完整PDF版《中国电气工程大典 第2卷 电力电子技术》钱照明、汪槱生、徐德鸿、陆剑秋、陈坚

《中国电气工程大典》是由中国电工技术学会、中国机械工程学会、中国电机工程学会、中国动力工程学会和中国水力发电学会共同组织全国电气工程各领域的著名专家、学者编纂而成的。它是一部全面系统反映电气工程各领域最新成就和技术水平的综合性工具书。《中国电气工程大典》包括现代电气工程基础、电力电子技术、电气工程材料及器件、火力发电工程、水力发电工程、核能发电工程、可再生能源发电工程、电力系统工程、电机工程、输变电工程、配电工程、船舶电气工程、交通电气工程、建筑电气工程、电气传动自动化等15卷。
本书为第2卷，电力电子技术卷。主要内容包括概论、电力电子器件、电力电子器件应用基础、基本电力电子电路、电力电子控制技术、电力电子软开关技术、电力电子多电平技术、电源技术、电力电子系统中的磁技术、电力电子技术在电力传动中的应用、电力系统中的电力电子装置、电力电子电路/系统建模及计算机仿真、电力电子电路/系统电磁兼容设计和电力电子系统集成。
本书主要供电气工程领域技术人员和管理人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。

早在1974年，美国著名学者W.Newell就明确地指出了，电力电子学是由电气工程与技术、电子科学与技术和控制理论三个学科交叉而成的，电力电子学的发展历程充分证明了上述论断的正确性。
1948年肖克莱等人发明了晶体三极管(transistor),开创了半导体电子学的新时代。目前广泛应用的电力电子器件如SCR、GTO、MOSFET和IGBT等都源自晶体三极管的发展，因此晶体三极管的诞生标志着电力电子学科发展基础的建立。
1956年Mall首次提出了PNPN开关的概念，1957年首只商业化的晶闸管问世，它特有的电导调制功能开辟了高压大功率固态开关器件的先河，促使电力电子技术得到迅速的发展和应用。随后，伴随着微电子技术的飞速发展，电力电子器件经历了从结型电流控制功率器件，如晶闸管、功率GTR、GT)到场控功率器件，如功率MOSFET、IGBT及20世纪90年代智能功率模块的发展历程。大功率、高频化、高效率、驱动场控化、集成化、采用宽禁带半导体材料已成为当前功率器件发展的重要特征。
新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命，功率变换技术和电力电子电路拓扑的发展总是和电力电子器件的发展紧密相关、相辅相承的。
针对每一种电力电子器件，人们提出了众多的功率变换电路拓扑，如缓冲吸收、谐振开关、软开关、多重化等：在控制技术方面提出了相控、PWM控制和以状态空间平均法为代表的动态建模理论；在仿真手段方面出现多种商用软件，如PSPICE、SABER、SIMPLIS等.
电力电子技术是依靠电力电子开关器件实现电能的高效率的变换与控制的一门学科。电力电子技术是现代社会的重要支撑技术。时至今日，它几乎已渗透到社会的各个方面：如电力系统、交通运输、航空航天、互联网、无线电通信与电
视、计算机、治金、石化、汽车电力电子应用技术、电话、空调与制冷、成像、家电、保健、农业机械化、激光、核能利用、国防军工科技、新材料制造等领域，已形成了全球数千亿元的电力电子产品市场，支撑着数万亿元的电工、电子产品市场。电力电子技术在推动科学技术和经济的发展以及国防建设中发挥着越来越重要的作用。
当今世界正面临能源、环境保护的双重压力，特别是正在崛起的发展中国家面临着史无前例的严峻挑战。温室气体排放已引起了国际社会的普遍关注，发达国家的长期工业化过程是造成温室气体历史问题的主要原因。通过国际社会的努力，2005年京都议定书即《联合国气候变化框架公约》正式生效，京都议定书将对世界经济的发展产生深远的影响。扩大可再生能源应用比例和大力采用节能技术是实现京都议定书的目标十分关键和有效的措施。国际社会正积极推广可再生能源（包括小水电、风力发电技术、光伏发电、生物质发电、燃料电池发电等）和节能技术，以减少温室气体排放。
根据美国国家电力科学研究院的报告，纯电动汽车与燃油汽车的一次能源利用率之比为1：0.6。因此发展电动汽车不但可以提高能源的利用率，同时也可以减少温室气体和有害气体的排放。将燃油驱动和电驱动相结合的混合动力汽车已经问世，可减少油耗50%。
另外，伴随可再生能源的应用和推广，国际上正酝酿着一场传统电力系统的革命，即发展柔性电力系统、分布式供电系统和新型电力市场管理。这不但可以大幅度地减少传统电力系统中发电、输电、配电和用电的能耗，同时有利于能源多样化的实施，有利于采用再生能源和环保发电技术，有利于国家能源安全，并进一步提高了电力系统运行的安全性。从技术层面来讲，新型电力市场的引入将出现按时、按质论价的电能供应方式，从而降低发电成本并促进电力品质的改善。
各类并联、串联和综合电力电子补偿控制技术，如静止无功补偿装置(SVC)、静止无功发生器(SVG)、动态电压恢复器(DVR)、各类串联补偿器、电力有源滤波器(AP℉)、电力电子限流器、发电机新型励磁系统、电力储能装置、微型燃气发电机(MICRO GAS TURBO)、直流输电(HVDC)、异步接点背靠背装置(BTB)、统一潮流控制器(UPFC)、UPS、统一电能质量控制器(UPQC)等的应用，使电力电子技术在电力系统中的应用已经扩展到发电、输电、配电和用电各个领域，使传统电力系统成为控制快捷、精密灵活的柔性电力系统，确保并进一步提高整个电力系统的安全、经济、高效、优质运行，促使传统电力系统发生革命性的变革。与此同时，也将使电力电子技术在更高层次上得到进一步的发展。
如上所述，电力电子技术已经渗透到现代社会的各个方面，未来90%的电能都将通过电力电子技术处理后再加以利用，以便提高能源利用的效率、提高工业生产的效率、实现可再生能源的最大利用。电力电子技术在推进20世纪人类科技发展中已经发挥了重要的作用，它将在建设未来和平、环保、和谐的世界中发挥不可替代的作用。
本卷力求对电力电子器件、电路、装置、应用诸方面的基础和最新发展进行了较全面的阐述，供从事电力电子技术的工程技术研究人员、大专院校师生和有关电力电子应用领域的工程技术研究人员参考。

投稿会员：匿名用户