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1、电力电子技术2教学大纲一、课程基本信息课程名称电力电子技术Power Electronics Technology课程编码CNE310221020开课院部新能源学院课程团队电力电子课程组学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时34适用专业自动化授课语言中文先修课程高等数学（27）、高等数学（2-2）.电路分析、模拟电子技术、数字电子技术课程简介 （限选）电力电子技术是一门高新技术，近年来发展非常迅速，应用十分广泛。作为自动化和测控专业的专业限选课，本课程的学习重点主要 是各种变流电路的分析。通过本课程的学习，学生应掌握SCR、IGBT等功率电子器件的工作机理、开关特性及电气参数
2、，了解GTR、GTO、 PowerTIOSFET等功率电子器件的基本工作原理；掌握单相、三相可控整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形分析和各种负载（R、 RL、RLE）对电路工作波形的影响，并能对上述电路进行定量计算；掌握单相交流调压电路、直流斩波电路、无源逆变电路的工作原理、 电路结构、换流方法、波形分析和参数计算；熟悉PWM控制方法的基本原理。了解有关电力电子器件驱动、保护的原理和方法。通过本课 程的学习，使学生对各种电力电子变换电路拓扑、及控制、驱动与保护等知识有一个系统全面的学习，为自动化专业方向的专业课学习打 好基础。Power electronics is a high-tech
3、 and it has developed very rapidly and been widely used in recent years. As a professional course in the major of automation and measurement and control, the focus of this course is mainly on the analysis of various converter circuits. Through this course, the students should master the working mech
4、anism, switching characteristics and electrical parameters of SCR, IGBT and other power electronic devices, and understand the basic principles of some power electronic devices such as GTR, GTO, Power-MOSFET and so on; master the basic principles, waveform analyses and quantitative calculation of th
5、e single-phase, three-phase controlled rectifier circuit and the active inverter circuit , and the influence of various loads (R, RL, RLE) on the circuit waveforms; master working principle, topology, commutation method, waveform analysis and parameter calculation of the single-phase AC voltage regu
6、lator control circuit, DC chopper circuit, passive inverter; be familiar with the basic principle of PWM control method and waveform analysis of the inverter circuit; understand the trigger, drive and protection methods of power electronic devices. By learning this course, students can obtain the sy
7、stematic and comprehensive learning on power electronic converter circuits, controlling and driving, protection methods and so on, which can lay the solid foundationfor the professional courses in the major of automation.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：理解并掌握电力电子基础知识，具备分析自动化工程问题中电力电子电路
8、的能力。是1.31.32M2目标2 ：能够针对被控对象的特征，利用所学知识设计电力电子装置自动控制系统实验方案是4. 14. 1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节111绪论电力电子技术的基本概念，电力电子技术的学科地位及特点， 电力电子技术的发展概况，电力电子技术的应用领域Ml1讲授/讨论1作业/自学22. 12.1电力电子器件 概述电力电子器件的特征，分类Ml1讲授/讨论1作业/自学32.22.2电力二极管电力二极管的静态特性和动态特性；电力二极管的主要参数； 电力二极管的主要分类Ml1讲授/讨论1作业/自学42.32.3晶闸管晶闸管
9、的四层半导体结构，双晶体管模型，正反馈原理，晶闸 管的关断和导通条件；晶闸管的静态特性和动态特性；晶闸管 主要参数；晶闸管的派生器件。Ml1.5讲授/讨论1.5作业/自学53. 13.1单相半波可控 整流电路电阻负载，阻感负载，续流Ml, M21.5讲授/讨论1.5作业/自学63.23. 2单相桥式全控 整流电路电阻负载，阻感负载，反电势负载Ml, M21.5讲授/讨论1.5作业/自学74. 14.1三相半波可控 整流电路电阻负载，自然换相点，电感性负载Ml, M22讲授/讨论2作业/自学84.24. 2三相桥式全控 整流电路电路结构，工作特点，两种触发方式，SCR电压波形，电阻负 载与电感性
10、负载波形对照，定量分析Ml, M22讲授/讨论2作业/自学94.34. 3变压器漏抗对 整流电路的影响换流重叠和换流重叠角的概念Ml0.5讲授/讨论0.5作业/自学10实验1实验1三相桥式全 控整流电路的测试二相桥式全控整流电路的触发调整与测试，二相桥式全控整流 电路的测试Ml, M22实验2撰写实验 报告115. 15.1有源逆变的概 念直流电机的电动和发电反馈制动两种状态，功率传递方向，产 生有源逆变的条件，顺向串联Ml1讲授/讨论1作业/自学125.25. 2三相有源逆变 电路二相半波、二相全控桥式电路；逆变角，波形分析；功率平衡 关系。M1,M21讲授/讨论1作业/自学135.35.
11、3逆变失败与最 小逆变角的限制逆变失败，逆变失败的原因和危害，最小逆变角的限制Ml0.5讲授/讨论0. 5作业/自学146. 16.1电容滤波的不 可控整流电路采用大电容滤波，在直流侧不串接电感和串入电感两种情况 下，直流侧电流波形，以及变压器副边电流与电压波形及相位 关系，两电流波形在轻载和重载时各有何变化；直流侧输出电 压平均值的计算Ml, M21讲授/讨论1作业/自学156.26. 2整流电路及谐 波和功率因数谐波对电网产生的污染，非线性负载，畸变因数（基波因数）， 位移因数，功率因数公式及物理意义；单相全控桥整流电路的 位移因数、功率因数各与晶闸管触发角的关系；电容滤波不可 控三相整流
12、电路的交流侧电流谐波特点和功率因数特点；整流 输出电压、电流谐波。Ml1讲授/讨论1作业/自学167. 17.1单相交流调压 电路电阻性负载；电感性负载，不同触发角度范围的输出电压电流 波形Ml, M22讲授/讨论2作业/自学177.27. 2三相交流调压 电路三相交流调压电路结构，触发方式，晶闸管的导通情况Ml, M20.5讲授/讨论0.5作业/自学18实验2实验2三相交流调 压电路测试触发电路的调试，三相交流调压电路带电阻性负载Ml, M22实验2撰写实验 报告198. 18.1常见全控型电 力电子器件门极可关断晶闸管GT0、电力晶体管GTR、电力场效应管 PowerMOSFET,绝缘栅极
13、晶体管IGBT的主要特点介绍Ml1.5讲授/讨论1.5作业/自学208.28.2驱动电路晶闸管的驱动电路，磁通复位，全控器件的驱动电路Ml, M20.5讲授/讨论0.5作业/自学218.38. 3 PE器件的保 护过电压保护与过电流保护、开通缓冲电路的作用、关断缓冲电 路的作用Ml, M21讲授/讨论1作业/自学229. 19.1无源逆变基本 原理及换流方式四种换流方式及各自的换流关断原理、典型用例Ml1讲授/讨论1作业/自学239.29. 2电压型逆变电 路单相半桥、单相桥式和二相桥逆变电路的拓扑形式，控制方 式，输出电压波形及输出交流电压有效值如何改变Ml, M21.5讲授/讨论1.5作业
14、/自学249.39.3电流型逆变电 路单相电流型逆变电路（并联谐振式）特点Ml, M20.5讲授/讨论0.5作业/自学259.49.4 PWM逆变电路 及控制方法PWM面积等效原理，两电平和三电平PWM, PWM调制比，PWM控 制方式、输出电压波形及输出交流电压有效值的改变Ml, M21讲授/讨论1作业/自学2610. 110.1降压式直流 斩波电路电路结构、工作原理和波形分析（电流连续、断续）、定量计算Ml, M21讲授/讨论1作业/自学2710.210. 2升压式直流 斩波电路电路结构、工作原理和波形分析（电流连续、断续）、定量计算Ml, M21讲授/讨论1作业/自学28实验3实验3直流
15、斩波电 路及PWM控制用全控器件构成直流斩波电路，观察其工作状态及波形；改变 PWM控制脉冲占空比，观察并记录不同占空比时斩波电路的输 出电压波形；测试斩波电路的控制特性Ml, M22实验2撰写实验 报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置1 2道题目。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对电力电子基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析 和计算题。20%2实验1 .本课程6个学时实验，共三次实验。2 .成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3 .考核学生对电力电子知识的
16、应用能力，针对不同电力变换问题，能够根据需求确定设计目标，搭建电力变换电路，从20%技术角度优选解决方案获得有效结论。3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分。3.主要考核学生对电力电子基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择 题、填空题、简答题、作图题、分析题、计算题等。50%4考勤随机点名、刷卡点名等5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业20%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，作图比较
17、规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱。2Ml实验30%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实 验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分 析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较后效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，
18、没有正 确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结 论。3Ml期末考试50%见试卷评分标准4M2平时作业15%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱。5M2实验50%A-实验过程中认真完成实验要求，
19、得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实 验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分 析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正 确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案抉得有效的结 论。6M2期末考试35%见试卷评分标准评分等级说明：A, B, C, D =
20、 90-100, 75-89, 60-74, 0-59六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1电力电子技术，张加胜，中国石油大学出版社，2016年，ISBN:9787563654130. （*主教材）2图书1电力电子变流技术，黄俊王兆安，机械工业出版社，2011, TSBN:9787111041757.3图书1电力电子技术，徐德鸿 马皓汪樽生，科学出版社，2015, ISBN:9787030168733.4图书1电力电子技术基础，洪乃刚，清华大学出版社，2015, ISBN:9787302405801.5图书1电力电子学：电力电子变换和控制技术，陈坚、康勇，高等教育出版社，2011, ISBN:9787040104912.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1三相桥式全控整流电路的测试电力电子与电机控制实 验室基础实验楼B22132专业必做验证性否2三相交流调压电路测试电力电子与电机控制实 验室基础实验楼B22132专业必做综合性否3直流斩波电路及PWM控制电力电子与电机控制实 验室基础实验楼B22132专业必做设计性否