《電力電子技術基礎》教學大綱

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 電力電子技術基礎 教學大綱課程基本信息開課單位 電氣與信息工程學院課程代碼ECO5003 課程名稱電力電子技術基礎 英文名稱Basic of Power Electronics 課程性質 學分 35總 學 時 80先修課程高等數學、大學物理、電路、模擬電子技術、數字電子技術、電機學（電機拖動基礎）、自動控制理論。 開課學期 2013-2014-春季學期適應專業(yè)自動化、電氣工程及其自動化 課程描述中文: 電力電子技術是利用有關器件對電能進行控制和轉化的技術,是應用于電力

2、領域的電子技術。它包括電力電子器件、變流電路和控制電路三個部分,是電力技術、電子技術和現代控制技術三者交叉形成的學科。“電力電子技術基礎”課程是電氣工程及其自動化專業(yè)、自動化專業(yè)本科生必修的學科基礎課程，本課程的目的和任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標。同時，為相關的后續(xù)專業(yè)課程打好基礎。英文： Power electronic is a technology which usessome devices to control and transfer power

3、. It is a branch of electronic technology which is applied in the field of power. It includes the power electronic devices, converter circuit and control circuit. Power electronics is an interdiscipline of electric power technology, electronic technology, and modern control technology. Power electro

4、nics is an indispensable and professional core course for students of electrical engineering and its automation. This course aims to enable students to master the operational characteristics and applied methods of various commonly used power electronics device ; To masterstructure, working principle

5、, control method, design and calculation methods and experimental skills of basic power electronic circuit ; Tounderstand the application and technical- economic index of power electronic devices, so as to lay a foundation for their further work in power electronic technology. This course mainly cov

6、ers power electronic device, AC-DC converter, DC-AC converter, DC-DC converter, AC-AC converter, PWM control, soft switch technology, etc. 課程內容（二）課程教學目標1. 熟悉和掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結構、原理、特性和使用方法；2. 熟悉和掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流交流電力變換電路和逆變電路的結構、工作原理、波形分析和控制方法。3. 了解電力電子新技術的基本原理。4. 了解電力電子技術的應用范圍和發(fā)展動向。5.

7、 掌握基本電力電子裝置的實驗和調試方法。（二）基本教學內容第一章、緒論教學目的與要求：了解電力電子技術的基本概念、內容、地位及其應用。教學內容：（1）電力電子技術的內容；（2）電力電子技術的發(fā)展歷史；（3）電力電子技術的應用；（4）課程教學要求學時分配：大班上課：2學時第二章、電力電子器件教學目的與要求：熟練掌握電力電子器件的模型、工作原理、特性與參數、驅動要求；掌握電力電子器件的保護內容、緩沖電路結構形式及其參數計算；掌握功率MOSFET和IGBT驅動電路設計方法熟悉電力電子器件的串聯(lián)與并聯(lián)了解晶閘管派生器件、電力晶體管等新型電力電子器件的基本原理。教學重點：（1）晶閘管模型及工作原理；（2

8、）電力場效應管和絕緣柵雙極晶體管驅動電路（3）電力電子器件的緩沖電路教學難點：（1）晶閘管雙晶體管模型及電流定額計算；（2）電力MOSFET和IGBT驅動電路；（3）電力MOSFET和IGBT緩沖電路教學內容：（1） 不可控器件-電力整流管（自學）電力二極管工作原理電力二極管基本特性電力二極管主要參數（2） 半控性器件-晶閘管晶閘管的基本工作電路及工作狀態(tài)晶閘管的雙晶體管模型及工作原理晶閘管特性及參數晶閘管派生器件（3） 全控型電力電子器件電力晶體管電力場效應管絕緣柵雙極晶體管其他電力電子器件（4）電力電子器件驅動晶閘管觸發(fā)電路要求電流型驅動電路電壓型驅動電路（5）電力電子器件保護與緩沖過電壓

9、的產生與過電壓保護過電流保護緩沖電路（6）電力電子器件并聯(lián)與串聯(lián)晶閘管串聯(lián)晶閘管并聯(lián)功率MOSFET和IGBT的并聯(lián)運行學時分配：大班教學：8學時；小班討論：2學時。教學方式教學內容大班教學1電力電子器件概述；晶閘管大班教學2全控型電力電子器件大班教學3其它新型電力電子器件；電力電子器件驅動電路大班教學4電力電子器件保護與緩沖；電力電子器件串聯(lián)與并聯(lián)小班討論1晶閘管電流定額計算；功率MOSFET和IGBT驅動電路第三章、相控整流電路教學目的與要求：熟練掌握單相全控整流電路、單相半控整流電路、三相半波可控整流電路、三相橋式全控整流電路的主電路拓撲、工作原理、工作波形和參數計算；熟練掌握交流側電感

10、對整流電路的影響及分析方法熟練掌握相控整流電路的有源逆變的工作條件、工作原理、工作波形及參數計算，掌握有源逆變失敗的原因；掌握相控整流電路移相觸發(fā)電路原理、同步原理及定相方法；熟悉電容濾波下的整流電路的工作特點；了解整流電路的諧波和功率因數分析方法；了解大功率相控整流電路的基本結構教學重點：單相、三相相控整流電路的主電路拓撲形式、工作原理與波形、參數計算；相控整流電路的換相過程及分析方法；相控整流電路的有源逆變；相控整流電路的驅動電路原理教學難點：單相、三相相控整流電路的工作波形；相控整流電路的換相過程；相控整流電路的有源逆變；教學內容：（1） 晶閘管單相可控整流電路單相半波可控整流電路單相橋

11、式全控整流電路單相可控整流電路的其他拓撲及特點（2）晶閘管三相可控整流電路三相半波可控整流電路三相橋式全控整流電路（3）晶閘管整流電路的換相過程（4）電容濾波的不可控整流電路電容濾波的單相不可控整流電路電容濾波的三相不可控整流電路（5） 整流電路的諧波及功率因數諧波和無功功率分析基礎可控整流電路交流側諧波和功率因數分析整流輸出電壓和電流的諧波分析（6）大功率晶閘管可控整流電路帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路多重化整流電路（7）晶閘管整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變的概念三相整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變失敗及最小逆變角限制（8） 晶閘管可控整流電路的控制可控整流電路控制系統(tǒng)組成及原理晶閘管觸發(fā)

12、電路（相位控制原理及同步）可控整流系統(tǒng)數學模型及調節(jié)器參數整定學時分配：大班教學：10學時；小班輔導：4學時；實驗：4學時教學方式教學內容大班教學1單相可控整流電路大班教學2三相可控整流電路大班教學3晶閘管整流電路的換相過程；電容濾波的不可控整流電路大班教學4相控整流電路的逆變運行工作方式；相控整流電路的驅動控制大班教學5整流電路的諧波和功率因數；大功率可控整流電路小班討論1可控整流裝置的設計小班討論2可控整流電路習題與討論實驗教學單相可控整流電路實驗和三相可控整流電路實驗（任選一個）第四章、直流-直流變換電路教學目的與要求：熟練掌握基本斬波電路（升壓斬波、降壓斬波、升降壓斬波）的主電路形式、

13、工作模式、工作波形和參數計算；掌握復合斬波電路、可逆斬波電路和多重斬波電路的主電路形式、工作模式及波形；熟悉直流-直流變換器建模方法；了解隔離式直流-直流變換器的電路拓撲及工作原理。教學重點：（1）基本斬波電路的主電路拓撲、工作原理及參數計算；（2）復合斬波電路和多重斬波電路電路拓撲及工作原理。（3）直流-直流變換電路建模教學難點：直流斬波電路的基本工作模式及分析方法；直流-直流變換電路的狀態(tài)空間平均值建模。教學內容：（1） 基本斬波電路降壓斬波電路（Buck Chopper）升壓斬波電路(Boost Chopper)升降壓斬波電路(Buck-Boost Chopper)Sepic斬波電路和Z

14、eta斬波電路（自學）（2）復合斬波電路和多相多重斬波電路電流可逆斬波電路橋式可逆斬波電路多相多重斬波電路（3）帶隔離的直流-直流變換電路帶隔離的直流-直流變換電路結構與原理正激電路反激電路半橋電路全橋電路推挽電路（4）直流-直流變換器的建模與控制直流-直流變換器的建模直流-直流變換器的閉環(huán)控制結構與實現學時分配：大班教學：4學時；小班討論：4學時；實驗：4學時。教學方式教學內容大班教學1基本斬波電路大班教學2復合斬波電路及可逆斬波電路；帶隔離的直流-直流變換電路小班討論1開關電源設計小班討論2直流-直流變換電路的建模與控制；直流-直流變換器的計算機仿真實驗教學降壓斬波、升壓斬波、升降壓斬波、

15、電流可逆斬波、復合斬波、橋式斬波電路實驗（任選1個）第五章、交流-交流變換電路教學目的與要求：熟練掌握單相交流調壓電路的工作原理、工作波形及參數計算掌握三相交流調壓電路的主電路形式、工作模式；熟悉斬波式交流調壓電路的結構形式及基本工作要求了解交-交變頻器的主電路結構和工作原理教學重點：交流-交流變換主電路拓撲及工作原理。教學難點：三相交流調壓電路工作分析教學內容：（1） 交流調壓電路單相交流調壓電路三相交流調壓電路斬控式交流調壓電路（2）交流電力控制電路交流調功電路交流電力電子開關（3）交-交變頻電路單相交-交變頻電路三相交-交變頻電路學時分配：大班教學：6學時；實驗：4學時教學方式教學內容大

16、班教學1交流調壓電路；交流電力控制電路大班教學2交-交變頻電路實驗教學單相交流調壓電路、三相交流調壓電路實驗（任選1個）第六章、逆變電路教學目的與要求：熟練掌握單相電壓型逆變器和三相電壓型逆變器的主電路拓撲、工作過程、工作波形及參數計算掌握電流型逆變器的特點、電路拓撲及工作原理掌握逆變器的正弦脈沖寬度調制的原理及實現方法了解多重逆變器和多電平逆變器的主電路結構和工作原理。教學重點：（1）單相電壓型逆變電路、三相電壓型逆變電路的主電路拓撲、工作過程、工作波形及參數計算；（2）逆變器的脈沖寬度調制技術教學難點：（1）三相電壓型逆變器的工作過程及波形（2）正弦脈沖寬度調制技術原理及實現方法教學內容：

17、（1）逆變電路概述逆變基本原理電力電子器件換流方式（2）電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路（3）電流型逆變電路單相電流型逆變電路三相電流型逆變電路（4）多重逆變電路及多電平逆變電路多重逆變電路多電平逆變電路（5） PWM控制技術逆變器PWM技術概述兩電平逆變器正弦波脈寬調制（PWM）技術多電平逆變器脈寬調制（PWM）技術學時分配：大班教學：12學時；小班討論：4學時；實驗：4學時。教學方式教學內容大班教學1電壓型逆變電路大班教學2電流型你變電路大班教學3多重逆變電路及多電平逆變電路大班教學4PWM控制的基本原理大班教學5脈沖寬度調制（PWM）控制技術大班教學6PWM跟蹤控制技術

18、；PWM整流電路及其控制方法小班討論1變頻器設計小班討論2逆變器計算機仿真實驗教學單相電壓型逆變器、三相電流型逆變器實驗（任選1個）第七章、電力電子新技術簡介教學目的與要求：了解電力電子技術當前研究熱點技術的基本情況教學內容：組合變流技術 軟開關技術矩陣變換器功率因數校正學時分配：大班教學：8學時，小班討論：2學時。教學方式教學內容大班教學1軟開關技術的基本概念；軟開關電路的分類大班教學2典型的軟開關電路；軟開關技術新進展 大班教學3組合變流技術大班教學4電力電子技術的應用小班討論2習題課及討論四、考核方式 理論考試成績（60%）+平時成績（20%）+實驗成績（1）理論考試采用課堂閉卷考試，由電力電子技術教學平臺組織統(tǒng)一命題和閱卷。（2）平時成績包括課堂討論、各章作業(yè)和大型作業(yè)的成績，本課程安排三個大型作業(yè)：晶閘管整流電源設計；開關電源設計；交-直-交變頻器設計。（3）實驗安排晶閘管整流電路、晶閘管交流調壓電路、電力MOSFET斬波電路、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）逆變器電路四個綜合性實驗，每次實驗安排四個小時，完成