 130
6. 1 双向DC-DC 变换器 130
6. 2 开关电源模块并联供电系统 139
6. 3 单相AC-DC 变换电路 145
6. 4 光伏并网发电模拟装置 151
6. 5 微电网模拟系统 158
参考文献 165
前 言
电力电子技术是使用以开关方式工作的电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术的进步与发展通常被专家学者们称为人类社会的第二次电子革命, 对可持续发展、节能环保以及工业的现代化进步起到越来越大的推动作用。该领域的知名专家B. K. Bose 教授认为: “电力电子技术在当今时代至少与计算机技术、信息通信技术同等重要, 如果不是更重要的话。”
“电力电子技术” 的课程教学无论是在本科生还是研究生层次, 在我国各高等工科院校电气工程及其自动化、自动化等专业历来受到高度的重视。然而, 由于这门课程内容宽泛,且本质上是多学科交叉, 对于授课教师和听课学生一直都是一个巨大的挑战。近年来, 为了使学生能够对课堂讲授知识更好地融会贯通, 电力电子技术的课后作业有时会要求以仿真的形式完成, 甚至成为课后作业的主要完成形式; 同时为了提高本门课程实验教学的效率, 通常会鼓励学生在实验前应用仿真手段对所要完成的电力电子技术实验内容进行预习。应用仿真的形式完成课后作业和实验预习, 无论是加深学生对理论知识的直观理解, 还是提高学生的综合应用创新能力, 都会起到极大的帮助作用。一个普遍的共识是, 在学习、分析、设计和评价电力电子变换电路时应用仿真的手段, 可以带来诸多的益处, 如: ①通过观察电力电子变换电路电压和电流的仿真波形, 可以对所学习的电路有更加直观和深入的理解, 这种理解通常仅靠纸和笔的分析是做不到的; ②可以通过仿真对即将进行的实验有一个全面的理解、预习和准备; ③可以通过仿真找到电路设计中可能存在的问题, 并确定的电路拓扑和控制参数; ④可以通过仿真观察到所有电路的相关波形, 而有些波形在实际实验中可能不便于观察; ⑤通过仿真可以对实验室中不存在的实验电路或不方便学生使用的实验电路进行分析和学习。显然, 仿真已成为目前学习、分析、设计和评价电力电子变换电路的一个强有力的工具。
早在20 世纪50 年代, 用于电气和电子电路设计的基于计算机分析的技术就已经被开发出来。随着集成电路的迅猛发展, 该类技术在20 世纪70 年代受到高度的关注并得到了广泛的应用。在同一时期, 计算机仿真技术也开始用于电气传动系统以及晶闸管相控电路的分析与设计, 从而为电力电子技术的发展奠定了坚实的基础。目前已有很多种能够对电力电子电路和系统进行仿真分析的软件, 如PSpice、Saber、MATLAB、PSIM 等, 其中MATLAB 得到广泛的应用。MATLAB 不仅是一种强大的通用仿真软件, 而且其含有的电力系统工具箱为研究电力电子系统以及电力传动控制系统提供了极大的便利。本书所有的仿真程序设计都是在MATLAB 环境下完成的。
本书主要是为教材《电力电子技术》(王兆安、刘进军主编, 机械工业出版社出版) 的辅助学习而编写的, 由三个部分组成: 第1 部分针对每一章的课后习题, 提供了基于MATⅣ LAB / Simulink 的仿真电路。目的是希望学生能够在使用笔和纸完成作业的同时, 可以通过仿真波形对理论分析结果进行验证, 并加深对课后作业的理解。第2 部分针对实验教学大纲要求开设的典型电力电子技术实验项目, 进行实验电路的工作原理介绍, 并搭建基于MATLAB/ Simulink 的仿真电路, 目的是希望学生进行电力电子技术实验之前, 能够通过仿真研究较好地完成相应实验内容的预习, 以提升实验的教学效果。第3 部分针对电力电子技术应用的综合实践教学需求, 将近些年全国大学生电子设计竞赛部分电源类题目作为优质的教学资源进行介绍, 搭建相对应的仿真系统, 目的是希望学生能够通过对电力电子系统(包括主电路、检测电路以及闭环控制电路) 的整体仿真研究, 加深对电力电子技术实际工程应用的理解, 提高电力电子技术的应用能力和创新能力。
王聪教授对本书进行了整体规划并撰写了前言部分。本书第1、2 章由赵锋博士编写,其余各章由邹甲博士编写并负责全书的统稿。本书由程红教授主审。研究生何棒棒、刘瑨琪、孔佳仪、马勇、邱少坡参与了本书的仿真程序编写与排版等工作, 在此一并表示感谢。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化等专业本科生以及研究生的教学参考书或辅助教材, 也可供从事电力电子技术研究的广大科技人员阅读。
由于编者水平有限, 书中有欠妥之处在所难免, 敬请读者批评指正。
编著者
电力电子技术的进步与发展通常被专家学者们称为人类社会的第二次电子革命, 对可持续发展、节能环保以及工业的现代化进步起到越来越大的推动作用。该领域的知名专家B. K. Bose 教授认为: “电力电子技术在当今时代至少与计算机技术、信息通信技术同等重要, 如果不是更重要的话。”
“电力电子技术” 的课程教学无论是在本科生还是研究生层次, 在我国各高等工科院校电气工程及其自动化、自动化等专业历来受到高度的重视。然而, 由于这门课程内容宽泛,且本质上是多学科交叉, 对于授课教师和听课学生一直都是一个巨大的挑战。近年来, 为了使学生能够对课堂讲授知识更好地融会贯通, 电力电子技术的课后作业有时会要求以仿真的形式完成, 甚至成为课后作业的主要完成形式; 同时为了提高本门课程实验教学的效率, 通常会鼓励学生在实验前应用仿真手段对所要完成的电力电子技术实验内容进行预习。应用仿真的形式完成课后作业和实验预习, 无论是加深学生对理论知识的直观理解, 还是提高学生的综合应用创新能力, 都会起到极大的帮助作用。一个普遍的共识是, 在学习、分析、设计和评价电力电子变换电路时应用仿真的手段, 可以带来诸多的益处, 如: ①通过观察电力电子变换电路电压和电流的仿真波形, 可以对所学习的电路有更加直观和深入的理解, 这种理解通常仅靠纸和笔的分析是做不到的; ②可以通过仿真对即将进行的实验有一个全面的理解、预习和准备; ③可以通过仿真找到电路设计中可能存在的问题, 并确定的电路拓扑和控制参数; ④可以通过仿真观察到所有电路的相关波形, 而有些波形在实际实验中可能不便于观察; ⑤通过仿真可以对实验室中不存在的实验电路或不方便学生使用的实验电路进行分析和学习。显然, 仿真已成为目前学习、分析、设计和评价电力电子变换电路的一个强有力的工具。
早在20 世纪50 年代, 用于电气和电子电路设计的基于计算机分析的技术就已经被开发出来。随着集成电路的迅猛发展, 该类技术在20 世纪70 年代受到高度的关注并得到了广泛的应用。在同一时期, 计算机仿真技术也开始用于电气传动系统以及晶闸管相控电路的分析与设计, 从而为电力电子技术的发展奠定了坚实的基础。目前已有很多种能够对电力电子电路和系统进行仿真分析的软件, 如PSpice、Saber、MATLAB、PSIM 等, 其中MATLAB 得到广泛的应用。MATLAB 不仅是一种强大的通用仿真软件, 而且其含有的电力系统工具箱为研究电力电子系统以及电力传动控制系统提供了极大的便利。本书所有的仿真程序设计都是在MATLAB 环境下完成的。
本书主要是为教材《电力电子技术》(王兆安、刘进军主编, 机械工业出版社出版) 的辅助学习而编写的, 由三个部分组成: 第1 部分针对每一章的课后习题, 提供了基于MATⅣ LAB / Simulink 的仿真电路。目的是希望学生能够在使用笔和纸完成作业的同时, 可以通过仿真波形对理论分析结果进行验证, 并加深对课后作业的理解。第2 部分针对实验教学大纲要求开设的典型电力电子技术实验项目, 进行实验电路的工作原理介绍, 并搭建基于MATLAB/ Simulink 的仿真电路, 目的是希望学生进行电力电子技术实验之前, 能够通过仿真研究较好地完成相应实验内容的预习, 以提升实验的教学效果。第3 部分针对电力电子技术应用的综合实践教学需求, 将近些年全国大学生电子设计竞赛部分电源类题目作为优质的教学资源进行介绍, 搭建相对应的仿真系统, 目的是希望学生能够通过对电力电子系统(包括主电路、检测电路以及闭环控制电路) 的整体仿真研究, 加深对电力电子技术实际工程应用的理解, 提高电力电子技术的应用能力和创新能力。
王聪教授对本书进行了整体规划并撰写了前言部分。本书第1、2 章由赵锋博士编写,其余各章由邹甲博士编写并负责全书的统稿。本书由程红教授主审。研究生何棒棒、刘瑨琪、孔佳仪、马勇、邱少坡参与了本书的仿真程序编写与排版等工作, 在此一并表示感谢。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化等专业本科生以及研究生的教学参考书或辅助教材, 也可供从事电力电子技术研究的广大科技人员阅读。
由于编者水平有限, 书中有欠妥之处在所难免, 敬请读者批评指正。
编著者
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