電力電子技術(shù)大綱理論課程

1、電力電子技術(shù)課程教學(xué)大綱第一部分大綱說明課程代碼：* （采用現(xiàn)行5位數(shù)字的課程代碼）課程名稱：電力電子技術(shù)總 學(xué) 時：56學(xué)時（英中理論44學(xué)時，實踐12學(xué)時）總學(xué)分：3學(xué)分課程類別：必修課適用專業(yè)：電氣工程及苴自動化預(yù)修要求：電路原理、模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)課程性質(zhì)、目的、任務(wù)：性質(zhì)：本課程屬于電氣工程及英自動化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門理論與應(yīng)用相結(jié)合，實踐性 很強的課程。目的：使學(xué)生能較熟練地應(yīng)用電力電子器件和以計算機為代表的控制技術(shù)對電能進行處理和變 換。任務(wù)：培養(yǎng)學(xué)生了解電力電子技術(shù)的發(fā)展動向和應(yīng)用領(lǐng)域。了解與熟悉常用的電力電子器件的 工作機理、電氣特性和主要參數(shù)。理解和掌握基本的

2、電力電子電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、波形的 原理、電氣性能、分析方法和參數(shù)汁算，并能進行初步的設(shè)計。對電力電子電路具有一左的實驗和 調(diào)試能力。教學(xué)基本要求：熟悉和掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性和使用方法：熟 悉和掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流一交流電力變換電路和逆變電路的結(jié)構(gòu)、工作 原理、波形分析和控制方法。掌握PW衛(wèi)技術(shù)的工作原理和控制特性，了解軟開關(guān)技術(shù)的基本原理。 了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展動向。掌握基本電力電子裝置的實驗和調(diào)試方法。教學(xué)方法和教學(xué)手段建議：本課程以課堂講授為主，課堂教學(xué)將充分利用il算機技術(shù)：教材配有相應(yīng)的習(xí)題集，

3、課內(nèi)外學(xué) 時比大約為1： 1.5。CAI課件可充分利用校圖書館已有的國家級精品課程一一電力電子技術(shù)網(wǎng) 絡(luò)課程，課程網(wǎng)站有電子教案（課程網(wǎng)址：http： /pel）,可供選用。為學(xué)生提供 全天候的幫助。大綱使用說明：本大綱適用于電氣工程及其自動化專業(yè)本科教學(xué)，安排在高等數(shù)學(xué)、電路原理、模擬電 子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課程之后講授。本著講透、講深的原則，本課程重點講授電力器件、AC/DC變 換、DC/AC變換、DC/DC變換等基本知識。第二部分大綱正文第一章緒論 總學(xué)時：2學(xué)時（理論2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：掌握電力電子技術(shù)的基本概念、學(xué)科地位、基本內(nèi)容和發(fā)展歷史：了解電 力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍；了解電力電

4、子技術(shù)的發(fā)展前景：了解本課程的任務(wù)與要求。教學(xué)重點：電力電子技術(shù)的發(fā)展教學(xué)難點：電力電子技術(shù)的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：1. 什么是電力電子技術(shù)2. 電力電子技術(shù)的發(fā)展史3. 電力電子技術(shù)的應(yīng)用4. 教材的內(nèi)容簡介及使用說明作業(yè)布置與要求：查詢電力電子技術(shù)的應(yīng)用資料第二章 電力電子器件 總學(xué)時：10學(xué)時（理論8學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：了解電力電子器件的發(fā)展、分類與應(yīng)用，理解和掌握晶閘管（SCR）、可關(guān)斷 晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR或BJT）、電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）和絕緣柵雙極晶體管 （IGBT）等常用的電力電子器件的工作機理、電氣特性和主要參數(shù)。教學(xué)重點：各種電力電子器

5、件原理、性能上的不同點，各自應(yīng)用的場合教學(xué)難點：各器件的主要參數(shù)教學(xué)內(nèi)容：1. 電力電子器件概述2. 不可控器件一一電力二極管3. 半控型器件一一晶閘管4. 典型全控型器件5. 其他新型電力電子器件6. 功率集成電路與集成電力電子模塊作業(yè)布置與要求：查詢功率二極管、晶閘管資料；晶閘管參數(shù)2道題第三章 整流電路總學(xué)時：12學(xué)時（理論10學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：理解和掌握單相橋式、三相半波、三相橋式等整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作 原理、波形的道理.電氣性能、分析方法和參數(shù)汁算。理解和掌握單相、三相有源逆變電路的工作 原理，有源逆變的應(yīng)用和整流電路的功率因數(shù)及其改善的方法教學(xué)重點：波形分析和

6、基本電量計算的方法、有源逆變的條件和有源逆變失敗的原因教學(xué)難點：不同負載對工況的影響和整流器交流側(cè)電抗對整流電路的影響教學(xué)內(nèi)容：1. 單相可控整流電路2. 三相可控整流電路3. 變壓器漏感對整流電路的影響4. 電容濾波的不可控整流電路5. 整流電路的諧波和功率因數(shù)6. 大功率可控整流電路7. 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)8. 整流電路相位控制的實現(xiàn)作業(yè)布置與要求：單相半波1道題，單相橋式全控1道題，橋式半控整流電路1道題，單相橋 式全控整流電路1道題，三相可控整流電路1道題，三相半波1逍題、三相橋式全控整流電路1道 題，有源逆變2道題。第四章逆變電路 總學(xué)時：6學(xué)時（理論4學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章

7、教學(xué)基本要求：掌握基本逆變電路的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理及控制方式：掌握晶閘管逆變電 路的換流方式及逆變電路的分類方法：了解多重化和多電平逆變電路。教學(xué)重點：掌握基本逆變電路的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理及控制方式。教學(xué)難點：多重化和多電平逆變電路。教學(xué)內(nèi)容：1. 換流方式2. 電壓型逆變電路3. 電流型逆變電路4. 多重逆變電路和多電平逆變電路作業(yè)布置與要求：槪念題3逍，三相橋式逆變電路1道題.第五章直流-直流變流電路 總學(xué)時：10學(xué)時（理論8學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：掌握基本直流斬波器的基本電路拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理及控制方式，掌握直 流斬波器的波形分析及電路參數(shù)汁算，了解多相多重型斬波電路、多象限

8、斬波電路。教學(xué)重點：掌握各種斬波電路的基本電路拓撲結(jié)構(gòu)及其分析方法、控制方式，掌握直流斬波器 的波形分析及電路參數(shù)汁算教學(xué)難點：基本斬波電路分析方法、控制方式，波形分析及電路參數(shù)計算教學(xué)內(nèi)容：1. 基本斬波電路2. 復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路3. 帶隔離的直流-直流變流電路作業(yè)布置與要求：降壓斬波電路1逍題，升壓斬波電路1道題，升降壓斬波電路1道題，橋式 可逆斬波電路1道題，多相多重斬波電路1道題。第六章交流-交流變流電路總學(xué)時：6學(xué)時（理論4學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：重點掌握單相相控式交流調(diào)壓電路；掌握三相相控式交流調(diào)壓電路；掌握 交流調(diào)功電路；了解交流電子開關(guān)；掌握單相輸出交

9、一交變頻電路；了解三相輸出交一交變頻電路: 了解矩陣式變頻電路。教學(xué)重點：單相相控式交流調(diào)壓電路：三相相控式交流調(diào)壓電路教學(xué)難點：交一交變頻電路的分析教學(xué)內(nèi)容：1. 交流調(diào)壓電路2. 其他交流電力控制電路3. 交-交變頻電路4. 矩陣式變頻電路作業(yè)布置與要求：交流調(diào)壓器1適題，交流調(diào)功器1道題，交-交變頻器1逍題。第七章PWM控制技術(shù) 總學(xué)時：6學(xué)時（理論4學(xué)時，實踐2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：掌握PWM控制的基本原理：掌握P刑逆變電路的控制方式：掌握PWM波形 的生成方法；了解PW衛(wèi)逆變電路的諧波分析：了解跟蹤型PWM逆變電路：了解PWM整流電路。教學(xué)亙點：PWM控制的基本原理；PWM逆變電路

10、的控制方式。教學(xué)難點：脈寬調(diào)制和諧波消除方法。教學(xué)內(nèi)容：1. PWM控制的基本原理2. PWM逆變電路及英控制方法3. PWM跟蹤控制技術(shù)4. PWM整流電路及英控制方法作業(yè)布置與要求：PWM控制基本原理1道題；PWM逆變電路1道題：PWM跟蹤控制1道題。第八章軟開關(guān)技術(shù) 總學(xué)時：2學(xué)時（理論2學(xué)時）本章教學(xué)基本要求：掌握軟開關(guān)技術(shù)的分類：掌握齊種軟開關(guān)電路的原理及應(yīng)用。教學(xué)重點：串聯(lián)諧振DC-DC變換器教學(xué)難點：有源箝位零電壓開關(guān)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容：1. 軟開關(guān)的基本概念2. 軟開關(guān)電路的分類3. 典型的軟開關(guān)電路4. 軟開關(guān)技術(shù)新進展作業(yè)布置與要求：軟開關(guān)電路2道題。本課程對學(xué)生自學(xué)的要求：本課

11、程最顯著的特點是理論必須聯(lián)系實踐。因此要求學(xué)生課前認真 預(yù)習(xí)，記下疑點：課中積極參與，跟上進度：課后及時消化，獨立完成作業(yè)。要求學(xué)生能從推薦的 參考書中選一到兩本作為自學(xué)用書。應(yīng)自主歸納各章基本內(nèi)容，做好小結(jié)工作。教學(xué)課時分配表章節(jié)具體內(nèi)容學(xué)時第1章緒論2學(xué)時第2章電力電子器件10學(xué)時第3章整流電路12學(xué)時第4章逆變電路6學(xué)時第5章直流-直流變流電路10學(xué)時第6章交流交流變流電路6學(xué)時第7章PWM控制技術(shù)6學(xué)時第8章軟開關(guān)技術(shù)2學(xué)時總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)2學(xué)時合計56學(xué)時課程考核方式與要求：閉卷：其中閉卷考試占70%,平時成績占30%。參考書目：（1）王兆安，劉進軍 主編：電力電子技術(shù)（第5版），機械工

12、業(yè)出版社，2009年;（2）陳堅：電力電子學(xué)一電力電子變換和控制技術(shù)，髙等教冇岀版社，2011年：（3）袁立強 等編箸：電力半導(dǎo)體器件原理與應(yīng)用，機械工業(yè)出版社，2011年。撰寫人：王璇審定人:參與討論人員:. 丫 丫. *T* 丫 T* j 丫. 丫 丫. 4 | j | «T« 丫.* （簽名）編寫系（部）：機電與建筑工程系2015年4月電力電子技術(shù)實驗教學(xué)大綱課程代碼：*（5號宋體，1.5倍行距）課程名稱：電力電子技術(shù)總學(xué)時/實驗學(xué)時：56學(xué)時/12學(xué)時總學(xué)分/實驗學(xué)分：2. 36學(xué)分/0. 64學(xué)分課程類別：必修課開課學(xué)期：第五學(xué)期適用專業(yè)：電氣工程及苴自動化專業(yè)綜

13、合實驗室（實驗中心）名稱：機電工程實驗中心二級實驗室名稱：電氣工程實驗室一、課程簡介本課程從兩方面介紹了電力電子技術(shù)的相關(guān)知識，即各類電力電子器件的工作原理、性能指標(biāo) 及發(fā)展趨勢，和用于不同電源變換的電路拓撲特征、工作原理及設(shè)汁分析方法。本課程實驗分為五個部分：電力電子器件開關(guān)性能測試：晶閘管整流電路實驗；直流斬波及開關(guān)電 源實驗：交流調(diào)壓電路測試：無源逆變電路實驗等。二、實驗的地位、作用和目的電力電子技術(shù)是自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)核心課程，電力電子 技術(shù)實驗對于學(xué)生鞏固課程理論知識和增強動手能力非常重要，通過設(shè)置的器件性能測試和各類變 換電源電路實驗，使學(xué)生理解電子信息

14、技術(shù)與電力電源變換技術(shù)的控制與被控制的本質(zhì)和特點，掌 握電力電子電路設(shè)計、測試的一般方法，并能熟練運用各類分析儀器儀表，為后續(xù)課程打下有關(guān)電 源技術(shù)的基礎(chǔ)知識和運用能力。三、實驗方式與基本要求1. 由指導(dǎo)教師講淸實驗的基本要求，實驗所涉及到的硬件的使用和連接方法以及測試要求和注意 事項。2. 實驗1-2人1組，每個實驗的時間為2小時，由學(xué)生獨立完成。學(xué)生完成實驗并將實驗結(jié)果交 指導(dǎo)教師檢查，符合要求后方可離開實驗室。學(xué)生對不同類型的電力電子器件、調(diào)制信號單元進行獨立測試，設(shè)汁并組成多種AC-DC、DC-DC、 DC-AC、AC-AC典型電源電路（系統(tǒng)），通過數(shù)字化儀表對電路各環(huán)石電壓、電流瞬態(tài)

15、波形的測試及 頻譜分析，評價電源系統(tǒng)的變換效率和質(zhì)量。實驗要求學(xué)生正確掌握電路的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)波形測疑方法，熟悉從器件到單元再到系統(tǒng)的整定、 調(diào)試原理和方法。四、實驗報告與考核1、學(xué)生進行實驗前，由指導(dǎo)教師點餌并檢查預(yù)習(xí)報告，預(yù)習(xí)報告符合要求方可實驗。2、驗后由指導(dǎo)教師驗收，符合要求后學(xué)生方可離開實驗室。學(xué)生應(yīng)在實驗報告中寫出硬件連接方法，繪制響應(yīng)曲線，分析實驗結(jié)果。指導(dǎo)教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生 動手能力及實驗報告評定成績。實驗報告要求：敘述實驗?zāi)康?、原理，記錄實驗步驟、波形結(jié)果并 對其進行分析得出正確結(jié)論：記錄并討論調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法。五、實驗設(shè)備及器材材料配置電力電子及電氣傳動控制系統(tǒng)實驗臺

16、10套；數(shù)字存儲示波器10臺；數(shù)萬用表10臺：六、實驗指導(dǎo)書及主要參考書推薦教材：電力電子技術(shù)實踐指導(dǎo)，劉立平，朱瓊，髙可攀編，中國電力出版社，2009參考書目：電力電子技術(shù)與電機控制實驗教程，潘再平編，杭州：浙江大學(xué)出版社，2000電力電子技術(shù)（第5版），王兆安，劉進軍主編，北京：機械工業(yè)岀版社，2009七、實驗項目與內(nèi)容提要序 號實驗項目名稱目的要求、內(nèi)容提要（限20字）每組 人數(shù)項目 學(xué)時S必做/ 選做1實驗一：單結(jié)晶體 管觸發(fā)電路和單相 半波可控整流電路 實驗熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及 各元件的作用：掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 的調(diào)試步驟和方法：對單相半波可控整流 電路工作過程作全

17、面分析。22驗證性必做實 驗2實驗二：單相橋式 半控整流電路實驗加深對單相橋式半控整流電路各工作情 況的理解：學(xué)會對實驗中出現(xiàn)的問題加以 分析和解決。22必做實 驗3實驗三：單相橋式 全控整流及有源逆 變電路實驗加深理解單相橋式全控整流及逆變電路 的工作原理：研究單相橋式變流電路由整 流切換到逆變的全過程，掌握實現(xiàn)有源逆 變的條件。22證驗性必做實 驗4實驗四：三相橋式 全控整流及有源逆 變電路實驗加深理解三相橋式全控整流及有源逆變 電路的工作原理；了解KC系列集成觸發(fā) 器的調(diào)整方法和各點的波形。22驗證性選做實 驗0實驗五：直流斬波 電路實驗加深理解斬波器電路的工作原理；掌握斬 波器主電路、

18、觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方 法。22驗證性必做實 驗6實驗六：單相交流 調(diào)壓（相控）電路 實驗加深理解單相交流調(diào)壓電路的工作原理： 加深理解單相交流調(diào)壓電路帶電感性負 載對脈沖及移相范圍的要求。22"性必做實 驗7實驗七：鋸齒波同 步移相觸發(fā)電路實 驗加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工 作原理及各元件的作用：掌握鋸齒波同步 移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。22r必做實 驗8實驗八：電力電子 自關(guān)斷器件及驅(qū)動 保護電路實驗加深理解各種自關(guān)斷器件對驅(qū)動與保護 電路的要求：熟悉各種自關(guān)斷器件的驅(qū)動 與保護電路的結(jié)構(gòu)和特點。22"性選做實 驗9三相橋式全控整流 及有源逆變電路實 驗三相橋式全控整流電路；三相橋式有源逆 變電路：觀察整流或逆變狀態(tài)下模擬電 路故障現(xiàn)象時的波形。22"性選做實 驗10三相交流調(diào)壓電路實驗加深理解三相交流調(diào)圧電路的工作原理： 了解三相交流調(diào)壓電路的工作情況；了解 三相交流調(diào)壓電路觸發(fā)電路原理。22驗證 性選做實 驗11全橋DC./DC變換電 路實驗掌握可逆直流脈寬