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1、华南理工大学广州汽车学院 2011-2012 学年度第 一 学期电力电子技术教学大纲（Power Electronic Technique）一、 课程编号：二、 课程名称：电力电子技术三、 学时：52 学分：3 实验学时：8 课内上机学时：0四、 先修课程要求：电路原理、大学物理、电路五、 适用专业：自动化、电气工程及其自动化专业等专业。六、 适用年级：大三七、 课程的性质和任务：电力电子技术是自动化、电气工程及其自动化专业一门重要的专业必修课。是一门横跨电力、电子和控制的新兴学科。它主要研究利用电力电子器件对电能进行变换和调控的技术，包括对电压、电流 、 频率、波形等方面的调控、变换。电力电
2、子技术由三部分内容组成，即电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制。本课程着重学习电能变换电路的基本工作原理。通过本课程的学习，培养学生：1、了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。2、了解与熟悉常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数，具有对电力电子器件基本应用的能力。3、理解和掌握基本的电力电子电路的工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算，具有对电能变换和控制电路进行分析的能力，并能进行初步的系统设计。4、具有一定的电力电子电路实验和调试的能力。八、 课程的内容与基本要求：绪论1. 掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容。2. 了解电力电子
3、技术的发展史。3. 了解电力电子技术的应用、电力电子技术的发展前景。4. 了解本教材的内容。本章重点：电力电子技术的基本概念。第一章 电力电子器件1. 电力电子器件概述。掌握电力电子器件的概念和特征、应用电力电子器件的系统组成、电力电子器件的分类。2. 不可控器件电力二极管。理解电力二极管的工作原理、掌握基本特性、主要参数、主要类型。3. 半控型器件晶闸管。理解晶闸管的结构与工作原理；掌握其基本特性伏安特性、导通与关断条件；掌握其主要参数、计算方法、选择原则；了解晶闸管的派生器件。4. 典型全控型器件。理解可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、功率场效应管（MOSFET）及绝缘门极晶体
4、管（IGBT）的特点、结构和工作原理、电气特性、主要参数、以及选择和使用中应注意的一些问题。5. 电力电子器件的驱动。掌握驱动电路的定义、作用；了解不同电力电子器件对驱动电路的要求、选择。6. 电力电子器件的保护。了解电力电子器件的过电压的产生及过电压保护、过电流保护的工作原理，掌握缓冲电路的定义、作用、工作原理。本章重点：电力电子器件的概念和特征、应用电力电子器件的系统组成、电力电子器件的分类；电力二极管的基本特性、主要参数、主要类型；晶闸管基本特性、晶闸管额定电流的计算、选择；典型全控型器件的特点；驱动电路的定义、作用；缓冲电路的定义、作用、工作原理。本章难点：半导体器件的工作原理、基本特
5、性；电力电子器件驱动电路的选择；保护电路的工作原理。第二章 整流电路1. 单相可控整流电路。掌握各种单相可控整流电路带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算。2. 三相可控整流电路。掌握各种三相可控整流电路带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算。3. 电容滤波的二极管整流电路。了解电容滤波的单相不可控整流电路、三相不可控整流电路的工作原理和波形。4. 整流电路的谐波和功率因数。了解谐波和无功功率的基本概念、带阻感负载时可控整流电路、电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析结论。5. 整流电路的有源逆变工作状态。掌握逆变、有源逆变的定义，有源逆变的条件。本章重点：掌握单
6、相、三相可控整流电路各种电路类型带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算；掌握逆变、有源逆变的定义，有源逆变的条件。本章难点：单相、三相可控整流电路带阻感负载时的工作原理、波形分析；整流电路的有源逆变工作原理。第三章 直流斩波电路基本斩波电路。掌握各种直流变换电路的工作原理及控制方式、基本电路、波形分析及电路参数计算。本章重点：Buck和Boost电路的工作原理、输入输出关系、电路解析方法和工作特点。本章难点：Buck和Boost变换器的电路解析方法；升压斩波电路、升降压斩波电路和Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的工作原理。第五章 逆变电路1. 理解无源逆变电路的概
7、念、分类。2. 换流方式。掌握逆变电路的基本工作原理、理解几种换流方式的特点。3. 电压型逆变电路。掌握单相电压型逆变电路、三相电压型逆变电路的电路结构、工作原理、波形、参数计算。4. 电流型逆变电路。理解单相电流型逆变电路、三相电流型逆变电路的电路结构、工作原理、波形。本章重点：无源逆变概念和分类；几种换流方式的特点、应用场合、原理；电压型、电流型逆变电路的电路结构、工作原理、波形。本章难点：电流型逆变电路原理与波形分析方法。第六章 PWM控制技术1. PWM控制的基本原理。掌握PWM控制的定义、面积等效原理、PWM控制的基本原理；SPWM波形的生成方法。2. PWM逆变电路及其控制方法。了
8、解计算法和掌握调制法单极性和双极性调制的工作原理、波形分析方法；理解异步调制和同步调制概念、原理和特点；理解规则采样法的原理、与自然采样法的区别；了解PWM逆变电路的谐波分析的结果；了解提高直流电压利用率和减少开关次数的方法。本章重点：PWM脉宽调制控制的基本原理，SPWM波形的生成方法；PWM脉宽调制单极性和双极性调制下主电路工作原理、波形分析方法；异步调制和同步调制概念、原理和特点；规则采样法的原理。本章难点： 三相桥式PWM逆变电路的工作原理；规则采样法的原理分析；提高直流电压利用率和减少开关次数的方法。第四章 交流电力控制电路和交交变频电路&第七章 软开关技术1. 软开关的基本概念。掌
9、握硬开关和软开关的概念；掌握软开关的作用，了解其分类：零电压开关和零电流开关。2. 交流调压电路。掌握交流电力控制电路的定义、分类；理解单相交流调压电路的基本原理。3交交变频电路。掌握交交变频电路的定义、分类；理解单相交交变频器的工作原理，优缺点。本章重点：硬开关和软开关的概念，软开关的作用；交流调压电路的电路结构，工作原理，波形；交交变频电路的工作原理、电路结构、其优缺点。本章难点：单相交交变频电路的输入输出特性。第八章 组合变流电路1. 间接交流变流电路。掌握几种间接交流变流电路的电路结构，工作原理，优缺点比较；了解交直交变频器控制方式、恒压恒频(CVCF)电源的工作原理。2. 间接直流变
10、流电路。掌握正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路的工作原理、波形、开关承受的电压，比较他们的特点；理解磁心复位问题；了解全波整流和全桥整流特点；了解开关电源的概念。本章重点：组合变流电路的概念；几种间接交流变流电路的结构、优缺点比较；正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路的工作原理、波形。本章难点：正激电路、反激电路的工作原理、波形；磁心复位问题。九、 学时安排：序号教学内容学时1绪论22第一章 电力电子器件63第二章 整流电路84第三章 直流斩波电路45第四章 交流电力控制电路和交交变频电路26第五章 逆变电路67第六章 PWM控制技术68第七章 软开关技术29第八章
11、组合变流电路610期末复习课210实验8合计52十、 实验内容和要求：1. 实验一 锯齿波同步移相触发电路实验；实验三 单相桥式全控整流电路实验；实验六 三相桥式全控整流电路实验。实验目的与要求：实验一 锯齿波同步移相触发电路实验：了解锯齿波同步移相触发电路的工作原理；掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法；熟悉锯齿波同步移相触发电路主要点的波形测量与分析。实验三 单相桥式全控整流电路实验：掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法；熟悉单相桥式全控整流电路带电阻性负载时的工作情况。实验六 三相桥式全控整流电路实验：了解三相桥式全控整流电路的工作原理；熟悉晶闸管在电路带电阻负载时，在不同控制角下的工作
12、情况。2. 实验八 Buck、Boost直流斩波电路的性能研究。实验目的与要求：研究Buck、Boost变换电路的工作原理；熟悉PWM集成电路芯片TL494的基本功能和使用；熟悉降压、升压两种直流电压变换电路在电感电流连续和电感电流不连续情况时的工作特性。十一、考核方式：1.平时成绩（考勤及课后作业），占总成绩30%；2.实验成绩，占总成绩10%；3.期末考试成绩，占总成绩60%。十二、建议教材及教学参考书： 教材：电力电子技术(第四版)，王兆安,黄俊. 北京: 机械工程出版社, 1996。 电力电子实验指导书参考书：现代电力电子技术基础，赵良炳. 北京: 清华大学出版社, 1995。十三、制定单位：电气工程系 张冬梅