《电力电子技术》教学大纲(2017)

《电力电子技术》教学大纲

课程编号：131504269 课程类型：专业必修课

课程名称：电力电子技术学分：4

适用专业：电气自动化技术

第一部分大纲说明

一、课程的性质、目的和任务

本课程是电气自动化技术专业的专业必修课，主要目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。

二、课程的基本要求

1.熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等典型电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法；

2.熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法；

3.掌握PWM技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理；

4.了解电力电子技术的应用范围和发展动向；

5.掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。

三、本课程与相关课程的联系

通过该课程的学习为《供配电技术》、《电力拖动》等课程准备必要的基础知识。

四、学时分配

本课程学分为4学分，建议开设56学时。

五、教材与参考书

教材：《电力电子技术》（第5版），王兆安、刘进军主编，机械工业出版社，2009 主要参考书：

1.《电力电子技术习题集》，李先允，陈刚，中国电力出版社，2007

2.《电力电子技术》，黄家善，机械工业出版社，2011

3.《电力电子技术》，高文华，机械工业出版社，2012

六、教学方法与手段建议

本课程是电气自动化技术专业的专业必修课程，主要教学目标是构建学生电力电子技术的基本理论、基本技能和培养学生应用与创新能力。因此，通过改革教学模式、教学内容、教学方法与手段，激发学生学习兴趣和求知欲，增进学习效果，提高学习质量。为此，在教学过程中，要注重理论联系实际，重视工程观点，着重于基本概念的熟悉、基本原理的理解以及系统应用案例的分析设计能力；采用灵活多样的教学方法，因材施教，具体包括：启发式教学法、讨论研究式教学法、多媒体教学法、现场教学法、实物教学法、案例教学法等；积极探索理论和实践相结合的教学模式，使理论学习和技能训练与生产生活中的实际应用相结合，通过典型知识的实践应用，提高学习兴趣，激发学习动力，掌握相应知识和技能。

七、课程考核方式与成绩评定办法

闭卷考试。平时成绩：30%；期末考试成绩：70%（笔试，闭卷）。

第二部分课程内容大纲

第一章绪论（2学时）

一、教学目的和要求

掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容；了解电力电子技术的发展史；了解电力电子技术的应用、电力电子技术的发展前景；了解本教材的内容。

二、教学内容

1.电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史；

2.电力电子技术的应用范围；

3.电力电子技术的发展前景；

4.本课程的任务与要求。

第二章电力电子器件（8学时）

一、教学目的和要求

握电力电子器件的概念和特征；掌握电力二极管、晶闸管、IGBT等开关器件的工作原理、掌握基本特性、主要参数；掌握驱动电路的定义、作用；了解电力电子器件的过电压的产生及过电压保护、过电流保护的工作原理。

二、教学内容

1.不可控器件：电力二极管；

2.半控型器件：晶闸管；

3.典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT；

4.IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件；

5.功率集成电路和智能功率模块。

第三章整流电路（16学时）

一、教学目的和要求

掌握各种单相、三相可控整流电路带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算；了解电容滤波的单相不可控整流电路、三相不可控整流电路的工作原理和波形；了解谐波和无功功率的基本概念；掌握有源逆变的定义和条件。

二、教学内容

1.单相可控整流电路；

2.三相可控整流电路；

3.变压器漏抗对整流电路的影响；

4.电容滤波的二极管整流电路；

5.整流电路的谐波和功率因数；

6.大功率整流电路；

7.整流电路的有源逆变工作状态。

第四章逆变电路（7学时）

一、教学目的和要求

掌握逆变电路的基本工作原理、理解几种换流方式的特点；掌握单相电压型逆变电路、三相电压型逆变电路的电路结构、工作原理、波形、参数计算。了解单相电流型逆变电路、三相电流型逆变电路的电路结构、工作原理、波形。

二、教学内容

1.换流方式；

2.电压型逆变电路；

3.电流型逆变电路。

第五章直流-直流变流电路（4学时）

一、教学目的和要求

掌握各种直流变换电路的工作原理及控制方式、基本电路、波形分析及电路参数计算。

二、教学内容

1.基本斩波电路。

第六章交流-交流变流电路（7学时）

一、教学目的和要求

掌握交流电力控制电路的定义、分类；理解单相交流调压电路的基本原理；掌握交交变频电路的定义、分类；理解单相交交变频器的工作原理，优缺点。

二、教学内容

1.单相相控式交流调压电路；

2.三相相控式交流调压电路；

3.单相输出交—交变频电路；

4.三相输出交—交变频电路。

第七章PWM控制技术（5学时）

一、教学目的和要求

掌握PWM控制的定义、面积等效原理、PWM控制的基本原理；SPWM波形的生成方法；了解计算法和掌握调制法；理解异步调制和同步调制概念、原理和特点；理解规则采样法的原理、与自然采样法的区别；了解PWM逆变电路的谐波分析的结果；了解提高直流电压利用率和减少开关次数的方法。

二、教学内容

1.PWM控制的基本原理；

2.PWM逆变电路的控制方式；

3.PWM波形的生成方法；

4.PWM逆变电路的谐波分析。

第八章软开关技术（4学时）

一、教学目的和要求

掌握硬开关和软开关的概念；掌握软开关的作用，了解其分类。

二、教学内容

1.软开关技术的分类；

2.各种软开关电路的原理及应用。