《电力电子装置及系统》课程简介
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握电力电子装置的基本原理、组成结构、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习，使学生能够：1.知识目标：了解电力电子器件的类型、特性及工作原理；掌握电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标；熟悉电力电子装置在各领域的应用。
2.技能目标：能够分析电力电子装置的电路结构，进行简单的电路设计；具备电力电子装置的调试、维护和故障排除能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电力电子技术的兴趣，认识其在现代社会中的重要性，树立正确的技术观念和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电力电子器件：介绍晶闸管、GTO、IGBT等常用电力电子器件的结构、特性和应用。
2.电力电子装置：详细讲解电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标，包括直流电动机调速系统、变频器、电力电子变压器等。
3.应用领域：介绍电力电子装置在工业、交通、家庭等领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解电力电子器件的原理、特性及应用，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生针对电力电子装置的实际案例进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析电力电子装置在实际应用中的典型病例，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行电力电子装置的搭建和调试，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电力电子装置原理与应用》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：提供电力电子装置实验所需的设备，包括电源、负载、控制器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，占总评的30%。
电力电子装置及系统课设
三相正弦波变频电源设计1设计任务分析设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出频率范围为20-100Hz，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载（Y型接法）。
三相正弦波变频电源原理方框图如图1-1所示。
图1-1 三相正弦波变频电源原理框图2 三相正弦波变频电源系统设计方案选择2.1 整流滤波电路方案选择方案一：三相半波整流电路。
该整流电路在控制角小于30°时，输出电压和输出电流波形是连续的，每个晶闸管按相序依次被触发导通，同时关断前面已经导通的晶闸管，每个晶闸管导通120°；当控制角大于30°时，输出电压，电流的波形是断续的。
方案二：三相桥式整流电路。
该整流电路是由一组共阴极电路和一组共阳极电路串联组成的。
三相桥式的整流电压为三相半波的两倍。
三相桥式整流电路在任何时候都有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管中一个是共阴极组的，一个是共阳极组的。
他们同时导通，形成导电回路。
比较以上两种方案，方案二整流输出电压高，纹波电压较小且不存在断续现象，同时因电源变压器在正，负半周内部有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率高，因此选用方案二。
滤波电路用于滤波整流输出电压中的纹波，采用负载电阻两端并联电容器C的方式。
2.2 逆变电路方案选择根据题目要求，选用三相桥式逆变电路方案一：采用电流型三相桥式逆变电路。
在电流型逆变电路中，直流输入是交流整流后，由大电感滤波后形成的电流源。
此电流源的交流内阻抗近似于无穷大，他吸收负载端的谐波无功功率。
逆变电路工作时，输出电流是幅值等于输入电流的方波电流。
方案二：采用电压型三相桥式逆变电路。
在电压型逆变电路中，直流电源是交流整流后，由大电容滤波后形成的电压源。
此电压源的交流内阻抗近似于零，他吸收负载端的谐波无功功率。
逆变电路工作时，输出电压幅值等于输入电压的方波电压。
比较以上两种方案，电流型逆变器适合单机传动，加，减速频繁运行或需要经常反向的场合。
电力电子装置及系统
电力电子装置及系统概述张密李静怡牟书丹李子君0 引言在电力系统中，许多功能的实现都需要靠电力电子装置来完成。
比如说可再生能源的并网发电、无功和谐波的动态补偿、储能装置的功率转换、配用电能的双向流动、交直流电网的柔性互联等。
随着科技的日益发展，大功率、高电压电力电子器件的发展，变换器单元化、模块化以及智能化水平的提高，控制策略和调制策略性能的提升，电力电子装置在电力系统中的作用会越来越大。
1 电力电子装置及系统的概念电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。
电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统，其基本组成如图所示。
它是通过弱电控制强电实现其功能的。
控制系统根据运行指令和输入、输出的各种状态，产生控制信号，用来驱动对应的开关器件，完成其特定功能。
2 电力电子装置的主要类型电力电子装置的种类繁多，根据电能转换形式的不同，基本上可以分为5大类：交流-直流变换器（AC/DC）、直流-交流变换器（DC/AC）、直流-直流变换器（DC/DC）、交流-交流变换器（AC/AC）和电力电子静态开关。
1.AC/DC变换器AC/DC变换器又称整流器。
用于将交流电能变换为直流电能。
2.DC/DC变换器DC/DC变换器用于将一种规格的直流电能变换为另一种规格的直流电能。
采用PWM 控制的DC/DC变换器也称直流斩波器，主要用于直流电机驱动和开关电源。
3.DC/AC变换器DC/AC变换器又称逆变器。
用于将直流电能变换为交流电能。
根据输出电压及频率的变化情况，可分为恒压恒频（CVCF）及变压变频（VVVF）两类，前者用作稳压电源，后者用于交流电动机变频调速系统。
4.AC/AC变换器AC/AC变换器用于将一种规格的交流电能变换为另一种规格的直流电能。
输入和输出频率相同的称为交流调压器，频率发生变化的称为周波变换器或变频器。
《电力系统自动装置》课程标准
《电力系统自动装置》课程标准一、课程描述《电力系统自动装置》课程是我院高等职业技术教育电力系统继电保护及自动化专业的一门的职业技能课程，培养学生电力系统自动装置操作，使学生具有分析问题和解决实际问题的能力。
通过本课程学习，使学生了解电力系统自动装置的主要目标和实际作用，实践技能方面能正确使用常规的电力系统自动装置。
为学生了解电力企业，毕业后从事电力系统自动装置相关工作。
为学生顶岗实习、毕业后能胜任电力系统自动装置操作相关岗位工作起到必要的支撑作用。
二、课程目标根据《电力系统自动装置》课程所面对的工作任务和职业能力要求，本课程的教学目标为：通过本课程的学习，使学生具备电力系统继电保护行业岗位能力，培养学生严谨的工作作风，提高学生的职业素质、职业道德和创新创业能力，具体如下：1.知识目标：①了解自动装置使用的主要目标和主要内容。
②掌握电力系统常规自动装置的作用。
③掌握电力系统常规自动装置的基本要求。
④掌握电力系统常规自动装置的原理接线。
⑤掌握电力系统常规自动装置的工作情况分析。
2.技能目标：①具备常用常规电力系统自动装置的使用能力。
②具有对电力系统自动装置日常维护的能力。
③具有对电力系统自动装置简单故障判断的能力。
④具有处理突发事件的应变能力。
3.态度目标：①刻苦学习精神一一听课专注，思维积极，作业独立完成并正确率高。
②规范应用习惯一一正确应用国家法律法规，国家和行业的相关规范，作风严谨。
③团结协作精神一一互相帮助、共同学习、共同达成目标。
④诚实守信品格一一遵守纪律、正确做事，做正确的事。
三、教学内容与能力要求根据本课程的工作任务与职业能力分析，本课程设计了6个学习项目，其包含14个学习型工作任务，10个实训任务，具体见下表。
名称双侧电源线路三相自动重合闸的原理分析与探讨电力系统自动装置实训课程设计实训条件晶闸管静止励磁装置（4）便于了解系统运行情况，及时处理事故。
（5）实测系统参数，分析研究振荡规律。
《电力电子装置及控制》课程教学大纲
《电力电子装置及控制》课程教学大纲Power Electronic Devices and Control课程编号：2000151适用专业：电气工程及其自动化学时数：48 学分数：3执笔者：叶斌编写日期：2002.5一、课程的性质和目的课程性质：《电力电子装置及控制》是电气工程及其自动化专业的专业课、必修课，主要内容为电力电子实用技术和典型电力电子装置的控制技术。
主要任务1．使学生了解电力电子技术在国民经济中的重大作用以及电力电子技术的发展现状，扩大学生视野，启发学生创新思维；2．在先修课“电力电子器件”和“电力电子技术”课程的基础上，进一步介绍大功率变流电路的结构、工作原理、功能指标，理解大功率电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题；3．介绍几类电力电子实用装置，使学生掌握其工作原理、运行特性、以及依据装置所服务的实际负载特点所采用的控制手段，培养学生面向生产、面向实际、面向工程的实际运用能力。
4．本门课是在学生学习过多门技术基础课的基础上开设的，它涵盖知识的内容多，面广，难度大，实用性强，能培养学生融会贯通知识、提高综合应用知识解决实际问题的能力。
二、课程教学内容第一章整流装置（6学时）内容：介绍大功率整流电路的典型结构和控制方式；整流装置的功能指标、改善功率因数的措施；电力电子装置的谐波及其抑制、快速静止无功补偿装置的基本原则。
学习要求及重点：掌握大功率整流的典型电路结构，技术性能，功能指标、抑制谐波以及提高功率因数的措施。
作业本章作业4~6题，内容：大功率多相整流基本电量计算2题；多重化整流电路的谐波分析计算2题；功率因数的计算1题；静止无功补尝装置原理分析1题。
第二章逆变装置（6学时）内容：重点介绍逆变器输出谐波的抑制及波形的改善、三点式逆变电路工作原理、谐振直流环节逆变器以及DC/AC变换技术的应用。
学习要求及重点：重点掌握谐波的抑制、SPWM波调制技术、三电平逆变器和谐振直流环节逆变器的工作原理，以及DC/AC变换技术的应用。
第1章电力电子装置
系统的最优结 构与协调运行 故障监测与诊断
敏感对象对 干扰的敏感 度是多少
其他问题
经济性、可靠性 功率因数校正
电力电子装置及系统
2
前言
前言
电力电子技术的研究内容
从应用层面看电力电子技术的研究内容 从 应 用 层 面 来 看
开关型电力电子电源
开关型电力电子补偿控制器
太 阳 能 光 伏 发 电 系 统
il
输 出 反 馈
控制 理论
概述 研制
电力 电子 装置
器件
微电子 技术
电力电子装置及系统
运行指令
电力电子装置及其控制系统框图 概述 研制 器件
电力电子装置及系统
绪论
绪论
1.1 电力电子装置及系统概述
3、电力电子装置的类型 AC/DC变换器 DC/DC变换器 DC/AC变换器 AC/AC变换器 静态开关
概述 研制 器件
电力电子装置及系统
电力电子装置及系统
1.2 电力电子装置的研制
2、文献检索
绪论
1.2 电力电子装置的研制
2、文献检索——数字资源
如何利用华科的图书馆数字资源 我校图书馆数字资源使用规则：
绪论
SCI(《科学引文索引》，Science Citation Index) 美国科学情报研究所出版。收录全世界出版的自然科 学的核心期刊。全面覆盖全世界最重要和最有影响力的研 究成果。选取期刊、论文标准较其他刊物严格。 EI(《美国工程索引》 , The Engineering Index ) 美国工程情报公司出版。以检索程序简便、直观、信 息量大而倍受科技人员的青睐，更关注各国工程技术类期 刊及论文。 ISTP（ 《科学技术会议录索引》） 美国科学情报研究所编制，主要收录国际上著名的科 技会议文献。
《电力电子装置与系统A》课程教学大纲(本科)
电力电子装置与系统A（Power Electronic Equipment and System）课程代码：05410146学分：2学时：32 （其中：教学学时：26 实验学时：6 上机学时：0课程实践学:0）先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、电力电子技术适用专业：农业自动化教材：《电力电子装置及系统》，杨荫福、段善旭，清华大学出版社，2006.09一、课程性质与目标（一）课程性质《电力电子装置与系统A》课程是农业自动化专业的一门专业选修课。
该课程是在“电力电子技术”课程的基础上，进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标，电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。
该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强，能培养学生将知识融会贯通，提高学生综合应用知识与解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，要求学生掌握电力电子技术在实际装置中应用的基本原理，具备对复杂电力电子系统进行模型建立、定性分析、定量计算的能力，初步具备对系统进行设计和仿真乃至实验研究的技能，为《电气工程综合设计》和《毕业设计》课程做好理论准备，同时为进一步学习后续课程以及从事相关专业技术工作、科学研究工作、管理工作提供重要的专业理论基础。
（二）课程目标本课程主要介绍电力电子实用技术和典型电力电子装置的控制技术，包括功率器件、高频开关电源、逆变电源等常用电力电子装置方面的内容，重点介绍各种电力电子装置的工作原理，并结合实例给出了各种常用电力电子装置的设计思想及相应的控制原理图。
课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1：了解电力电子装置及系统的基本概念、主要类型、应用概况和发展前景，掌握半导体电力电子器件的工作原理和特性，了解电力电子器件在电力电子技术中的应用；了解电力电子装置设计应用中的国家标准与行业标准。
课程目标2：了解高频开关电源的发展概况和基本组成；掌握自激型和他激型单端反激开关电源的基本工作原理；掌握高频变压器设计方法，掌握功率因数校正技术、三相高频整流器工作原理；掌握逆变器的电路结构、工作原理以及控制技术；掌握UPS的概述、分类、工作原理及其控制技术；掌握斩波变换的直流调速系统的基本组成、工作原理；掌握软开关直流电源的基本组成和工作原理；掌握晶闸管交流变换器的工作原理；掌握电力系统无功补偿装置、静止无功发生器ASVG；掌握电力系统有源滤波装置、有源电力滤波器APF；掌握电力系统谐波与无功功率综合补偿；掌握远距离直流输电的基本原理、基本结构和滤波装置。
电力电子装置及系统x
电力电子装置及系统x1、电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子装置实现其应用。
2、电力电子装置定义：以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。
3、电力电子控制系统：电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。
4、电力电子装置的主要类型：AC/DC变换器（整流器）DC/DC变换器（采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器）AC/AC变换器（输入输出频率相同叫做交流调压器，频率变化叫变频器）DC/AC变换器（逆变器）静态开关（静态开关通、断时没有触点动作，从而消除了电弧的危害。
且静态开关由电子电路控制，自动化程度高。
）5、电力电子装置的应用（1）直流电源装置：通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源（2）交流电源装置：交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS（3）特种电源装置：静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源（4）电力系统用装置：高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关（5）电机调速用电力电子装置：直流、交流（6）其他实用装置：电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源6、电力电子装置的发展前景：交流变频调速、绿色电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源7、半导体电力电子开关器件：电力二极管、晶闸管、电力晶体三极管、电力场效应晶体管、绝缘门极双极型晶体管IGBT8、电力转换模块：把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。
功率集成电路PIC:将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上，就叫功率集成电路。
电源管理集成电路：可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。
9、散热：（1）为什么要散热？答:PN结是电力电子器件的核心，PN结的性能与温度密切相关，因而每种器件都规定最高允许结温，器件运行不得超过这个温度，否则许多特性参数改变，甚至使器件永久性烧坏，不散热，100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子装置的基本概念、分类及工作原理，如晶闸管、逆变器、斩波器等；2. 了解电力电子装置在电力系统中的应用，如电力调节、变频调速、电力质量控制等；3. 掌握电力电子装置的参数计算、选型及电路设计方法；4. 学会分析电力电子装置的运行特性，并能进行简单的故障诊断。
技能目标：1. 培养学生运用电力电子装置解决实际问题的能力，如设计简单的电力电子装置电路；2. 提高学生动手实践能力，能熟练操作示波器、信号发生器等实验设备，完成电力电子装置的调试与测试；3. 培养学生团队协作能力，能与他人共同分析、解决电力电子装置相关问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力电子技术及其应用的兴趣，培养创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，注重理论与实践相结合；3. 引导学生关注电力电子技术发展，认识其在国家能源战略和节能减排方面的重要意义；4. 培养学生的环保意识，了解电力电子装置在环保领域的应用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，旨在培养学生具备扎实的电力电子知识基础，提高实践操作能力和团队协作能力，同时关注学生的情感态度价值观培养，使其成为具有创新精神和环保意识的新时代人才。
通过对课程目标的分解，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 电力电子装置概述- 教材章节：第一章- 内容：介绍电力电子装置的定义、分类、发展历程及应用领域。
2. 电力电子器件- 教材章节：第二章- 内容：讲解晶闸管、晶体管、场效应晶体管等主要电力电子器件的结构、工作原理及特性。
3. 电力电子装置的工作原理- 教材章节：第三章- 内容：剖析逆变器、斩波器、直流-直流转换器等典型电力电子装置的工作原理及电路拓扑。
4. 电力电子装置的参数计算与选型- 教材章节：第四章- 内容：阐述电力电子装置参数计算方法、选型原则及注意事项。
电力电子装置及系统课程设计报告
电力电子装置及系统课程设计报告1. 课程设计概述本课程设计的目的是通过对电力电子装置及系统的研究与实践，使学生掌握电力电子技术的基本原理、基本电路和基本器件，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
通过实际设计一个电力电子装置或系统，使学生了解电力电子装置在现代工业、交通运输、通信等领域的应用，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
介绍电力电子技术的发展历程、基本概念、基本原理和发展趋势，使学生对电力电子技术有一个全面的了解。
介绍常用的电力电子装置及其基本电路，如半桥逆变器、全桥逆变器、谐振变换器等，使学生掌握这些电路的设计方法和工作原理。
介绍常用的电力电子器件，如晶闸管、MOSFET、IGBT等，使学生了解这些器件的结构、工作原理和性能参数。
根据课题要求，设计一个具有一定功能的电力电子装置或系统，并进行实际调试，使学生掌握电力电子装置及系统的设计方法和调试技巧。
指导学生撰写课程设计报告，并进行答辩准备，使学生养成良好的学术写作习惯和团队合作精神。
1.1 课程设计目的与任务本次电力电子装置及系统课程设计的目的是培养学生的工程设计能力和实践操作经验。
通过课程设计，使学生熟练掌握电力电子装置的基本原理、系统构成、运行控制和优化方法，从而能够独立完成电力电子装置的设计、安装、调试和运行维护工作。
课程设计还旨在提高学生的团队协作能力和创新意识，为将来的工程实践和技术创新打下坚实的基础。
电力电子装置的基本原理与设计：学生需掌握电力电子装置的基本原理、主要构成、电路设计及选型计算。
学生还需具备能够根据实际需求独立完成装置的初步设计能力。
系统的运行与控制：学生需理解并掌握电力电子系统的运行特性，包括稳定性、动态响应等。
学生还需掌握系统的控制策略，如PID控制、模糊控制等，并能够根据实际需求设计合适的控制系统。
优化与改进：学生需要根据实际需求和现场环境对电力电子装置进行优化和改进，以提高其性能和使用寿命。
这包括装置的节能优化、抗干扰设计以及可靠性提升等。
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《电力电子装置及系统》课程简介
课程编号：04194071
课程名称：电力电子装置及系统/ power electronics equipment and system
学分:2
学时：32 （实验：0 上机：0）
开课单位：电信学院电气工程系
课程负责人：郑诗程
先修课程：自动控制原理电力电子技术
考核方式：专业课选修
主要教材：电力电子装置及系统，杨荫福等编著，清华大学出版社，2006.09
参考书目：
1．《电力电子学—电力电子变换和控制技术》（第2版）陈坚高等教育出版社，2002. 2．《电力电子技术》（第5版）王兆安机械工业出版社，2009.
课程简介：(控制在300字以内，包括教学内容简述及学生能力培养要求)
本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课。
本课程主要内容包括功率器件、高频开关电源、逆变电源、谐振电源及无功补偿系统等常用电力电子装置方面的内容。
叙述了各种电力电子装置的工作原理，并结合实例给出了各种常用电力电子装置的设计思想及相应的控制原理框图。
通过本课程的学习，要求学生掌握各类常用电力电子装置及系统的结构及工作原理，掌握电力电子装置的设计方法，并能够运用所学知识进行常用电力电子装置的初步设计，同时，培养学生运用综合知识的能力和解决工程实际问题的能力。
起草人：郑诗程审核人：赵卫东日期：2011.3.3。