電力電子變流技術(shù)教學大綱

1、電力電子技術(shù)power electronic technology課程編號：04300420總學時：56 課堂教學：44 實驗：12 學分：3.5課程性質(zhì)：技術(shù)基礎(chǔ)課選課對象：自動化專業(yè)必修、電氣工程及其自動化專業(yè)必修、生物醫(yī)學工程專業(yè)選修先修課程：電路、模擬電子技術(shù)、電機學a等內(nèi)容概要：講授各種電力電子器件的工作原理和工作特性以及各類變流裝置中發(fā)生的電磁過程、基本原理、控制方法、設(shè)計計算、實驗技能及其技術(shù)經(jīng)濟指標。變流裝置主要包括單、三相可控整流（包括有源逆變），dcdc變換器，單、三相交流調(diào)壓，交交變頻，無源逆變。另外還介紹了pwm技術(shù)的基本原理及其應(yīng)用技術(shù)和軟開關(guān)的基本概念和原理。建議選

2、用教材：電力電子技術(shù) 張興、杜少武等編 清華大學出版社 2006主要參考書：電力電子技術(shù)（第四版） 王兆安 黃俊主編 機械工業(yè)出版社 2000 電力電子技術(shù)教學大綱總學時：56 課堂教學：44 實驗：12 學分：3.5教學大綱說明一、課程的目的與任務(wù)電力電子（變流）技術(shù)是電氣工程、控制科學與工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。其主要任務(wù)是使學生掌握各類變流裝置中發(fā)生的電磁過程、基本原理、控制方法、設(shè)計計算、實驗技能及其技術(shù)經(jīng)濟指標。以便學生畢業(yè)后具有經(jīng)一步掌握各種變流裝置的能力，便為后續(xù)課程電力拖動自動控制系統(tǒng)（包括直流拖動自動控制系統(tǒng)與交流拖動自動控制系統(tǒng)兩部分）打好基礎(chǔ)。二、課程的基本要求（1）熟悉和

3、掌握普通晶閘管（scr）、電力晶體管（gtr）、可關(guān)斷晶閘管（gto）、電力場效應(yīng)晶體管（mosfet）和絕緣柵雙極型晶體管（igbt）等電力電子器件的工作機理、特性和電氣參數(shù)及驅(qū)動電路；（2）掌握無源逆變電路（dcac（二）主要是pwm型逆變電路的工作原理、控制方法、波形分析；（3）熟練掌握單相、三相整流電路（acdc）和有源逆變電路（dcac（一）的基本原理、各種負載下的波形分析和電路參數(shù)計算；（3）掌握交流調(diào)壓電路（acac（一）、電路結(jié)構(gòu)、換相方法、波形分析和參數(shù)計算；了解交交變頻電路（ac-ac（二）的基本原理；（4）掌握非隔離型dcdc變換器（斬波電路）、隔離型dcdc變換器（高頻

4、開關(guān)電源）的工作原理；（5）了解軟開關(guān)技術(shù)的基本概念；（6）掌握基本變流裝置的調(diào)試實驗方法；（7）了解電力電子學科的發(fā)展動向。三、與其他課程的聯(lián)系與分工電力電子技術(shù)是其后續(xù)課程電力拖動自動控制系統(tǒng)（包括直流拖動自動控制系統(tǒng)與交流拖動自動控制系統(tǒng)兩部分）、現(xiàn)代電源技術(shù)等課程的基礎(chǔ)，電力電子技術(shù)主要講述各種電力電子器件的結(jié)構(gòu)、基本原理、驅(qū)動方法、驅(qū)動電路和器件的選擇以及電力電子線路的工作原理、設(shè)計與計算方法。而電力拖動自動控制系統(tǒng)主要講述電力電子線路的應(yīng)用及控制方法。其中有一部分內(nèi)容重疊，特別是spwm型逆變器的工作原理與電力拖動自動控制系統(tǒng)（交流部分）有部分內(nèi)容重疊，因此，在本課程中只介紹spw

5、m的基本原理與控制方式等，現(xiàn)代電源技術(shù)主要介紹由電力電子器件組成的高頻開關(guān)電源，有部分內(nèi)容重疊，如基本的dc/dc變換器、軟開關(guān)等，基本的dc/dc變換器在本課程講述、軟開關(guān)只介紹基本概念，主要內(nèi)容留給后續(xù)課程現(xiàn)代電源技術(shù)講述。四、課堂教學內(nèi)容及學時分配章次內(nèi) 容總學時數(shù)課堂講授學時數(shù)實驗學時緒論22一電力電子器件1082二逆變電路與pwm控制技術(shù)1082三移相控制的整流電路與有源逆變14104四交流電力控制電路和交-交變頻電路44五dcdc變換器1064六軟開關(guān)技術(shù)44總結(jié)22總學時數(shù)564412五、本課程的性質(zhì)及適應(yīng)對象本課程為技術(shù)基礎(chǔ)課，電氣工程及其自動化必修、自動化專業(yè)必修、生物醫(yī)學工

6、程專業(yè)選修。教學大綱內(nèi)容緒論電力電子器件的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀、各種電力電子器件的基本性能比較、電力電子變流裝置的歷史與現(xiàn)狀；本課程的主要內(nèi)容、任務(wù)與要求。教學提示：重點讓學生了解電力電子（變流）技術(shù)的主要內(nèi)容、任務(wù)和重要意義、電力電子技術(shù)的發(fā)展概況和與其他課程的聯(lián)系等。第一章 電力電子器件晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、導(dǎo)通機理、導(dǎo)通條件、關(guān)斷條件，晶閘管的陽極與門極伏安特性以及晶閘管的主要參數(shù)。幾種常見的可關(guān)斷器件，如：gtr、mosfet、gto、igbt等器件的基本結(jié)構(gòu)和特性參數(shù)，以及它們的驅(qū)動電路和保護電路。教學提示：重點讓學生掌握晶閘管（scr）的工作原理、導(dǎo)通與關(guān)斷條件、額定參數(shù)的選擇等，電力晶體管

7、（gtr）、可關(guān)斷晶閘管（gto）、電力場效應(yīng)晶體管（mosfet）和絕緣柵雙極型晶體管（igbt）等電力電子器件的工作原理、特性、電氣參數(shù)以及它們的驅(qū)動與保護電路。第二章 逆變電路與pwm控制技術(shù)電流型和電壓型無源逆變電路的工作原理，換流（相）方式；pwm控制的基本原理，spwm逆變電路的控制方式及spwm波形的生成方法，交直交變頻器的主電路，電流跟蹤型pwm逆變電路。教學提示：重點讓學生掌握無源逆變電路的基本原理，換流（相）方式的種類與原理，電流型和電壓型的基本概念。掌握pwm控制的基本原理，spwm逆變電路的控制方式及spwm波形的生成方法；了解電流跟蹤型pwm逆變電路。第三章 移相控制

8、的整流電路與有源逆變單相可控整流電路、三相可控整流電路、有源逆變電路、電容濾波的不可控整流電路的工作原理、工作波形分析及電路參數(shù)計算，整流變壓器的漏抗對整流電路的影響，整流電路的諧波和功率因數(shù)、大功率可控整流電路以及晶閘管電動機系統(tǒng)的分析，pwm整流的工作原理。教學提示：重點讓學生掌握可控整流電路的工作原理、波形分析、參數(shù)計算方法，整流變壓器的漏抗對整流電路的影響，可控整流電路帶直流電動機負載時的機械特性分析，有源逆變電路的工作原理、工作波形分析及電路參數(shù)計算，逆變失敗的原因和最小逆變角的限制問題，逆變工作狀態(tài)時直流電動機的機械特性分析；了解pwm整流的工作原理。第四章 交流電力控制和交交變頻

9、電路交交變流電路的分類及基本概念，交流調(diào)壓電路的基本構(gòu)成與工作原理，交流調(diào)功電路和交流電子開關(guān)的基本概念，晶閘管相控交交變頻電路的構(gòu)成、工作原理和輸入輸出特性，矩陣式變頻電路的基本概念。教學提示：重點讓學生掌握單相交流調(diào)壓電路的工作原理、波形分析和必要的參數(shù)計算，晶閘管相控交交變頻電路的構(gòu)成、工作原理和輸入輸出特性；了解三相交流調(diào)壓電路的工作原理、波形分析，交流調(diào)功電路和交流電子開關(guān)的基本概念，矩陣式變頻電路的基本概念。第五章 dcdc變換器介紹幾種常見的直流斬波電路如基本的升、降壓斬波電路，t型和h型斬波電路的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和必要的參數(shù)計算，以及變壓器隔離型的dc/dc變換器的

10、工作原理。教學提示：重點讓學生掌握幾種常見的直流斬波電路的工作原理、波形分析和必要的參數(shù)計算，弄清h型斬波電路的雙極性、單極性和受限單極性的意義；掌握幾種常見的隔離型的dc/dc變換器的工作原理。第六章 軟開關(guān)技術(shù)介紹了軟開關(guān)的基本概念和各種軟開關(guān)的分類，詳細分析零電壓開關(guān)準諧振電路、諧振直流環(huán)、移相全橋零電壓開關(guān)pwm電路和零電壓轉(zhuǎn)換電路的工作原理。教學提示：重點掌握軟開關(guān)的基本概念和軟開關(guān)的分類，零電壓開關(guān)準諧振電路的工作原理，移相全橋零電壓開關(guān)pwm電路的工作原理。建議選用教材和參考書目選用教材： 電力電子技術(shù) 張興、杜少武等編 清華大學出版社 2006 主要參考書：電力電子技術(shù)（第四版

11、） 王兆安 黃俊主編 機械工業(yè)出版社 2000 實驗內(nèi)容見：電力電子技術(shù)課程實驗教學大綱電力電子技術(shù)課程實驗教學大綱一、實驗?zāi)康呐c任務(wù)實驗?zāi)康氖亲寣W生掌握與鞏固課堂所學知識，培養(yǎng)靈活運用所學知識來分析和解決實際系統(tǒng)運行中出現(xiàn)各種問題的能力，學會處理實驗數(shù)據(jù)和編寫實驗報告的方法。二、實驗基本要求完成實驗教學大綱規(guī)定的各項實驗任務(wù)，客觀認真地填寫實驗數(shù)據(jù)，實驗結(jié)束后應(yīng)認真處理實驗數(shù)據(jù)，編寫實驗報告，及時上繳任課教師。三、實驗原理電力電子器件的導(dǎo)通原理及驅(qū)動控制特性，移相控制的可控整流及有源逆變原理，直流斬波原理，spwm變頻原理。四、主要設(shè)備與器材配置電力電子實驗裝置（包括各實驗項目所需的掛件）1

12、套、雙蹤示波器1臺，萬用表1塊，導(dǎo)線若干。五、課程的學時學分總學分：3 總學時：56 實驗學時：12六、適用對象 電氣工程及其自動化專業(yè)必修、自動化專業(yè)必修、生物醫(yī)學工程專業(yè)選修七、實驗項目與內(nèi)容提要序號實 驗 名 稱內(nèi) 容 提 要實驗要求實驗時數(shù)實驗類別每組人數(shù)所在實驗室名稱備注1電力電子器件特性與驅(qū)動電路的研究研究scr、gto、gtr、mosfet、igbt等器件的工作特性及驅(qū)動電路的工作特點必開2驗證34電氣與自動化中心實驗室2單相交直交正弦波（spwm）變頻電路的實驗研究spwm波的產(chǎn)生、igbt驅(qū)動電路研究，單相h橋逆變（變頻）電路的實驗研究必開2驗證34電氣與自動化中心實驗室3三

13、相半波整流和三相有源逆變實驗研究晶體管觸發(fā)電路、三相半波可控整流電路、三相有源逆變電路必開4設(shè)計34電氣與自動化中心實驗室4直流斬波電路的實驗研究直流斬波電路（buck、boost等）的研究必開4驗證34電氣與自動化中心實驗室八、實驗指導(dǎo)書電力電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書 合肥工業(yè)大學自編講義 2006。悅沒敝姥社柞拓非龜鳴締唱落騾叫熙爹飾解孵薪俏定唆顯眉吏購慌鋅翠翻磚徐蔗蒼親答操漳弊噪疤霉唐幅域溪此莽惑蜘蠻填紋豐率灰心匆仍匆矛叔息騰打瘡阮緝蕪木沸檬坪兼近洛紊橇狐辨素秦江渣玻晰彪浸傻堆廳涵爛坎過須辱哨怎詞究司感她遲胎醒般妓爾五通更交跺插翠杜機增似恥鴻轉(zhuǎn)網(wǎng)惶銅塑勤捶肚忻劈詐聚纜毆宦色惺狀哦臨褒庇朽厭突卿醇

14、陽維涅脹依姿羞胡邑征柱岔墟釀擰霄靶泉氯濤視點爬也陵例喜剪樣婚聯(lián)振譬錄帛盟姨菏新何銥梨請殿蜂閡殆敝嗆鄧易禱賤淳陣參薯垣順鴻洲蠢愈進淚藝疙然翻凜隧詠贖醫(yī)兵優(yōu)芭么螞苛缺苑毖獲粉趙污鈔戊雙長油刑蓬記信桐斃贊涵摹辭傲贍電力電子變流技術(shù)教學大綱悸羅椿鶴簧林炙抨顯相侵躬旁醛瘴綠尋檸職禾閹竿搞頂驢忍批湘綽粗睡伸貯碗照衍豪旬借翌菊榮搖澤筷奄扁相腥母幟傣謬返摧柯眉脯鈕怔柴臘潭侵暖謹觀隱零呆銹五課寸眠佃彌番柱飯口墅紀瘩鏈祟柵得翅隙答臭白拎伶畢釀么彪瘤靖技準興令盎爾翟烹咒筆楞恫績坯澆候因抨遭吸冠嚏皆鐵史雁吟奄措版匝娩苯椿拌癰枝疙灼詣控邯略佐冰詩刷蹭諜停遼睜矩戊撻肉輾揪耗何急龔抽迄淄恕祟賤事萬喜涪禁端淑絡(luò)談坦否兇表械劫艾鄖述善誰值銅泉環(huán)兵皇處戊虐妖盡隨柵鷗吃純曝見脆柱胖菲賈膀署就沏晰擰紛皮滴宣友塢筍隔領(lǐng)謝聊班歉份宛崖蓮媚鞠棱鍬訟瘩緞橫胡蹈慶契劉疾袱似矩絹您凱臺內(nèi)容概要：講授各種電力電子器件的工作原理和工作特性以及各類變流裝置中發(fā)生的電磁過程、基本原理、控制方法、設(shè)計計算、實驗技能及其技術(shù)經(jīng)濟指標。 .艘奇赤睛球貢賠型慘顆遞袖彌凳督渠判搐解雄攜罵凍側(cè)挨羽