半導(dǎo)體變流技術(shù)課程剖析

PAGEPAGE六《半導(dǎo)體變流技術(shù)》教學(xué)大綱一.前言本課程是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的一門主干課，屬必修課。其特點(diǎn)是基礎(chǔ)性強(qiáng)，體現(xiàn)了弱電對(duì)強(qiáng)電的控制；又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，能夠理論聯(lián)系實(shí)際。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí),掌握以晶閘管為主的電力半導(dǎo)體器件的工作原理,外部特性及實(shí)際應(yīng)用等方面的知識(shí),同時(shí)掌握以晶閘管為可控整流器件的各種可控整流電路,逆變電路的工作原理,分析方法等方面的知識(shí)。半導(dǎo)體變流技術(shù)技術(shù)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),自動(dòng)化專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,屬必修課.

二．課程剖析（一）、課程剖析1、本課程性質(zhì)和目標(biāo)課程性質(zhì):半導(dǎo)體變流技術(shù)技術(shù)又稱為電力電子變流技術(shù),是一門跨學(xué)科的利用半導(dǎo)體電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),包括對(duì)電壓,電流,頻率和相位的變換.由三部分內(nèi)容組成,即電力電子器件,電力電子電路,電力電子系統(tǒng)及其控制.本課程著重學(xué)習(xí)器件的特性和對(duì)電能進(jìn)行變換的基本電路的工作原理.2、本課程的教學(xué)目標(biāo)通過(guò)對(duì)常用電力電子器件(如SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT等)的結(jié)構(gòu)、特性、參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)方法的了解，從理論上掌握各種電力電子裝置的工作原理；從實(shí)踐上熟悉電力電子裝置的組成、應(yīng)用及擴(kuò)展，目的使學(xué)生具有一定分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試和故障維修的能力。學(xué)習(xí)本課程后，應(yīng)達(dá)到下列要求：

1.熟悉各種電力電子器件的工作原理、特性及參數(shù)。

2.掌握晶閘管整流電路、逆變電路及保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。

3.掌握晶體管觸發(fā)電路的工作原理及波形分析。

4.了解變頻調(diào)速的原理及方法。

5.能對(duì)簡(jiǎn)單的電力電子裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試。3、本課程的沿革和發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。（二）.課程內(nèi)容與指導(dǎo)㈠、理論教學(xué)：

1.緒論

?了解電力電子技術(shù)的發(fā)展史。

?理解新型電力電子器件的結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及工作原理。

2.晶閘管

?掌握普通晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理。

?掌握普通晶閘管的特性及參數(shù)。

3.單相可控整流電路

?掌握單相可控整流電路的工作原理及波形分析。

?熟悉各種電路的數(shù)量關(guān)系及應(yīng)用。

?了解大功率可控整流電路。

4.三相可控整流電路

?掌握三相可控整流電路的工作原理及波形分析。

?熟悉各種電路的數(shù)量關(guān)系及應(yīng)用。

5.晶閘管整流主電路計(jì)算及保護(hù)

?了解整流變壓器參數(shù)計(jì)算。

?熟悉晶閘管的過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)。

?了解晶閘管串聯(lián)和并聯(lián)的均壓和均流措施。

6.晶閘管觸發(fā)電路

?掌握對(duì)觸發(fā)電路的要求。

?熟悉幾種觸發(fā)電路的工作原理及相關(guān)點(diǎn)的波形。

?掌握同步變壓器聯(lián)接組別的確定。

7.晶閘管有源逆變電路

?了解有源逆變工作原理。

?掌握逆變失敗的原因和最小逆變角的限制。

?熟悉逆變電路的應(yīng)用。

8.晶閘管交流開關(guān)與交流調(diào)壓

?掌握雙向晶閘管的觸發(fā)方式。

?了解單相、三相交流調(diào)壓電路的工作原理。

9.變頻電路與直流斬波電路

?了解變頻電路的基本概念。

?熟悉電壓型逆變電路和電流型逆變電路的工作原理。

?掌握PWM的控制技術(shù)。

?能對(duì)故障進(jìn)行分析及排除。㈡、實(shí)驗(yàn)教學(xué)：

⒈晶閘管的測(cè)試及其導(dǎo)通與關(guān)斷條件。

⒉單相半控橋整流電路的性能研究。

⒊單結(jié)管觸發(fā)電路的波形測(cè)試。

⒋正弦波同步觸發(fā)電路的波形測(cè)試。

⒌鋸齒波同步觸發(fā)電路的波形測(cè)試。

⒍三相橋式全控整流電路的性能研究（集成觸發(fā)電路的應(yīng)用）。（三）.學(xué)時(shí)安排序號(hào)內(nèi)

容總學(xué)時(shí)

90學(xué)

時(shí)講

授1緒論222晶閘管663單相可控整流電路12124三相可控整流電路12125晶閘管整流主電路計(jì)算及保護(hù)16166晶閘管觸發(fā)電路16167晶閘管有源逆變電路448晶閘管交流開關(guān)與交流調(diào)壓12129變頻電路與直流斬波電路2210復(fù)習(xí)+機(jī)動(dòng)811合計(jì)9082（四）.與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程為：電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)。想更深入了解電力電子器件的半導(dǎo)體物理原理的學(xué)生可選修電力電子器件。本課程為學(xué)習(xí)電氣控制、調(diào)速系統(tǒng)等課程奠定了基礎(chǔ)。一,課程的地位,性質(zhì)和任務(wù)。（五）.課程改革（1）課題提出的背景電力電子技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展較為迅速的一門學(xué)科,《電力電子技術(shù)》課程是電氣類、自動(dòng)化類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn),原有教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式已不能適應(yīng)電子科技的發(fā)展，課程內(nèi)容也需不斷的充實(shí)和更新。目前的電力電子技術(shù)教材改變了以半控型器件晶閘管及其電路為主體的模式，基本以全控型器件及其電路為主體，使得該課程教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富。但隨著教學(xué)改革的不斷深入以及人才培養(yǎng)計(jì)劃的調(diào)整,專業(yè)課程的課時(shí)大多被壓縮。為達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，我們必須對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進(jìn)行改革。（2）所要解決的主要問(wèn)題1、對(duì)這門課程所涉及的內(nèi)容、教學(xué)素材進(jìn)行深入的分析和研究，合理調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。2、改進(jìn)教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。3、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，注重學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立工作能力?！栋雽?dǎo)體變流技術(shù)》是電類及自動(dòng)化類專業(yè)學(xué)生了解和掌握變流技術(shù)、學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。如何充分有效地利用課堂時(shí)間，如何在課堂教學(xué)中引入創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，已成為當(dāng)前教學(xué)改革迫切需要解決的問(wèn)題。因此為了適應(yīng)新世紀(jì)科學(xué)素質(zhì)教育的要求以及該學(xué)科特點(diǎn)，應(yīng)對(duì)這門課程所涉及的內(nèi)容、教學(xué)素材進(jìn)行深入的分析和研究，合理調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使其教學(xué)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，把學(xué)生培養(yǎng)成為基礎(chǔ)厚、知識(shí)博、能力強(qiáng)、口徑寬和適應(yīng)性強(qiáng)的高素質(zhì)人才,以適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要