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電力電子的電感器與變壓器 版權信息
- ISBN：9787111747574
- 條形碼：9787111747574 ; 978-7-111-74757-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電力電子的電感器與變壓器 本書特色
主要介紹了電力電子變換器的主要部件——電感器和變壓器等磁性元件，書中采用經典的設計方法，并使用有限元法等數值工具進行修正，以提高設計精度。
本書主要讀者為電力電子領域磁性元件的設計者和使用者，也可作為電力電子書籍的補充讀物。
電力電子的電感器與變壓器 內容簡介
本書主要介紹了電力電子變換器的主要部件——電感器和變壓器等磁性元件， 涉及磁心和繞組、渦流損耗、絕緣、散熱設計、寄生電容和測量技術等。書中采用經典的設計方法，并使用有限元法等數值工具進行修正，以提高設計精度。 本書提出了一種包含渦流損耗的電感器和變壓器的快速設計方法和一種計算渦流損耗的寬頻帶方法，用來計算導體與繞組中的渦流損耗；分別舉例闡釋了電感器與變壓器的具體設計；分析了磁性元件的*優銅損耗與鐵心損耗的比例。 本書主要讀者為電力電子領域磁性元件的設計者和使用者，也可作為電力電子書籍的補充讀物。
電力電子的電感器與變壓器 目錄
目錄
譯者序
原書前言
關于作者
本書符號命名方法
第1章磁理論基礎1
1.1磁理論中的基本定律1
1.1.1安培定律和磁動勢1
1.1.2法拉第定律和電動勢3
1.1.3楞次定律和高斯定律在磁路中的應用3
1.2磁性材料4
1.2.1鐵磁性材料4
1.2.2磁化過程6
1.2.3磁滯回線7
1.2.4磁導率9
1.3磁路12
1.3.1磁路基本定律12
1.3.2電感13
1.3.3變壓器模型16
1.3.4磁場和電場的類比20
參考文獻20
第2章包含渦流損耗的快速設計方法22
2.1快速設計方法22
2.1.1磁不飽和散熱受限的設計23
2.1.2磁飽和散熱受限的設計47
2.1.3信號質量有限的設計50
2.2舉例50
2.2.1磁不飽和散熱受限的設計實例50
2.2.2磁飽和散熱受限的設計實例57
2.3結論63
附錄64
2.A.1磁不飽和散熱受限設計下的鐵氧體磁心比例法則64
2.A.2寬頻下的渦流損耗65
2.A.3Mathcad示例文件68
參考文獻71
第3章軟磁材料72
3.1磁心材料72
3.1.1鐵基軟磁材料73
3.1.2鐵氧體80
3.2電力電子產品中磁心材料的對比與應用82
3.3軟磁材料的損耗84
3.3.1疊層鋼磁心損耗的簡化方法84
3.3.2磁滯損耗84
3.3.3渦流損耗85
3.3.4剩余（殘余，其他）損耗87
3.4非正弦電壓波形下的鐵氧體磁心損耗88
3.4.1驗證斯坦梅茨方程88
3.4.2非正弦電壓波形下鐵氧體磁心損耗的斯坦梅茨方程自然擴展89
3.5包括磁滯效應的磁片的寬頻率模型92
3.5.1具有恒定損耗角的阻抗92
3.5.2具有恒定損耗角材料的傳輸線法93
3.5.3寬頻率復數磁導率函數94
3.5.4有功、無功和視在功率94
3.5.5飽和度的影響95
3.5.6典型材料的寬頻率模型曲線95
附錄3.A磁性薄片的功率和阻抗99
參考文獻103
第4章線圈繞組和電氣絕緣106
4.1填充系數106
4.1.1圓形導線107
4.1.2箔式繞組110
4.1.3矩形截面導線111
4.1.4利茲線111
4.2導線長度111
4.2.1圓形線圈架111
4.2.2矩形線圈架112
4.3擊穿的物理知識112
4.3.1空氣擊穿電壓113
4.3.2固體絕緣材料的擊穿電壓114
4.3.3電暈放電116
4.4絕緣要求和標準116
4.4.1基礎的、補充的和加強的絕緣116
4.4.2標準絕緣距離117
4.4.3電氣強度測試118
4.4.4漏電流119
4.5散熱要求和標準119
4.5.1絕緣材料和系統的熱評估120
4.5.2感性（磁性）模塊的要求和標準120
4.5.3導線的標準121
4.6磁性元件制造表123
參考文獻124
第5章導體中的渦流125
5.1引言125
5.2基本近似126
5.2.1低頻近似127
5.2.2高頻近似127
5.2.3損耗的疊加128
5.2.4寬頻近似128
5.3矩形導體中的渦流損耗128
5.3.1橫向磁場中矩形載流導體的渦流損耗精確解129
5.3.2矩形導體損耗的低頻近似130
5.3.3矩形導體損耗的高頻近似131
5.3.4間隔矩形導體的損耗132
5.4圓形導體的圓正交法134
5.4.1等效矩形原理134
5.4.2改寫后的方程134
5.4.3低頻近似135
5.4.4改進的圓正交法136
5.4.5圓正交法的討論139
5.5圓形載流導體損耗的二維計算方法140
5.5.1精確解140
5.5.2低頻和高頻近似141
5.5.3寬頻近似142
5.6均勻橫向交流磁場中圓形導體的損耗143
5.6.1精確解143
5.6.2低頻近似144
5.6.3高頻近似145
5.6.4寬頻近似145
5.6.5討論146
5.7圓形導體的低頻二維近似方法146
5.7.1圓形導體的直接積分法146
5.7.2三磁場近似148
5.7.3在磁性窗口中使用鏡像的方法149
5.7.4**個無窮項求和的消除150
5.8計算繞組渦流損耗的寬頻方法151
5.8.1利用偶極子分析其他導線的高頻效應151
5.8.2采用有限元調節的寬頻方法154
5.8.3高頻率、高填充因子的影響160
5.8.4寬頻方法的總結161
5.8.5解析方法的比較161
5.9箔式繞組損耗164
5.9.1平行于箔片的均勻磁場164
5.9.2氣隙引起的損耗165
5.9.3箔導體的邊緣電流168
5.9.4箔式繞組的結論169
5.10平面繞組的損耗170
附錄5.A.1矩形導體渦流的一維模型171
附錄5.A.2圓導線中渦流損耗的低頻二維模型181
附錄5.A.3電感器的磁場因子187
參考文獻193
第6章熱方面195
6.1快速熱設計方法（0級熱設計）195
6.1.1鐵氧體的比耗散功率p196
6.1.20級熱設計的結論197
6.2單個熱阻設計方法（1級熱設計）197
6.3經典傳熱機制198
6.3.1傳導傳熱198
6.3.2對流傳熱200
6.3.3輻射傳熱201
6.4使用熱阻網絡的熱設計（2級熱設計）203
6.4.1熱阻203
6.4.2確定溫升205
6.5磁性元件傳熱理論的貢獻206
6.5.1實踐經驗207
6.5.2自然對流系數hc的精確表達208
6.5.3強制對流211
6.5.4熱阻網絡的關系213
6.6瞬態傳熱214
6.6.1磁性元件的熱電容214
6.6.2瞬態加熱215
6.6.3絕熱負載條件216
6.7總結217
附錄217
6.A磁性元件的精確的自然對流模型217
6.A.1實驗設計218
6.A.2箱式模型的熱測量218
6.A.3基于EE變壓器模型的熱測量219
6.A.4對流系數hc的精確表達式的推導219
6.A.5實驗結果和提出的熱模型的比較221
參考文獻222
第7章磁性元件的寄生電容224
7.1繞組間的電容：互電容224
7.1.1互電容的影響224
7.1.2計算互電容和等效電壓224
7.1.3互電容的測量225
7.2繞組的自電容：內部電容226
7.2.1內部電容的影響226
7.2.2計算繞組的內部電容226
7.2.3測量繞組的內部電容227
7.3繞組和磁性材
譯者序
原書前言
關于作者
本書符號命名方法
第1章磁理論基礎1
1.1磁理論中的基本定律1
1.1.1安培定律和磁動勢1
1.1.2法拉第定律和電動勢3
1.1.3楞次定律和高斯定律在磁路中的應用3
1.2磁性材料4
1.2.1鐵磁性材料4
1.2.2磁化過程6
1.2.3磁滯回線7
1.2.4磁導率9
1.3磁路12
1.3.1磁路基本定律12
1.3.2電感13
1.3.3變壓器模型16
1.3.4磁場和電場的類比20
參考文獻20
第2章包含渦流損耗的快速設計方法22
2.1快速設計方法22
2.1.1磁不飽和散熱受限的設計23
2.1.2磁飽和散熱受限的設計47
2.1.3信號質量有限的設計50
2.2舉例50
2.2.1磁不飽和散熱受限的設計實例50
2.2.2磁飽和散熱受限的設計實例57
2.3結論63
附錄64
2.A.1磁不飽和散熱受限設計下的鐵氧體磁心比例法則64
2.A.2寬頻下的渦流損耗65
2.A.3Mathcad示例文件68
參考文獻71
第3章軟磁材料72
3.1磁心材料72
3.1.1鐵基軟磁材料73
3.1.2鐵氧體80
3.2電力電子產品中磁心材料的對比與應用82
3.3軟磁材料的損耗84
3.3.1疊層鋼磁心損耗的簡化方法84
3.3.2磁滯損耗84
3.3.3渦流損耗85
3.3.4剩余（殘余，其他）損耗87
3.4非正弦電壓波形下的鐵氧體磁心損耗88
3.4.1驗證斯坦梅茨方程88
3.4.2非正弦電壓波形下鐵氧體磁心損耗的斯坦梅茨方程自然擴展89
3.5包括磁滯效應的磁片的寬頻率模型92
3.5.1具有恒定損耗角的阻抗92
3.5.2具有恒定損耗角材料的傳輸線法93
3.5.3寬頻率復數磁導率函數94
3.5.4有功、無功和視在功率94
3.5.5飽和度的影響95
3.5.6典型材料的寬頻率模型曲線95
附錄3.A磁性薄片的功率和阻抗99
參考文獻103
第4章線圈繞組和電氣絕緣106
4.1填充系數106
4.1.1圓形導線107
4.1.2箔式繞組110
4.1.3矩形截面導線111
4.1.4利茲線111
4.2導線長度111
4.2.1圓形線圈架111
4.2.2矩形線圈架112
4.3擊穿的物理知識112
4.3.1空氣擊穿電壓113
4.3.2固體絕緣材料的擊穿電壓114
4.3.3電暈放電116
4.4絕緣要求和標準116
4.4.1基礎的、補充的和加強的絕緣116
4.4.2標準絕緣距離117
4.4.3電氣強度測試118
4.4.4漏電流119
4.5散熱要求和標準119
4.5.1絕緣材料和系統的熱評估120
4.5.2感性（磁性）模塊的要求和標準120
4.5.3導線的標準121
4.6磁性元件制造表123
參考文獻124
第5章導體中的渦流125
5.1引言125
5.2基本近似126
5.2.1低頻近似127
5.2.2高頻近似127
5.2.3損耗的疊加128
5.2.4寬頻近似128
5.3矩形導體中的渦流損耗128
5.3.1橫向磁場中矩形載流導體的渦流損耗精確解129
5.3.2矩形導體損耗的低頻近似130
5.3.3矩形導體損耗的高頻近似131
5.3.4間隔矩形導體的損耗132
5.4圓形導體的圓正交法134
5.4.1等效矩形原理134
5.4.2改寫后的方程134
5.4.3低頻近似135
5.4.4改進的圓正交法136
5.4.5圓正交法的討論139
5.5圓形載流導體損耗的二維計算方法140
5.5.1精確解140
5.5.2低頻和高頻近似141
5.5.3寬頻近似142
5.6均勻橫向交流磁場中圓形導體的損耗143
5.6.1精確解143
5.6.2低頻近似144
5.6.3高頻近似145
5.6.4寬頻近似145
5.6.5討論146
5.7圓形導體的低頻二維近似方法146
5.7.1圓形導體的直接積分法146
5.7.2三磁場近似148
5.7.3在磁性窗口中使用鏡像的方法149
5.7.4**個無窮項求和的消除150
5.8計算繞組渦流損耗的寬頻方法151
5.8.1利用偶極子分析其他導線的高頻效應151
5.8.2采用有限元調節的寬頻方法154
5.8.3高頻率、高填充因子的影響160
5.8.4寬頻方法的總結161
5.8.5解析方法的比較161
5.9箔式繞組損耗164
5.9.1平行于箔片的均勻磁場164
5.9.2氣隙引起的損耗165
5.9.3箔導體的邊緣電流168
5.9.4箔式繞組的結論169
5.10平面繞組的損耗170
附錄5.A.1矩形導體渦流的一維模型171
附錄5.A.2圓導線中渦流損耗的低頻二維模型181
附錄5.A.3電感器的磁場因子187
參考文獻193
第6章熱方面195
6.1快速熱設計方法（0級熱設計）195
6.1.1鐵氧體的比耗散功率p196
6.1.20級熱設計的結論197
6.2單個熱阻設計方法（1級熱設計）197
6.3經典傳熱機制198
6.3.1傳導傳熱198
6.3.2對流傳熱200
6.3.3輻射傳熱201
6.4使用熱阻網絡的熱設計（2級熱設計）203
6.4.1熱阻203
6.4.2確定溫升205
6.5磁性元件傳熱理論的貢獻206
6.5.1實踐經驗207
6.5.2自然對流系數hc的精確表達208
6.5.3強制對流211
6.5.4熱阻網絡的關系213
6.6瞬態傳熱214
6.6.1磁性元件的熱電容214
6.6.2瞬態加熱215
6.6.3絕熱負載條件216
6.7總結217
附錄217
6.A磁性元件的精確的自然對流模型217
6.A.1實驗設計218
6.A.2箱式模型的熱測量218
6.A.3基于EE變壓器模型的熱測量219
6.A.4對流系數hc的精確表達式的推導219
6.A.5實驗結果和提出的熱模型的比較221
參考文獻222
第7章磁性元件的寄生電容224
7.1繞組間的電容：互電容224
7.1.1互電容的影響224
7.1.2計算互電容和等效電壓224
7.1.3互電容的測量225
7.2繞組的自電容：內部電容226
7.2.1內部電容的影響226
7.2.2計算繞組的內部電容226
7.2.3測量繞組的內部電容227
7.3繞組和磁性材
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電力電子的電感器與變壓器 作者簡介
關 于 作 者
Alex Van den Bossche分別于1980年、1990年在比利時根特大學獲得碩士與博士學位。其后，他一直在該校的電能實驗室（EESA合作方）工作。他一直從事電氣傳動與電力電子領域（例如各種類型的功率變換器、電氣傳動、磁性元件及材料等相關方面）的研究并發表論文。他的興趣也包括可再生能源發電領域。從1993年起，他就一直是該校的正教授。他還是IEEE高級會員(M′99S′03)。
Vencislav Cekov Valchev分別于1987年、2000年在保加利亞瓦爾納技術大學獲得電氣工程碩士與博士學位。自1988年以來，他一直在瓦爾納技術大學電子系擔任講師。他的研究興趣包括電力電子、軟開關變換器、諧振變換器、電力電子的磁性元件、可再生能源發電。
Valchev博士在比利時根特大學電能實驗室累計工作了約4年。
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