現代電力電子學與交流傳動(精)/電氣與電子工程經典譯叢

作者：(美)畢馬爾·K.博斯|責編:劉星寧|譯者:王聰//趙金//于慶廣//程紅
出版社：機械工業
ISBN：9787111807506

出版日期：2026/05/01
裝幀：精裝
頁數：537

人民幣：RMB 139 元售價：元

內容大鋼

本書源於作者在田納西大學的授課講義，詳細介紹了功率半導體器件、交流電機傳動、二極體及相控變流器、周波變流器、電壓源型變流器、電流源型流變器、非同步電機轉差功率回饋型傳動系統、非同步電機傳動系統的控制與估計、同步電機傳動系統的控制與估計、專家系統原理及應用、模糊邏輯原理及應用和神經網路原理及應用等內容，涵蓋了現代電力電子學與交流傳動技術的整個體系。
本書深入淺出、通俗易懂，非常適合用作電氣工程類專業高年級本科生與研究生的教材，也可以作為電氣工程師的參考書。

作者介紹

(美)畢馬爾·K.博斯|責編:劉星寧|譯者:王聰//趙金//于慶廣//程紅

出版說明
譯者序
原書前言
主要符號表
第1章  功率半導體器件
  1.1  引言
  1.2  二極體
  1.3  晶閘管
    1.3.1  伏安特性
    1.3.2  開關特性
    1.3.3  功率損耗和熱阻抗
    1.3.4  電流額定值
  1.4  雙向晶閘管
  1.5  門極關斷（GTO）晶閘管
    1.5.1  開關特性
    1.5.2  回饋式緩衝器
  1.6  雙極晶體管（BPT或BJT）
  1.7  功率MOSFET
    1.7.1  V-I特性
    1.7.2  安全工作區（SOA）
  1.8  靜電感應晶體管（SIT）
  1.9  絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）
  1.10  MOS門控晶閘管（MCT）
  1.11  集成門極換向晶閘管（IGCT）
  1.12  大能量帶隙材料在功率半導體器件中的應用
  1.13  功率集成電路（PIC）
  1.14  小結
  參考文獻
第2章  交流電機傳動
  2.1  引言
  2.2  非同步電機
    2.2.1  旋轉磁場
    2.2.2  轉矩的產生
    2.2.3  等效電路
    2.2.4  轉矩-轉速曲線
    2.2.5  電機的NEMA分類
    2.2.6  變壓恆頻運行
    2.2.7  變頻運行
    2.2.8  恆電壓/頻率運行
    2.2.9  傳動運行區域
    2.2.10  變定子電流運行
    2.2.11  諧波的影響
      2.2.11.1  諧波發熱
      2.2.11.2  電機參數變化
      2.2.11.3  轉矩脈動
    2.2.12  動態d-q模型
      2.2.12.1  坐標軸變換
      2.2.12.2  同步旋轉參考坐標系——動態模型（Kron方程）
      2.2.12.3  靜止坐標系——動態模型（Stanley方程）
      2.2.12.4  動態模型的狀態空間方程

  2.3  同步電機
    2.3.1  繞線勵磁電機
      2.3.1.1  等效電路
      2.3.1.2  電磁轉矩
      2.3.1.3  凸極式電機特性
      2.3.1.4  動態de-qe電機模型（Park模型）
    2.3.2  同步磁阻電機
    2.3.3  永磁（PM）電機
      2.3.3.1  永磁材料
      2.3.3.2  正弦波表面式永磁（SPM）電機
      2.3.3.3  正弦波嵌入式永磁（IPM）電機
      2.3.3.4  梯形波表面式永磁（SPM）電機
  2.4  可變磁阻電機（VRM）
  2.5  小結
  參考文獻
第3章  二極體及相控變流器
  3.1  引言
  3.2  二極體整流器
    3.2.1  單相橋式電路——電阻、阻感負載
    3.2.2  電源電感的影響
    3.2.3  單相橋式電路——阻感、反電動勢負載
    3.2.4  單相橋式電路——阻容負載
    3.2.5  畸變因數、位移功率因數和功率因數
    3.2.6  畸變因數（DF）
    3.2.7  位移功率因數（DPF）
    3.2.8  功率因數（PF）
    3.2.9  三相全橋電路——阻感負載
    3.2.10  三相全橋電路——阻容負載
  3.3  晶閘管變流器
    3.3.1  單相橋式電路——阻感、反電動勢負載
    3.3.2  不連續導電模式
    3.3.3  三相變流器——阻感、反電動勢負載
    3.3.4  三相半波變流器
    3.3.5  電源漏感（Lc）分析
    3.3.6  三相橋式變流器
    3.3.7  三相橋式變流器的不連續導電模式
    3.3.8  三相雙組橋變流器
    3.3.96  脈波中心抽頭變流器
    3.3.10  12脈波變流器
    3.3.11  橋式變流器的並行控制和順序控制
  3.4  變流器控制
    3.4.1  線性觸發延遲角控制
    3.4.2  餘弦交點控制
    3.4.3  鎖相振蕩器原理
  3.5  電磁干擾（EMI）及電網供電質量問題
    3.5.1  EMI問題
    3.5.2  電網諧波問題
  3.6  小結
  參考文獻
第4章  周波變流器

  4.1  引言
  4.2  相控周波變流器
    4.2.1  基本運行原理
    4.2.2  三相雙組變流器用作周波變流器
    4.2.3  周波變流器電路結構
      4.2.3.1  三相半波周波變流器
      4.2.3.2  三相橋式周波變流器
    4.2.4  有環流模式和無環流模式的比較
      4.2.4.1  有環流模式
      4.2.4.2  無環流模式
    4.2.5  負載和電網諧波
      4.2.5.1  負載電壓諧波
      4.2.5.2  電網電流諧波
    4.2.6  電網位移功率因數（DPF）
    4.2.7  周波變流器的控制
    4.2.8  改善DPF的方法
      4.2.8.1  方波運行
      4.2.8.2  不對稱觸發延遲角控制
      4.2.8.3  環流控制
  4.3  矩陣式變流器
  4.4  高頻周波變流器
    4.4.1  高頻相控周波變流器
    4.4.2  高頻、整數脈衝周波變流器
      4.4.2.1  正弦供電
      4.4.2.2  准方波供電
  4.5  小結
  參考文獻
第5章  電壓源型變流器
  5.1  引言
  5.2  單相逆變器
    5.2.1  半橋逆變器及變壓器中心抽頭式逆變器
    5.2.2  全橋或H橋逆變器
  5.3  三相橋式逆變器
    5.3.1  方波或6脈波運行方式
    5.3.2  電動與發電模式
    5.3.3  輸入紋波
    5.3.4  器件的電壓和電流額定值
    5.3.5  移相電壓控制
    5.3.6  電壓（幅值）和頻率控制
  5.4  多階梯波逆變器
    5.4.11  2階梯波逆變器
    5.4.2  移相控制的18階梯波逆變器
  5.5  脈衝寬度調製（PWM）技術
    5.5.1  正弦PWM
    5.5.2  特定諧波消除PWM（SHE-PWM）
    5.5.3  最小紋波電流PWM
    5.5.4  空間矢量PWM
    5.5.5  瞬時電流控制正弦PWM
    5.5.6  滯環電流控制PWM
    5.5.7  Sigma-Delta調製

  5.6  三電平逆變器
  5.7  硬開關的影響
  5.8  諧振型逆變器
  5.9  軟開關逆變器
  5.10  動力制動與再生制動
    5.10.1  動力制動
    5.10.2  再生制動
  5.11  PWM整流器
    5.11.1  帶有升壓斬波器的二極體整流器
      5.11.1.1  單相
      5.11.1.2  三相
    5.11.2  用於輸入整流的PWM變流器
      5.11.2.1  單相
      5.11.2.2  三相
  5.12  靜止無功補償器和有源濾波器
  5.13  對基於MATLAB/SIMULINK模擬的介紹
  5.14  小結
  參考文獻
第6章  電流源型變流器
  6.1  引言
  6.26  脈波晶閘管逆變器的基本原理
    6.2.1  模式1：負載換相整流器（0?α?π/2）
    6.2.2  模式2：負載換相逆變器（π/2?α?π）
    6.2.3  模式3：強迫換相逆變器（π?α?3π/2）
    6.2.4  模式4：強迫換相整流器（3π/2?α?2π）
  6.3  負載換相逆變器
    6.3.1  單相諧振逆變器
    6.3.2  三相逆變器
      6.3.2.1  滯后功率因數負載
      6.3.2.2  過勵同步電機負載
      6.3.2.3  同步電機起動
  6.4  強迫換相逆變器
  6.5  諧波熱效應和轉矩脈動
  6.6  多階梯波逆變器
  6.7  帶自換相裝置的逆變器
    6.7.16  脈波逆變器
    6.7.2  PWM逆變器
      6.7.2.1  梯形波PWM
      6.7.2.2  特定諧波消除PWM（SHE-PWM）
    6.7.3  雙邊PWM變流器系統
    6.7.4  PWM整流器的應用
      6.7.4.1  靜止無功補償器/有源濾波器
      6.7.4.2  超導磁儲能（SMES）
      6.7.4.3  直流電機調速
  6.8  電流源型變流器和電壓源型變流器的比較
  6.9  小結
  參考文獻
第7章  非同步電機轉差功率回饋型傳動系統
  7.1  引言
  7.2  轉子變阻器調速的雙饋電機

  7.3  靜止Kramer傳動
    7.3.1  相量圖
    7.3.2  交流等效電路
    7.3.3  轉矩表達式
    7.3.4  諧波
    7.3.5  Kramer傳動的調速
    7.3.6  功率因數的改善
  7.4  靜止Scherbius傳動
    7.4.1  運行模式
    7.4.2  用於VSCF發電系統的改進Scherbius傳動
  7.5  小結
  參考文獻
第8章  非同步電機傳動系統的控制與估計
  8.1  引言
  8.2  基於小信號模型的非同步電機控制
  8.3  標量控制
    8.3.1  電壓源型逆變器的控制
      8.3.1.1  開環電壓/頻率（V/F）控制
      8.3.1.2  變頻傳動的節能效果
      8.3.1.3  帶轉差率調節的速度控制
      8.3.1.4  帶轉矩和磁鏈控制的速度控制
      8.3.1.5  電流控制的電壓源型逆變器傳動
      8.3.1.6  並聯電機的牽引傳動
    8.3.2  電流源型逆變器的控制
      8.3.2.1  獨立的電流和頻率控制
      8.3.2.2  電流源型逆變器傳動系統的速度和磁鏈控制
      8.3.2.3  電流源型逆變器傳動系統的電壓/頻率（V/F）控制
    8.3.3  基於磁鏈規劃的效率優化控制
  8.4  矢量控制或磁場定向控制
    8.4.1  與直流傳動類比
    8.4.2  等效電路和相量圖
    8.4.3  矢量控制原理
    8.4.4  直接或反饋矢量控制
    8.4.5  磁鏈矢量的估計
      8.4.5.1  基於電壓模型的方法
      8.4.5.2  基於電流模型的方法
    8.4.6  間接或前饋矢量控制
    8.4.7  電網側PWM整流器的矢量控制
    8.4.8  定子磁鏈定向的矢量控制
    8.4.9  電流源型逆變器傳動系統的矢量控制
    8.4.10  周波變流器傳動系統的矢量控制
  8.5  無感測器矢量控制
    8.5.1  轉速估算方法
      8.5.1.1  轉差頻率計演算法
      8.5.1.2  基於狀態方程的直接綜合法
      8.5.1.3  模型參考自適應系統（MRAS）
      8.5.1.4  轉速自適應磁鏈觀測器（Luenberger觀測器）法
      8.5.1.5  擴展卡爾曼濾波器（EKF）法
      8.5.1.6  齒諧波法
      8.5.1.7  凸極轉子注入輔助信號

    8.5.2  無速度信號的直接矢量控制
      8.5.2.1  可編程的級聯低通濾波器（PCLPF）定子磁鏈估計
      8.5.2.2  基於電流模型方程的電機起動控制
  8.6  直接轉矩和磁鏈控制（DTC）
    8.6.1  基於定子和轉子磁鏈的轉矩表達式
    8.6.2  DTC的控制策略
  8.7  自適應控制
    8.7.1  自調節控制
    8.7.2  模型參考自適應控制（MRAC）
    8.7.3  滑模控制
      8.7.3.1  控制原理
      8.7.3.2  矢量控制系統的滑模控制
  8.8  傳動系統的自整定
  8.9  小結
  參考文獻
第9章  同步電機傳動系統的控制與估計
  9.1  引言
  9.2  正弦波SPM同步電機傳動
    9.2.1  開環電壓/頻率控制
    9.2.2  自控方式
    9.2.3  絕對位置編碼器
      9.2.3.1  光學編碼器
      9.2.3.2  帶解碼器的模擬式旋轉變壓器
    9.2.4  矢量控制
  9.3  同步磁阻電機傳動
    9.3.1  恆定de軸電流（ids）控制
    9.3.2  快速轉矩響應控制
    9.3.3  最大轉矩/電流控制
    9.3.4  最大功率因數控制
  9.4  正弦波IPM電機傳動
    9.4.1  最大轉矩/電流的電流矢量控制
    9.4.2  弱磁控制
    9.4.3  定子磁鏈定向的矢量控制
      9.4.3.1  反饋信號處理
      9.4.3.2  方波（SW）模式下的弱磁控制
      9.4.3.3  PWM－SW模式的切換
  9.5  梯形波SPM同步電機傳動系統
    9.5.1  基於逆變器的傳動系統
      9.5.1.12  π/3角導通方式
      9.5.1.2  PWM電壓和電流控制方式
    9.5.2  轉矩－速度曲線
    9.5.3  電機的動態模型
    9.5.4  傳動系統的控制
      9.5.4.1  反饋方式中的閉環速度控制
      9.5.4.2  續流方式中的閉環電流控制
    9.5.5  轉矩脈動
    9.5.6  基速以上的運行
  9.6  繞組勵磁式同步電機傳動系統
    9.6.1  有刷和無刷直流勵磁
    9.6.2  負載換相逆變器（LCI）傳動系統

      9.6.2.1  恆定γ角下LCI傳動系統的控制
      9.6.2.2  觸發延遲角αd或φ′角的控制
      9.6.2.3  採用電機端電壓信號的控制
      9.6.2.4  鎖相環（PLL）γ角的控制
    9.6.3  周波變流器傳動系統的標量控制
    9.6.4  周波變流器傳動系統的矢量控制
    9.6.5  電壓源型逆變器的矢量控制
  9.7  無感測器控制
    9.7.1  梯形波SPM電機的無感測器控制
      9.7.1.1  電機端電壓檢測法
      9.7.1.2  定子3次諧波電壓檢測法
    9.7.2  正弦波永磁電機的無感測器控制
      9.7.2.1  電機端電壓和電流檢測法
      9.7.2.2  電感變化（凸極）效應法
      9.7.2.3  基於擴展卡爾曼濾波（EKF）的狀態估計法
  9.8  開關磁阻電機（SRM）傳動系統
  9.9  小結
  參考文獻
第10章  專家系統原理及應用
  10.1  引言
  10.2  專家系統原理
    10.2.1  知識庫
      10.2.1.1  框架結構
      10.2.1.2  元知識
      10.2.1.3  專家系統語言
    10.2.2  推理機
    10.2.3  用戶界面
  10.3  專家系統的命令解釋程序
    10.3.1  命令解釋程序的特性
    10.3.2  外部介面
    10.3.3  程序開發步驟
  10.4  專家系統的設計方法
  10.5  應用實例
    10.5.1  傳動裝置中的PI調節器
    10.5.2  故障診斷
    10.5.3  交流傳動產品的選擇
    10.5.4  傳動系統的配置選擇、設計與模擬
      10.5.4.1  配置選擇
      10.5.4.2  電機額定參數設計
      10.5.4.3  變流器設計
      10.5.4.4  控制設計和模擬研究
  10.6  術語表
  10.7  小結
  參考文獻
第11章  模糊邏輯原理及應用
  11.1  引言
  11.2  模糊集合
    11.2.1  隸屬函數（MF）
    11.2.2  模糊集合運算
  11.3  模糊系統

    11.3.1  推理方法
      11.3.1.1  Mamdani方法
      11.3.1.2  Lusing Larson方法
      11.3.1.3  Sugeno方法
    11.3.2  解模糊方法
      11.3.2.1  重心（COA）法
      11.3.2.2  高度法
      11.3.2.3  最大值平均（MOM）法
      11.3.2.4  Sugeno解模糊法
  11.4  模糊控制
    11.4.1  為什麼要模糊控制
    11.4.2  歷史回顧
    11.4.3  控制原理
    11.4.4  模糊控制器的實現
  11.5  一般設計方法
  11.6  應用情況
    11.6.1  非同步電機速度控制
    11.6.2  非同步電機傳動系統基於磁鏈在線規劃的效率優化
    11.6.3  風力發電系統
      11.6.3.1  風力渦輪機特性
      11.6.3.2  系統描述
      11.6.3.3  模糊控制
    11.6.4  間接矢量控制的轉差增益調節
    11.6.5  定子電阻Rs的估計
    11.6.6  畸變波形的估計
      11.6.6.1  Mamdani方法
      11.6.6.2  Sugeno方法
  11.7  模糊邏輯工具箱
    11.7.1  FIS編輯器
    11.7.2  隸屬函數編輯器
    11.7.3  規則編輯器
    11.7.4  規則瀏覽器
    11.7.5  控制曲面瀏覽器
    11.7.6  基於模糊邏輯的同步電流控制演示程序
  11.8  術語表
  11.9  小結
  參考文獻
第12章  神經網路原理及應用
  12.1  引言
  12.2  神經元結構
    12.2.1  生物神經元的概念
    12.2.2  人工神經元
  12.3  人工神經網路（ANN）
    12.3.1  應用示例：Y=AsinX
    12.3.2  前饋神經網路的訓練
      12.3.2.1  學習方法
      12.3.2.2  基於ANN的字母識別
    12.3.3  反向傳播訓練
    12.3.4  三層網路的反向傳播演算法
      12.3.4.1  輸出層神經元的權重計算

      12.3.4.2  隱含層神經元的權重計算
    12.3.5  在線訓練
  12.4  其他網路
    12.4.1  徑向基函數神經網路
    12.4.2  Kohonen自組織特徵映射（SOFM）網路
    12.4.3  用於動態系統的遞歸神經網路（RNN）
  12.5  神經網路在辨識和控制中的應用
    12.5.1  時滯神經網路
    12.5.2  動態系統建模
    12.5.3  動態模型的神經網路辨識
    12.5.4  逆動態模型
    12.5.5  神經網路控制
  12.6  一般設計方法
  12.7  神經網路的應用
    12.7.1  PWM控制器
      12.7.1.1  特定諧波消除PWM（SHE-PWM）
      12.7.1.2  瞬時電流控制PWM
      12.7.1.3  空間矢量PWM
    12.7.2  矢量控制系統的反饋信號估計
    12.7.3  畸變波形的估計
    12.7.4  傳動系統的模型辨識和自適應控制
    12.7.5  基於RNN的速度估計
    12.7.6  基於RNN的自適應磁鏈估計
  12.8  模糊神經系統
  12.9  神經網路工具箱的演示程序
    12.9.1  神經網路工具箱的介紹
    12.9.2  演示程序
  12.10  術語表
  12.11  小結
  參考文獻

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