精编【电子行业】电力电子技术教案
电力电子技术教案
第1、2课时课题:电力电子技术绪论教学目的和要求:掌握电力电子技术等概念，了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。
重点与难点:掌握电力电子技术等相关概念教学方法:图片展示，应用介绍，结论分析。
预复习任务:复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。
1什么是电力电子技术1.1电力电子与信息电子信息电子技术——信息处理电力电子技术——电力变换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。
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，即应用于电力领域的电子技术。
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1W以下。
1.2两大分支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。
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1.3与相关学科的关系电力电子学名称60年代出现。
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。
二者同根同源。
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、交直流电力传动、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。
与控制理论（自动化技术）的关系控制理论广泛用于电力电子系统中。
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。
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。
完整电力电子技术教案
向电流定额和反向电压定额却可以达到很高，分别可达数千安和数千伏以上。
2. 快恢复二极管
恢复过程很短， 特别是反向恢复过程很短 〔一般在 5 微秒以下 ) 的二极管被称为
快恢复二极管 (Fast Recovery Diade-FRD) ，简称快速二极管。工艺上多采用了掺金
措施，结构上有的采用 PN结型结构，也有的采用对此加以改进的 PiIV 结构。特别
实际应用中， 应对晶闸管施加足够长时间的反向电压， 阻断能力，电路才能可靠工作。
使晶闸管充分恢复其对正向电压的
关断时间 t q： t r r 与 t gr 之和，即 t q=t rr +t gr , 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。
三、晶闸管的主要参数
1. 电压定额 1)
通态平均电流 I T(AV) ——晶闸管在环境温度为 40°C和规定的冷却状
二、主要参数
1、正向平均电流 IF
指电力二极管长期运行时， 在指定的管壳温度 ( 简称壳温， 用 Tc 表示 ) 和散热条件下，
其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
2. 正向压降 UF
指电力二极管在指定温度下， 流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。
有时
候，其参数表中也给出在指定温度下流过某一瞬态正向大电流时电力二极管的最大瞬时正向
速恢复和超快速恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则在
100ns 以下，甚至达到 20---30ns 。
3 ，肖特基二极管
以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管
( Schottky Bar-rier L3iad---SBD} ,
简称为肖特基二极管。肖特基二极管在信息
电力电子教案模板范文
一、课程名称：电力电子技术二、授课对象：电气工程及相关专业学生三、课时安排：2课时四、教学目标：1. 知识目标：（1）使学生掌握电力电子技术的基本概念、原理及发展趋势；（2）使学生了解电力电子器件及其应用；（3）使学生掌握电力电子电路的设计与分析方法。
2. 能力目标：（1）培养学生运用所学知识解决实际问题的能力；（2）培养学生进行电力电子电路设计与分析的能力；（3）培养学生具备一定的创新能力。
3. 素质目标：（1）培养学生的团队协作精神；（2）培养学生的动手实践能力；（3）培养学生的科学素养。
五、教学内容：1. 电力电子技术概述（1）电力电子技术的定义、特点及发展历程；（2）电力电子技术的应用领域。
2. 电力电子器件（1）晶体二极管、晶体三极管、MOSFET、IGBT等器件的结构、原理及特性；（2）电力电子器件的应用。
3. 电力电子电路（1）电力电子电路的基本类型及特点；（2）电力电子电路的设计与分析方法。
六、教学过程：1. 导入新课（1）简要介绍电力电子技术的定义、特点及发展历程；（2）引导学生思考电力电子技术的应用领域。
2. 讲授新课（1）讲解电力电子器件的结构、原理及特性；（2）分析电力电子器件的应用；（3）讲解电力电子电路的基本类型及特点；（4）介绍电力电子电路的设计与分析方法。
3. 案例分析（1）选取实际案例，分析电力电子技术在工程中的应用；（2）引导学生思考如何运用所学知识解决实际问题。
4. 课堂练习（1）布置与课堂内容相关的练习题；（2）组织学生进行课堂练习，检查学习效果。
5. 总结与作业（1）对本节课所学内容进行总结；（2）布置课后作业，巩固所学知识。
七、教学方法：1. 讲授法：系统讲解电力电子技术的基本概念、原理及发展趋势；2. 案例分析法：通过实际案例，引导学生思考电力电子技术的应用；3. 练习法：布置与课堂内容相关的练习题，检查学习效果；4. 小组讨论法：组织学生进行课堂练习，培养学生的团队协作精神。
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VT1、VD1导通
18
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
4
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 。
44
§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
19
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
20
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》电子教案
课题四 开关电源
二次击穿的持续时间在纳秒到微秒之间完成，由于管子的材料、工艺 等因素的分散性，二次击穿难以计算和预测。防止二次击穿的办法是： ①应使实际使用的工作电压比反向击穿电压低得多。②必须有电压电 流缓冲保护措施。
课题四 开关电源
2）安全工作区
以直流极限参数IcM、PcM、UceM构成的工作区为一次击穿工作区， 如图4－8所示。以USB（二次击穿电压）与ISB（二次击穿电流）组 成的PSB（二次击穿功率）如图中虚线所示，它是一个不等功率曲线。 以3DD8E晶体管测试数据为例，其PcM=100W，BUceo≥200V，但由 于受到击穿的限制，当Uce=100V时，PSB为60W，Uce=200V时PSB
(2)GTR的特性与主要参数 1）GTR的基本特性
Ib
I cs
课题四 开关电源
①静态特性
共发射极接法时，GTR的典型输出特性如图4-6，可分为3个工作区：
截止区。在截止区内，Ib≤0，Ube≤0，Ubc＜0，集电极只有漏电流流过。
放大区。Ib＞0，Ube＞0，Ubc＜0，Ic =βIb。
饱和区。I b
课题四 开关电源
2）GTR的参数 这里主要讲述GTR的极限参数，即最高工作电压、最大工作电流、最
大耗散功率和最高工作结温等。
①最高工作电压 GTR上所施加的电压超过规定值时，就会发生击穿。击穿电压不仅和
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。
电力电子技术教案
电力电子技术教案一、课程概述本课程主要介绍电力电子技术的基本概念、原理和应用。
通过学习该课程，学生将了解到电力电子技术在电力系统中的重要性以及电力电子器件、电力电子变换器的工作原理和特性。
同时，学生将学会电力电子技术的设计与应用，并通过实践掌握电力电子设备的故障诊断与维修。
二、教学目标1.掌握电力电子技术的基本概念和原理；2.了解电力电子器件的工作原理和特性；3.学会电力电子变换器的设计与应用；4.具备电力电子设备的故障诊断与维修能力。
三、教学内容1.电力电子技术的基本概念与原理（4课时）1.1电力电子技术的发展历程1.2电力电子技术在电力系统中的应用1.3电力电子技术的基本原理2.电力电子器件的工作原理与特性（8课时）2.1二极管与可控硅的特点与应用2.2晶闸管与场效应管的工作原理与应用2.3双向晶闸管和功率管的工作原理与应用3.电力电子变换器的设计与应用（12课时）3.1单相桥式整流电路设计与应用3.2单相交流调压器设计与应用3.3单相变频器设计与应用3.4三相桥式整流电路设计与应用3.5三相交流调压器设计与应用3.6三相变频器设计与应用4.电力电子设备的故障诊断与维修（8课时）4.1故障诊断的基本方法与步骤4.2故障诊断与维修案例分析4.3维修实践操作指导四、教学方法1.理论讲授：通过PPT讲解电力电子技术的基本概念、原理和应用。
2.课堂讨论：引导学生积极参与课堂讨论，深入理解电力电子技术的应用问题。
3.实验实践：组织学生进行电力电子实验和故障诊断实践，培养学生的实践能力和创新思维。
五、教学评价1.考试评价：设置闭卷考试，测试学生对电力电子技术的理论知识的掌握程度。
2.实验报告：要求学生完成电力电子实验和故障诊断实践，并撰写实验报告。
3.课堂表现：评价学生在课堂讨论、实践操作中的参与度与表现。
4.作业评价：布置电力电子技术的应用题目，评价学生的解题能力和应用能力。
六、教材与参考书目主教材：《电力电子技术》，高级教育出版社。
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授课人：郝培华
南京工业大学自动化学院
电气工程系
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