电力电子技术实验教案
电力电子技术实验(课程教案)
课程教案课程名称：电力电子技术实验任课教师：张振飞所属院部：电气与信息工程学院教学班级：电气1501-1504班、自动化1501-1504自动化卓越1501教学时间：2017-2018学年第一学期湖南工学院课程基本信息1P 实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验一、本次课主要内容1、晶闸管（SCR）特性实验。
2、可关断晶闸管（GTO）特性实验（选做）。
3、功率场效应管（MOSFET）特性实验。
4、大功率晶体管（GTR）特性实验（选做）。
5、绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。
二、教学目的与要求1、掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
三、教学重点难点1、重点是掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。
2、难点是各器件对触发信号的要求。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。
五、作业与习题布置撰写实验报告2P一、实验目的1、掌握各种电力电子器件的工作特性。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发导通，从而可测得在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。
实验线路的具体接线如下图所示：3P图1-1 新器件特性实验原理图四、实验内容1、晶闸管（SCR）特性实验。
2、可关断晶闸管（GTO）特性实验。
电力电子技术实验指导书(1).docx
《电力电子技术》实验指导书电力电子实验室编华北电力大学二00六年十月1. 实验总体目标《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。
本实验是《电力电子技术》课程内实验，实验的主要目的是使学生在学习的过程屮通过实验环节进一步加深对电力电子电路工作原理的认识和理解，掌握测试电力电子电路的技能和方法，为后续课程打好基础。
2. 适用专业电气工程及其自动化以及和关各专业本科3・先修课程模拟电子技术基础，数字电子技术基础4.实验课时分配5. 实验环境实验室要求配有电力电子专用实验台，示波器，万用表等实验设备。
6. 实验总体要求掌握电力电子电路的测试和实验方法，拿握双踪示波器的使用方法；通过对实验电路的波形分析加深对电力电子电路工作原理的理解，建立电力电子电路的整体概念。
7. 本实验的重点、难点及教学方法建议《电力电子技术》实验的重点是：熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握常用电力电子电路的拓扑、工作原理、控制方法和实验方法。
《电力电子技术》实验的难点是：电力电子电路的工作原理的理解和示波器的使用方法。
教学方法建议：在开始实验之前，通过多媒体设备对实验原理及实验方法进行讲解，同时对示波器的使用方法进行详细的讲解，对以通过实验演示的形式加深学牛对于实验内容的理解。
实验一、电力电子器件特性实验 (4)实验二、整流电路实验 (8)实验三、直流斩波电路实验（一）11实验四、直流斩波电路实验（二）14实验五、SPWM逆变电路实验17实验一、电力电子器件特性实验一、实验目的1 •熟悉MOSFET主要参数与开关特性的测童方法2.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。
二、实验类型（验证型）木实验为验证型实验，通过实验对MOSFET和IGBT的主要参数和特性的测量，验证其开关特性。
三、实验仪器1 • MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与IGBT器件及英驱动电路部分2.双踪示波器3.毫安表4.电流表5.电压表四.实验原理MOSFET主要参数的测量电路原理图如图所示。
电力电子技术教案
教案2017～2018学年第二学期学院(系、部)教研室(实验电气工程教研室室)课程名称电力电子技术授课班级主讲教师职称使用教材《电力电子技术》王兆安主编xxxxxxx二○一七年一月电力电子技术课程教案导入：电力电子技术的应用案例。
新授：1 基本概念什么是电力电子技术电力电子技术：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。
电力电子技术变换的“电力”可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至mW级。
电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。
两大分支（1）电力电子器件制造技术电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。
（2）变流技术（电力电子器件应用技术）用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。
电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。
电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流与相关学科的关系电力电子学 (Power Electronics)名称60年代出现；1974年，美国的用倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。
（1）与电子学（信息电子学）的关系都分为器件和应用两大分支；器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术；应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同；信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只工作在开关状态；（2）与电力学（电气工程）的关系电力电子技术广泛用于电气工程中：高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传、电解、电镀、电加热、高性能交直流电源；国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支，电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。
（3）与控制理论（自动化技术）的关系电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口；控制理论是这种接口的有力纽带；电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
2024版电力电子技术教案
括变压器、变频器等电路类型。
02
交流变换电路的应用领域
列举交流变换电路在电力系统、电机控制等领域的应用，如电力传输、
电机调速等。
03
交流变换电路的控制方式
讲解交流变换电路的控制方式，如开环控制、闭环控制等，以及这些控
制方式对电路性能的影响。
04 电力电子控制技术
CHAPTER
电力电子控制技术的分类与特点
电力电子控制系统的设计与实现
系统设计
根据实际需求选择合适的控制方法和器件，设计电力电子控制系统 的电路结构、控制策略和保护措施。
系统实现
根据系统设计图纸和技术要求，进行器件选型、电路布局、焊接调 试等工作，完成电力电子控制系统的制作和调试。
系统优化
针对实际运行过程中出现的问题，对系统进行优化改进，提高系统的 稳定性和可靠性，降低能耗和成本。
数字化
采用数字信号处理技术 实现精确控制和智能管 理，提高系统性能和灵
活性。
绿色化
注重环保和节能设计， 减少电磁干扰和环境污
染。
02 电力电子器件基础
CHAPTER
电力电子器件的分类与特点
分类
根据控制信号类型，电力电子器件可分为半控型、全控型和不可控型；根据载 流子参与导电情况，可分为单极型、双极型和复合型。
05 电力电子技术在电力系统中的应用
CHAPTER
电力系统中的无功补偿与谐波抑制
无功补偿的作用
提高功率因数，减少线路损耗，改善电压质 量，提高系统稳定性。
无功补偿的方法
包括电容器补偿、静止无功补偿器（SVC）、 静止无功发生器（SVG）等。
谐波的危害
导致设备过热、损坏，影响通信系统，增加 线路损耗，降低系统效率。
电力电子技术实验教材
实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。
2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。
4．了解续流二极管的作用。
二．实验内容1．单结晶体管触发电路的调试。
2．单结晶体管触发电路各点波形的观察。
3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。
4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。
三．实验线路及原理将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图1-1所示的实验线路。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMCL—05E组件4．NMEL—03组件5．二踪示波器6．万用表五．注意事项1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。
为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。
当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。
2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。
（2）在控制电压U ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。
（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。
在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。
（4）晶闸管具有一定的维持电流I H ，只有流过晶闸管的电流大于I H ，晶闸管才可靠导通。
实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA 。
（5）本实验中，因用NMCL —05E 组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开NMCL —33的内部触发脉冲。
《电力电子技术》实验教案
4.学生操作，教师巡回检查辅导：
（1）实验电路接线是否正确；
（2）触发电路的调试方法及数据是否正确。
学生测量完数据后，教师要检查实验数据是否合理，指出当中存在的问题。
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教学重点与难点
重点：触发电路的调试方法
难点：单相半控桥可控整流电路的工作原理
教学手段
实验室利用板书讲解，现场接线指导，说明实验接线的常见错误。
10
4.学生操作，教师巡回检查辅导：
（1）实验电路接线是否正确；
（2）晶闸管移相触发器的输出脉冲是否正确。
学生测量完数据后，教师要检查实验数据是否合理，指出当中存在的问题。
80
教学重点与难点
重点：单相交流调压电路的工作原理
难点：晶闸管移相触发器的测试步骤和方法
教学手段
实验室利用板书讲解，现场接线指导，说明实验接线的常见错误。
课时分配（分）
1．课前准备：检查学生预习报告；抽查预习报告，指出存在的问题。
5
2．课前提问：预习提问，给出预习成绩；提问：单相半控桥可控整流电路工作原理是什么？续流二极管的作用是什么？
5
3.教师讲述：
（1）实验设备
（2）实验原理
（3）实验内容及步骤
（4）实验注意事项
（5）实验报告要求
根据上次实验中出现的主要问题特别说明，实验的关键是熟悉触发电路的控制方法
10
4.学生操作，教师巡回检查辅导：
（1）实验电路接线是否正确；
（2）三相桥式全控整流电路的调试步骤和方法是否正确。
学生测量完数据后，教师要检查实验数据是否合理，指出当中存在的问题。
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教学重点与难点
重点：三相桥式全控整流电路的调试步骤和方法
电力电子技术教案(完整版)全文编辑修改
VT1、VD1导通
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二、工作原理
3、当u2为负半周且控制角为α 时，触发VT2导通，负载电流 id经VT2、VD1流通，电感由 释放能量变成储存能量，负 载端电压ud=uba=-u2。
4、 u2电压由负变正过零时，电 感由储存能量变为释放能量， 产生上负下正的自感电动势， 维持电流流通，VT2将继续到 通，同时VD1关断、VD2导通， 负载端电压为0。
负载性质： 电阻性 电感性 反电势性
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第2章：单相可控整流电路
用晶闸管组成的可控整流电路，可以很方便地把交流 电变成大小可调的直流电，且具有体积小、重量轻、效率 高以及控制灵敏等优点。
§2-1 单相可控整流电路 §2-2 三相可控整流电路
§2-3 带平衡电抗器的双反星型可控整流电路
§2-4 整流电路的换相压降与外特性
晶闸管承受的最大电压为 6U2 。
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§2-2-3 ：三相桥式半控整流电路
一、阻性负载： a <=60º，负载端电压波形 连续
Ud 1.17U 21 cosa
VT1 VT3 VT5
当α〉60°时，负载端电压波形断续 VD4 VD6 VD2
Ud 1.17U 21 cosa
二、电感性负载： 与单相半控桥式整流电路一样，桥内二极管有续流作用，因
qT qD 180
VT2、VD1导通
VT2、VD2导通
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结论
1.晶闸管在触发时刻换 流，二极管在电源电 压过零时刻换流。
2.对于单向半控桥感性 负载，负载端的电压 波形如右图。
根据波形得
Ud=0.9U2(1+cosα)/2
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结论
3.单相半控桥感性负载， 负载端电压波形与阻 性负载完全相同，即 单相半控桥感性负载 本身具有续流作用。
电力电子技术实验教案
电力电子技术实验教案一、实验目的：1、了解电力电子技术的基本原理和应用领域；2、学习电力电子元器件的基本特性和使用方法；3、掌握电力电子实验仪器的使用方法；4、通过实验了解电力电子技术的各种调制方式和控制技术；5、培养学生的动手实践和问题解决能力。
二、实验内容：1、电力电子元器件的特性测试；2、单相桥式整流电路实验；3、直流调压电路实验；4、单相逆变电路实验；5、三相逆变电路实验；6、电力电子调制与控制技术实验。
三、实验仪器和设备：1、实验箱；2、示波器；3、信号发生器；4、电流表和电压表；5、稳流电源和稳压电源；6、相关电力电子元器件。
四、实验步骤：1、电力电子元器件的特性测试（1）学习使用测量电流、电压和功率的三用电表，测量并记录不同电力电子元件的电流-电压特性曲线。
（2）测量并记录二极管的正向特性曲线。
（3）测量并记录晶闸管的控制特性曲线。
（4）测量并记录场效应管的传导特性曲线。
（5）测量并记录开关管（如开关二极管、开关三极管）的关断特性曲线。
2、单相桥式整流电路实验（1）搭建单相桥式整流电路，观察并记录电压和电流的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和脉宽调制等方式，观察并分析输出电压和电流的变化规律。
3、直流调压电路实验（1）搭建直流调压电路，观察并记录输出电压的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和调压器参数等方式，观察并分析输出电压的变化规律。
4、单相逆变电路实验（1）搭建单相逆变电路，观察并记录输出电压和电流的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和脉宽调制等方式，观察并分析输出电压和电流的变化规律。
5、三相逆变电路实验（1）搭建三相逆变电路，观察并记录输出电压和电流的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和脉宽调制等方式，观察并分析输出电压和电流的变化规律。
6、电力电子调制与控制技术实验（1）学习并使用PID控制器或DSP控制器，通过调整控制参数实现电力电子系统的输出电压和电流控制。