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1、电力电子技术课程简介课程代码：052210课程名称：电力电子技术英 文 名：Power Electronic Technology 课程类别：专业选修课学时学分：40 学时/2 学分先修课程：模拟电路,数字电路,电路分析,大学物理，自动控制原理授课对象：建筑电气与智能化专业本科生开设单位: 电子与信息工程学院教 材：电力电子技术 （第四版） 王兆安 黄俊主编 机械工业出版社 2000 年课程简介：本课程是电子与信息工程学院建筑电气与智能化专业本科生在学习电路原理、电子技术、基本电磁理论以及自动控制原理等课程后的一门专业选修课程。主要讲授各种电力电子器件的工作原理和工作特性以及各类变流装置中发生
2、的电磁过程、基本原理、控制方法、设计计算、实验技能及其技术经济指标。变流装置主要包括单、三相可控整流（包括有源逆变） ，DCDC 变换器，单、三相交流调压，交交变频，无源逆变。另外还介绍了 PWM技术的基本原理及其应用技术和软开关的基本概念和原理。本课程的目标是通过本课程的学习，使学生掌握各类变流装置中发生的电磁过程、基本原理、控制方法、设计计算、实验技能及其技术经济指标。以便学生毕业后具有经一步掌握各种变流装置的能力，便为后续课程电力拖动自动控制系统 （包括直流拖动自动控制系统与交流拖动自动控制系统两部分）打好基础。编写： 李善寿 审阅：2010 年 2 月 16 日电力电子技术课程教学大纲
3、课程代码：052210课程名称：电力电子技术英 文 名：Power Electronic Technology 课程类别：专业选修课学时学分：40 学时/2 学分先修课程：模拟电路,数字电路,电路分析,大学物理，自动控制原理授课对象：建筑电气与智能化专业本科生开设单位: 电子与信息工程学院教 材：电力电子技术 （第四版） 王兆安 黄俊主编 机械工业出版社 2000 年参考书目：电力电子技术 清华大学出版社 洪乃刚 主编 2008 年电力电子学-电力电子变换和控制技术 （第二版）高等教育出版社 陈坚编著 2004 年电力电子技术 清华大学出版社 张兴、杜少武等编 2006 年电机与拖动 清华大学
4、出版社 刘锦波 等 编著 2008 年自动控制原理 科学出版社 胡寿松 主编 2002 年一、课程的目的和任务本课程是一门具有较强实践性和理论性的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握各类变流装置中发生的电磁过程、基本原理、控制方法、设计计算、实验技能及其技术经济指标。以便学生毕业后具有经一步掌握各种变流装置的能力，便为后续课程电力拖动自动控制系统 （包括直流拖动自动控制系统与交流拖动自动控制系统两部分）打好基础。二、课程的基本要求和教学内容1、 基本要求（1）熟悉和掌握普通晶闸管（SCR） 、电力晶体管（GTR） 、可关断晶闸管（GTO） 、电力场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶
5、体管（IGBT）等电力电子器件的工作机理、特性和电气参数及驱动电路；（2）掌握无源逆变电路（DCAC（二） ）主要是 PWM 型逆变电路的工作原理、控制方法、波形分析；（3）熟练掌握单相、三相整流电路（ACDC）和有源逆变电路（DCAC（一） ）的基本原理、各种负载下的波形分析和电路参数计算；（3）掌握交流调压电路（ACAC（一） ） 、电路结构、换相方法、波形分析和参数计算；了解交交变频电路（AC-AC（二） ）的基本原理；（4）掌握非隔离型 DCDC 变换器（斩波电路） 、隔离型 DCDC 变换器（高频开关电源）的工作原理；（5）了解软开关技术的基本概念；（6）掌握基本变流装置的调试实验方
6、法；（7）了解电力电子学科的发展动向。2、 教学内容绪论主要内容：电力电子器件的发展历史与现状、各种电力电子器件的基本性能比较、电力电子变流装置的历史与现状；本课程的主要内容、任务与要求。重点与难点：重点让学生了解电力电子（变流）技术的主要内容、任务和重要意义、电力电子技术的发展概况和与其他课程的联系等。第一章 电力电子器件主要内容：晶闸管的基本结构、导通机理、导通条件、关断条件，晶闸管的阳极与门极伏安特性以及晶闸管的主要参数。几种常见的可关断器件，如：GTR、MOSFET、GTO、IGBT 等器件的基本结构和特性参数，以及它们的驱动电路和保护电路。重点与难点：重点让学生掌握晶闸管（SCR）的
7、工作原理、导通与关断条件、额定参数的选择等，电力晶体管（GTR） 、可关断晶闸管（GTO） 、电力场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等电力电子器件的工作原理、特性、电气参数以及它们的驱动与保护电路。第二章 整流电路与有源逆变主要内容：单相可控整流电路、三相可控整流电路、有源逆变电路、电容滤波的不可控整流电路的工作原理、工作波形分析及电路参数计算，整流变压器的漏抗对整流电路的影响，整流电路的谐波和功率因数、大功率可控整流电路以及晶闸管电动机系统的分析，PWM 整流的工作原理。重点与难点：重点让学生掌握可控整流电路的工作原理、波形分析、参数计算方法，整流变压器的漏抗对整流
8、电路的影响，可控整流电路带直流电动机负载时的机械特性分析，有源逆变电路的工作原理、工作波形分析及电路参数计算，逆变失败的原因和最小逆变角的限制问题，逆变工作状态时直流电动机的机械特性分析；了解 PWM整流的工作原理。第三章 逆变电路与 PWM 控制技术主要内容：电流型和电压型无源逆变电路的工作原理，换流（相）方式；PWM 控制的基本原理，SPWM 逆变电路的控制方式及 SPWM 波形的生成方法，交直交变频器的主电路，电流跟踪型 PWM 逆变电路。重点与难点：重点让学生掌握无源逆变电路的基本原理，换流（相）方式的种类与原理，电流型和电压型的基本概念。掌握 PWM 控制的基本原理，SPWM 逆变电
9、路的控制方式及 SPWM 波形的生成方法；了解电流跟踪型 PWM 逆变电路。第四章 DCDC 变换器主要内容：介绍几种常见的直流斩波电路如基本的升、降压斩波电路，T 型和 H型斩波电路的基本结构、工作原理、波形分析和必要的参数计算，以及变压器隔离型的 DC/DC 变换器的工作原理。重点与难点：重点让学生掌握几种常见的直流斩波电路的工作原理、波形分析和必要的参数计算，弄清 H 型斩波电路的双极性、单极性和受限单极性的意义；掌握几种常见的隔离型的 DC/DC 变换器的工作原理。第五章 交流电力控制和交交变频电路主要内容：交交变流电路的分类及基本概念，交流调压电路的基本构成与工作原理，交流调功电路和
10、交流电子开关的基本概念，晶闸管相控交交变频电路的构成、工作原理和输入输出特性，矩阵式变频电路的基本概念。重点与难点：重点让学生掌握单相交流调压电路的工作原理、波形分析和必要的参数计算，晶闸管相控交交变频电路的构成、工作原理和输入输出特性；了解三相交流调压电路的工作原理、波形分析，交流调功电路和交流电子开关的基本概念，矩阵式变频电路的基本概念。第六章 软开关技术主要内容：介绍了软开关的基本概念和各种软开关的分类，详细分析零电压开关准谐振电路、谐振直流环、移相全桥零电压开关 PWM 电路和零电压转换电路的工作原理。重点与难点：重点掌握软开关的基本概念和软开关的分类，零电压开关准谐振电路的工作原理，
11、移相全桥零电压开关 PWM 电路的工作原理。3、 学时分配表课程总学时：40 讲授学时：32 实验(上机)学时：8建议分配学时如下：学 时 数章节 内 容讲课 习题 实 验小 计 备 注1 绪 论 2 22 电力电子器件 6 63 整流电路与有源逆变 10 4 144 逆变电路与 PWM 控制技术 8 2 105 DCDC 变换器 2 2 46 交流电力控制电路和交-交变频电路2 27 软开关技术 2 2合 计 学 时 32 8 40三、课程的实践教学环节：完成实验教学大纲规定的各项实验任务，客观认真地填写实验数据，实验结束后应认真处理实验数据，编写实验报告，及时上缴任课教师。四、考核方式：考试以学生完成日常作业和上课学习情况为必要条件，期末考试采用笔试。本课程成绩评定由三部分组成：期末考试占总成绩的 70%；平时作业占总成绩的 15%；考勤占总成绩的 15%。五、对学生能力培养的要求：本课程除了要求学生掌握电力电子技术的基础知识外，还要求学生具备常见电力电子庄子的分析设计能力。六、说明：本课程涉及到电子技术的多方面的内容，要想教好这门课，任课教师需要掌握和熟悉计算机、电子技术、控制技术方面的基础和专业知识，否则难以讲清一些基本概念和解答学生提出的一些问题。同时建议加大对实验与实践条件的投入，为学生提供必要的实践环境和机会。编写： 李善寿 审阅： 2010 年 2 月 16 日
