《电力电子技术》教案
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
电力电子技术教案
第 1 次课 3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15 第一章电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用场合等。
教学重点、难点：器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。
教学方法及师生互动设计：启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。
课堂练习、作业：1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？2、试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。
介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、基本特性和主要参数。
本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。
学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的基础知识。
第 1 页第 2 次课 3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23 第一章电力电子器件 1.4 1.5 1.6课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数工程应用情况。
充分了解电力电子器件的驱动方式。
对其它新型器件也有所了解。
教学重点、难点：重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。
教学方法及师生互动设计：以实际生活中见到的的实例，启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。
如：调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。
课堂练习、作业：1、P42. 1.22、说出所知道的电力电子器件的名称及其应用场合、工作原理。
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
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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。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电力电子技术的基本概念、原理和应用，培养学生分析和解决电力电子技术问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解电力电子技术的基本原理和特性；–掌握电力电子器件的工作原理和选用方法；–熟悉电力电子电路的分析和设计方法。
2.技能目标：–能够分析简单的电力电子电路；–能够选用合适的电力电子器件进行电路设计；–能够进行电力电子设备的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的创新意识和团队合作精神；–增强学生对电力电子技术领域的兴趣和自信心；–培养学生对电力电子技术应用的的责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子技术的基本原理、电力电子器件、电力电子电路的分析与设计以及电力电子技术的应用。
具体安排如下：1.电力电子技术的基本原理：–电力电子器件的工作原理；–电力电子电路的特性与分类。
2.电力电子器件：–晶闸管及其驱动电路；–整流器、逆变器及其控制电路。
3.电力电子电路的分析与设计：–电力电子电路的基本分析方法；–电力电子电路的设计原则与步骤。
4.电力电子技术的应用：–电力电子设备的功能与结构；–电力电子技术的应用领域。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握电力电子技术的基本概念和原理；2.讨论法：通过小组讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解电力电子技术的应用；4.实验法：通过实验操作，让学生熟悉电力电子器件和电路的工作原理。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材选用《电力电子技术》一书，参考书包括《电力电子器件》和《电力电子电路设计》。
多媒体资料包括教学PPT、视频动画等。
实验设备包括晶闸管、整流器、逆变器等实验装置。
这些资源能够支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
电力电子技术应用教案
电力电子技术应用教案一、教学目标1、让学生了解电力电子技术的基本概念、发展历程和应用领域。
2、掌握常见的电力电子器件的工作原理、特性和应用。
3、学会分析电力电子电路的工作原理和性能特点。
4、能够设计简单的电力电子电路并进行实验验证。
二、教学重难点1、重点电力电子器件的工作原理和特性，如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等。
典型的电力电子电路，如整流电路、逆变电路、斩波电路等的工作原理和分析方法。
电力电子技术在电力系统、工业控制、新能源等领域的应用。
2、难点电力电子器件的开关特性和驱动电路的设计。
复杂电力电子电路的分析和计算。
电力电子系统的电磁兼容性和可靠性设计。
三、教学方法1、课堂讲授：通过多媒体教学手段，结合实例，讲解电力电子技术的基本概念、原理和应用。
2、实验教学：安排相关实验，让学生亲自动手操作，加深对电力电子电路的理解和掌握。
3、案例分析：通过实际工程案例，引导学生分析和解决问题，提高学生的工程应用能力。
4、小组讨论：组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新思维。
四、教学过程1、课程导入通过展示一些常见的电力电子设备，如变频器、电源适配器、电动汽车充电桩等，引出电力电子技术的概念，激发学生的学习兴趣。
2、电力电子技术概述介绍电力电子技术的定义、发展历程和研究内容。
讲解电力电子技术在能源变换、工业控制、交通运输等领域的重要作用。
3、电力电子器件详细讲解二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等常见电力电子器件的结构、工作原理和特性。
对比不同器件的优缺点，介绍其适用的场合。
讲解电力电子器件的驱动电路和保护电路的设计。
4、电力电子电路分析整流电路的工作原理，包括单相半波整流、单相全波整流、三相桥式整流等。
讲解逆变电路的分类和工作原理，如电压型逆变电路和电流型逆变电路。
介绍斩波电路的基本类型，如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路等，并分析其工作过程和性能特点。
5、电力电子技术的应用讲述电力电子技术在电力系统中的应用，如高压直流输电、无功补偿、有源滤波等。
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《电力电子技术》
教案
授课人：郝培华
南京工业大学自动化学院
电气工程系
2008年9月22日~12月12日
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案
布置作业1. In the circuit, assume that L is large enough. Analyze the working process , calculate the average Ud and plot all the corresponding curves.
2. P155 6-3, 6-5, 6-6
教学后记
《电力电子技术》教案
时间08/09学年第1学期第7 周星期二08年10月14日）节次 5.6 班级电气0601-2 授课学时2学时地点B409
教学章节Ch6．Phase-controlled rectifiers——three-Phase converters
教学目的通过学习，使学生掌握三相半波可控整流电路和三相桥式全控整流电路的工作原理、波形分析及相关量的数量关系。
教学手段Multi-media教学形式Lecture
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