電力電子控制技術(shù)

1、電力電子控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)大綱power electronic control technology 課程編號(hào)：0806010380402課程類別：獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)：32（總學(xué)時(shí)32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)32） 學(xué)分：1適用對(duì)象：電子信息工程專業(yè)“卓越計(jì)劃” 先修課程：電路原理a、模擬電子技術(shù)z、數(shù)字電子技術(shù)z和電力電子技術(shù)一、課程的性質(zhì)與任務(wù)課程的性質(zhì)：本課程為電子信息工程專業(yè)“卓越計(jì)劃”班提供的一門專業(yè)選修課。課程的任務(wù)：進(jìn)一步鞏固電力電子技術(shù)課程技術(shù)領(lǐng)域的電路基礎(chǔ)知識(shí)、控制技術(shù)和測試實(shí)驗(yàn)技術(shù)。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生加深理解電力電子變換電路的基本原理及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用；掌握電力電子變換主電路的選

2、型及參數(shù)計(jì)算方法；掌握電力電子器件和裝置的控制電路設(shè)計(jì)方法；通過讓學(xué)生完成較為綜合的實(shí)驗(yàn)課題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成獨(dú)立完成“提出問題、研究問題、解決問題”的良好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的探索求知精神，為今后從事與電力電子技術(shù)相關(guān)的科學(xué)研究工作打下良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)的目的與要求電力電子控制技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過課程設(shè)計(jì)這一集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，鞏固和加深對(duì)電力電子技術(shù)的理解，提高綜合運(yùn)用本課程及相關(guān)課程所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力。培養(yǎng)學(xué)生選用參考書，查閱手冊(cè)及文獻(xiàn)資料的能力。通過實(shí)際系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，建立工程設(shè)計(jì)的基本概念和方法。通過實(shí)際設(shè)計(jì)中電力半導(dǎo)體器件的選用，掌握電力半導(dǎo)體器件的工程選用方法。通過

3、小型電力電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電力電子變流系統(tǒng)的調(diào)試仿真與調(diào)試，掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和系統(tǒng)綜合的基本方法，培養(yǎng)獨(dú)立思考，深入研究，分析問題、解決問題的能力。能夠夠按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書，能正確闡述和分析設(shè)計(jì)結(jié)果。三、考核方式及辦法采取上機(jī)考核和平時(shí)成績相結(jié)合的方法，綜合評(píng)定學(xué)生成績。主要對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度、操作熟練程度、完成實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量（內(nèi)容與報(bào)告）、解決問題的能力等方面進(jìn)行考核。平時(shí)實(shí)驗(yàn)占70%，上機(jī)考核占30%。每個(gè)實(shí)驗(yàn)，預(yù)習(xí)報(bào)告占30%，實(shí)際操作40%，總結(jié)報(bào)告30%。實(shí)驗(yàn)成績分：優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱與學(xué)時(shí)分配：電力電子控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)安排一覽表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)分配必開或選開

4、實(shí)驗(yàn)類型分組人數(shù)1mosfet/igbt驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1212v/1a非隔離開關(guān)電源設(shè)計(jì)（buck電路方案）4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1312v/1a隔離開關(guān)電源設(shè)計(jì)（boost電路方案）4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)14pwm控制技術(shù)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法4選開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)15spwm控制技術(shù)的fpga實(shí)現(xiàn)方法4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)16步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)17scr交流調(diào)壓控制4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)18直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的控制設(shè)計(jì)4必開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)1五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)一 mosfet/igbt驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)1 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求(1) 理解mosfet/igbt驅(qū)動(dòng)電路電路設(shè)計(jì)方法。(2) 熟悉驅(qū)動(dòng)測試

5、方法。2實(shí)踐內(nèi)容或原理實(shí)踐原理：設(shè)計(jì)一個(gè)電壓源或電流源電路對(duì)功率mosfet或igbt進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。可以參照?qǐng)D1.3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭（3） 器件若干4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求圖1. mosfet/igbt驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)二 12v/1a非隔離開關(guān)電源設(shè)計(jì)（buck電路方案）1. 本次實(shí)

6、驗(yàn)的目的和要求學(xué)習(xí)buck電路的原理及電壓型控制方法，設(shè)計(jì)非隔離開關(guān)電源。2 實(shí)踐內(nèi)容或原理參照下圖進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭（3） 器件若干4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。圖2. mosfet/igbt驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)三

7、12v/1a隔離開關(guān)電源設(shè)計(jì)（boost電路方案）1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求學(xué)習(xí)boost電路的原理及電流型控制方法，掌握設(shè)計(jì)隔離開關(guān)電源的方法。2實(shí)踐內(nèi)容或原理使用圖3所示原理的電流型控制芯片設(shè)計(jì)boost主電路控制器。圖3. 電流型控制芯片原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） 器件若干。4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，

8、回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)四 pwm控制技術(shù)的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求（1） 進(jìn)一步掌握pwm的原理；（2） 實(shí)踐單片機(jī)下實(shí)現(xiàn)pwm的方法。2. 實(shí)踐內(nèi)容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） 51系列或avr等單片機(jī)最小系統(tǒng)（4） 器件若干。4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)

9、驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、程序、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)五 spwm控制技術(shù)的fpga實(shí)現(xiàn)方法1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求（1） 進(jìn)一步掌握spwm的原理；（2） 學(xué)習(xí)fpga實(shí)現(xiàn)spwm的方法。2. 實(shí)踐內(nèi)容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） fpga最小系統(tǒng)4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老

10、師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)六 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求2. 實(shí)踐內(nèi)容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)

11、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)七 scr交流調(diào)壓控制1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求2. 實(shí)踐內(nèi)容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)八 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的控制設(shè)計(jì)1. 本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求2. 實(shí)踐內(nèi)容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實(shí)踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學(xué)方

12、式本實(shí)驗(yàn)課程采用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，參數(shù)由老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路或參照已有的電路，寫出設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)方案交老師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)為一人一組，實(shí)驗(yàn)完畢要認(rèn)真寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，回答思考題。6. 實(shí)踐教學(xué)報(bào)告要求將實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)過程、硬件測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析結(jié)果寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)注意的問題1組織管理的要求（1）實(shí)驗(yàn)授課計(jì)劃由任課教師根據(jù)實(shí)踐教學(xué)大綱編制。（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)程表作為實(shí)施、檢查、考核的依據(jù)，若因客觀原因不能按實(shí)驗(yàn)進(jìn)程表規(guī)定的時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，有關(guān)當(dāng)事人應(yīng)事前向教務(wù)處提出申請(qǐng)，經(jīng)與實(shí)驗(yàn)室協(xié)商后另定時(shí)間。  （3）每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

13、要有完整的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)文件，無實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)文件，不可開實(shí)驗(yàn)。（4）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備要配套完好，所需配套設(shè)施預(yù)備齊全。（5）將實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組，確保每個(gè)學(xué)生都有實(shí)際操作的機(jī)會(huì)。2對(duì)教師的要求（1）上課前做好充分的備課準(zhǔn)備。（2）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)提問檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，不合格者不準(zhǔn)參加實(shí)驗(yàn)。（3）明確實(shí)踐教學(xué)的目的，注意學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（4）認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3對(duì)學(xué)生的要求（1）具有一定的預(yù)備知識(shí)，如復(fù)習(xí)電力電子技術(shù)、電子技術(shù)課程，先行自學(xué)vhdl、c語言、quartus ii軟件、pspice軟件和saber軟件的使用。（2）上課前做好充分的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，認(rèn)真做好預(yù)習(xí)報(bào)告。4對(duì)教學(xué)基地、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)員的要求（1）實(shí)驗(yàn)課同理論課一樣，實(shí)驗(yàn)員要寫好教案，無教案不準(zhǔn)上實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)員應(yīng)預(yù)先做實(shí)驗(yàn)，試做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)所用之儀器、設(shè)備等準(zhǔn)備情況，以確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。（2）要求實(shí)驗(yàn)員對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、具體操作及注意事項(xiàng)簡明講解，指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，確保學(xué)生都能實(shí)際操作，實(shí)驗(yàn)員應(yīng)在場指導(dǎo)，要誘導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析、處理問題能力和操作技能，切忌實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)員包辦代替。（4）實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)由指導(dǎo)人員檢查所得數(shù)據(jù)或結(jié)論的準(zhǔn)確性、合理性。同時(shí)應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)后的整理工作，檢查儀器設(shè)備、工具等是否缺損。（5）實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持清潔、整齊。七、教材及主要參考書1、選用教材：（無）2、主要參考書