电力电子技术教学大纲

《电力电子技术》教学大纲

课程名称：电力电子技术

适用班级：电气工程及其自动化（专升本）、机电一体化技术（专科函授）辅导教材：《电力电子技术》董慧敏等编著哈尔滨工业大学出版社

一、本课程的地位、任务和作用

电力电子技术是横跨电子、电力和控制三个领域的一门重要课程，是电工技术的一个新兴、重要的分支，是自动化类、电气工程类和机电一体化类等诸多专业的重要技术基础课。

本课程主要研究各类电力电子器件的基本应用特性和各类电力电子变流装置的基本工作原理、电磁过程、控制方法、设计计算以及相应的技术经济性能指标。通过本课程的学习使自动化、电气工程及其自动化和和机电一体化类等专业的学生具有扎实的有关电力电子变流技术的基础理论知识和初步设计、调试及应用各种电力电子变流装置的能力，为后续课程的学习打下坚实的基础。

二、本课程的相关课程

先修课程有：《高等数学》、《积分变换》、《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电机基础》和《电机与电力拖动》等。

三、本课程的基本内容及要求

第一章电力电子器件概述

内容：分类介绍各类常用电力电子器件的基本结构、特性和工作原理以及一些应用参数。对一些新型的电力电子器件的特点也作介绍。

掌握：常用电力电子器件的特性、基本参数和工作原理。

第二章整流电路

内容：介绍由晶闸管为主体组成的各种典型的单相、三相可控整流电路的基本结构和特点；各种典型可控整流电路带阻性、感性、反电势等各类负载情况下电路的工作原理、各种波形分析以及相应的参数计算。讨论晶闸管变流电路对触发电路的基本要求、触发电路各基本环节的工作原理和触发电路定相的一般方法。

掌握：熟知各种典型变流电路的结构组成，学会分析单、三相可控整流电路的方法，并能由此推广到多相整流电路工作情况的分析；掌握各种典型变流电路的波形分析和参数计算方法，并能根据电路的工作情况计算并选择晶闸管、整流管等元器件。

第三章直流斩波电路

内容：介绍直流—直流变流的基本概念，分析基本直流—直流变流电路的工作原理和波形以及参数的基本计算方法；对复合斩波和多重斩波也做概念上的介绍。

掌握：理解升压和降压直流—直流变换的工作原理，掌握这两种电路的输入、输出的关系、电路解析方法、工作特点等，能自行分析一般直流—直流变流电路。

第四章逆变电路

内容：介绍有源逆变的基本概念、实现有源逆变的条件和有源逆变电路的一般分析和计算方法以及波形分析和特点。介绍无源逆变电路的几种换流方式，电压型和电流型无源逆变电路的基本特点、基本波形，介绍负载换相式逆变电路（并联谐振）的工作原理、换相过程。

掌握：熟知实现有源逆变的条件，并能根据逆变条件分析逆变电路的波形和进行参数计算。了解无源逆变的换流概念和换流方式，掌握无源逆变的特点和波形分析。

第五章PWM控制技术

内容：分析PWM控制的基本原理，介绍逆变电路生成SPWM波形的几种控制方法和特点；对PWM整流电路和控制方法也作简单介绍。

要求：熟知基本原理，并能对PWＭ逆变电路进行分析和一般计算，了解各种调制方法的优缺点以及生成SPWM波形的基本方法；了解PWM整流电路的基本原理。

第六章交流调压电路

内容：介绍交流调压的基本概念，相控方式交流调压电路的工作原理，尤其是带阻感负载时电路的工作原理和电路特性、控制角和阻抗角的大小对电路工作的影响等。

要求：理解交流—交流变流电路的分类和基本概念，基本掌握其工作原理和分析方法。

四、习题数量及要求

简答题以基本概念和判断题为主，加深学生对基本概念的理解；计算题培养学生对各类电力电子电路的分析运算能力。

五、教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业

考核方式：考勤、作业和考试

六、几点说明

推荐教材和主要参考书：

推荐教材：《电力电子技术》董慧敏等编著哈尔滨工业大学出版社

主要参考书：电力电子技术（第5版）王兆安，刘进军主编机械工业出版社电力电子学陈坚，康勇主编高等教育出版社

《电力电子技术》复习范围

1、电力电子技术的主要研究内容，实现电能转换的电力电子电路有几种。

2、电力电子器件的定义与分类。

3、晶闸管工作原理、导通和关断的条件、晶闸管的极性判别方法。

4、电力MOSFET的保护措施。

5、绝缘栅双极型晶体管IGBT的特点。

6、电力电子器件的分类、电气符号、特征和参数比较（驱动信号、驱动功率、开关速度。

7、在单相相控整流电路中，什么是触发延迟角？什么是导通角？它们之间关系是什么？

8、单相半波可控整流电路的工作原理、波形分析、移相范围和参数计算（阻性负载、感性负载）

9、单相桥式全控整流电路的工作原理、波形分析、移相范围和参数计算（阻性负载、感性负载）。

10、带阻性负载时，单相半波可控整流电路与单相桥式全控整流电路特性的比较。

11、三相桥式全控整流电路的特点、工作原理、波形分析、移相范围和参数计算（阻性负载、感性负载）。。

12、在整流电路设置整流变压器的原因。

13、双反星形可控整流电路的适用场合，多重化整流电路的特点。

14、双反星形可控整流电路和三相桥式整流可控电路的异同点。

15、变压器漏抗对整流电路的影响。

16、相控电路的触发电路对触发脉冲的要求。

17、直流斩波电路的定义，斩波电路控制方式。

18、降压式斩波电路的工作原理、特点。

19、升压式斩波电路的工作原理、特点。

20、电流可逆斩波电路的工作原理。

21、桥式可逆斩波电路的工作原理。

22、多相多重斩波电路的优点。

23、在电流连续模式下，反激式斩波电路的工作原理。

24、在电流连续模式下，正激式斩波电路的工作原理。

25、逆变的定义和分类。

26、有源逆变和无源逆变的区别。

27、实现有源逆变的条件。

28、逆变失败的定义和原因。

29、无源逆变电路的换流方式。

30、电压单相半桥逆变器的工作原理。

31、电压单相全桥逆变器的工作原理。

32、电压型逆变器的定义和特点。

33、电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式和特点。

34、电流型逆变器的定义和特点。

35、电流型三相桥式逆变电路的基本工作方式和特点。

36、电压型逆变器和电流型逆变的比较。

37、PWM变频电路基本工作原理和PWM变频的特点。

38、对于正弦脉冲宽度调制（SPWM），什么是调制信号？什么是载波信号？何谓调制比？

39、异步调制、同步调制、分段同步调制，以及各自特点。

40、单极性PWM 控制方式和双极性PWM 控制。单相桥式PWM变频电路采用单极式/双极式控制方