2022年《电力电子技术课程标准 .pdf

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1、电力电子技术课程标准一、课程信息课程名称：电力电子技术课程类型：电气自动化专业核心课课程代码： 0722006 授课对象：电气自动化专业学分： 3.0 先 修 课： 电路、电子技术学时： 50 后 续 课：交流调速系统制 定 人：杨立波制定时间： 2010 年 10 月 10 日二、课程性质电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、 电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。 通过本课程的学习，使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；各种电力电子电路的结构、 工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各

2、种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。为后续课程打好基础。三、课程设计1、课程目标设计（1）能力目标总体目标： 1、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。2、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。具体目标： 1、单相、三相可控整流技术的工程应用2、降压斩波变换技术的工程应用3、升压斩波变换技术的工程应用4、交流调压或交流调功技术的工程应用5、变频技术的工程应用6、有源、无源逆变技术的工程应用（2）知识目标1、熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET 、IGBT 等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法；2、熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、 交流 交流电力变换电路和逆变电路

3、的结构、工作原理、波形分析和控制方法。3、掌握 PWM 技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4、了解电力电子技术的应用范围和发展动向。5、掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。2、课程内容设计（1）设计的整体思路：以工作过程和教学进程为设计依据，以相对独立的知识为模块。（2）模块设计表：模块名称学时1 绪论2 2电力电子器件8 3触发电路8 4电力电子器件器件的驱动

4、、保护、缓冲简介4 5单相整流电路8 6三相整流电路8 7.变压器漏抗对整流电路的影响2 8.逆变电路8 9.变频电路8 10. 直流斩波电路4 3、能力训练项目设计编号能力训练项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式手段及步骤结果1 电力晶体管（GTR ）特性研究1、 熟 悉 (GTR)的 开 关特 性 与二 极 管的 反 向恢 复 特性 及 其测试方法。2、掌握 GTR缓冲 电 路的 工 作原 理 与参 数 设计要求GTR 的 结构、工作原理、基本特性、主要参数等1、不同负载时GTR开关特性测试2、不同基极电流时的开关特性测试3、有与没有基极反压时的开关过程比较1、 绘出电阻负载与电阻

5、、电感负载时的GTR开 关 波形。2、 绘出不同基极电流时的开关波形。2 绝缘栅双极型晶体 管 (IGBT) 特 性与驱动电路研究1、 熟悉 IGBT开关 特 性的 测 试方法；2、掌握混合集成 驱 动 电 路EXB840 的工作原 理 与调 试 方法IGBT 的 结构、工作原理、基本特性、主要参数等1、EXB840性能测试2、开关特性测试3、并联缓冲电路作用测试4、过流保护性能测试，栅计电阻用R4 1、 绘出输入、输出及对光耦延时以及慢速关断等波形，。2、 绘出所测的负栅压值与过流阀值电压值。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

6、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3 晶闸管的测试及导通关断条件测试1、观察晶闸管的结构，掌握正确 的 晶闸 管 的简易测试方法；2、验证晶闸管的 导 通条 件 及关断方法。熟 悉 有 关晶 闸 管 的内容，弄清晶 闸 管 的结 构 与 工作原理、基本 特 征 的有关内容、工作特性；1、鉴别晶闸管的好坏2、晶闸管的导通条件1、 回答实验中提出的问题；2、 总结简易判断晶闸管好坏的方法。4 单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路1、熟悉单结晶体 管 触发 电 路的工作原理， 接线 及 电路 中 各元件的作用；2、

7、观察单结晶体 管 触发 电 路各点的波形， 掌握 调 试步 骤 和方法；3、对单相半波可 控 整流 电 路在 电 阻负 载 及电 阻 电感 负 载时 的 工作 过 程作全面分析1、单结晶体 管 触 发电 路 的 工作原理；2、单相半波 可 控 整流 电 路 的有关内容，3、单相半波 可 控 整流 电 路 接不 同 负 载时dU、dI的 计 算 方法。1、单结晶体管触发电路的调试2、单相半波可控整流电路接电阻性负载3、单相半波可控整流电路接电阻电感性负载1、画出90时，电阻性负载和电阻电感性负载的波形；2、 画出电阻性负载时的实验曲线5 锯齿波同步移相触发电路1、加深理解锯齿 波 同步 移 相触

8、 发 电路 的 工作 原 理及 各 元件的作用。2、掌握锯齿波同 步 触发 电 路的调试方法。锯 齿 波 同步 移 相 触发 电 路 主要 由 脉 冲形 成 和 放大，锯齿波形成，同步移 相 等 环节组成，及其 工 作 原理1、 将 MCL-05面板上， “触发电路选择”拨向“锯齿波” 。2、三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压。3、调节脉冲移相范围4、调节Uct ，使a=60 度，观察并记录U1U5及输出脉冲电压。1、描绘各点波形，并标出幅值与宽度。2、总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法。6 单相桥式全控整流及有源逆变电路1、加深理解单相桥式全控整流及逆变电

9、路的工作原理；1、单相桥式 全 控 整流 电 路 的相关内容1、触发电路的调试2、单相桥式全控整流1 、 画 出30 、60 、90 、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2、研究单相桥式变流电路整流的全过程；3、研究单相桥式变流电路逆变的全过程， 掌握实现有源逆变的条件；4、掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。2、有源逆变 电 路 的内容，实现有 源 逆 变的 基 本 条件。3、单相桥式有源逆变电路实验（4）逆变颠覆

10、现象的观察120 、150 时和的 波形；2、 画出电路的移相特 性曲线；3、 分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。4、进度表设计序号学时教学目标和主要教学内容单元标题能力目标能力训练项目编号知识目标1 2 绪论具有识别电力电子器件的能力识别给定的典型电力电子器件掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史，了解电力电子技术的应用范围，了解电力电子技术的发展前景，了解本课程的内容、任务与要求2 2 功 率 二 极管具有选择功率二极管的型号并进行应用的能力测试二极管的各项参数和特性了解功率二极管的结构和工作原理，熟悉功率二极管的伏安特性和主要参数3 2 晶闸管具 有 选 择

11、晶 闸 管 的型 号 并 进 行 应 用 的能力测试晶闸管的开关特性和各项参数了解晶闸管的结构和工作原理，熟悉晶闸管的伏安特性和主要参数4 2 门 极 可 关断 晶 闸 管（GTO ）具有选择GTO 的型号 并 进 行 应 用 的 能力测 试GTO的开关特性和各项参数了解可关断晶闸管 （GTO）的结构和工作原理，熟悉GTO 的伏安特性和主要参数5 2 电 力 晶 体管（ GTR）具有选择GTR 的型号 并 进 行 应 用 的 能力测 试GTR的开关特性和各项参数了解电力晶体管（GTR ）的结构和工作原理，熟悉GTR 的伏安特性和主要参数；了解 GTR 的二次击穿与安全工作区名师资料总结 - -

12、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 6 2 功 率 场 效应晶体管具有选择 P-MOSFET的 型 号 并 进 行 应 用的能力测试P-MOSFET的开关特性和各项参数了 解 功 率 场 效 应 晶 体 管（P-MOSFET ）的结构和工作原理，熟悉（P-MOSFET ）的伏安特性和主要参数7 绝 缘 栅 双极 型 晶 体管（ IGBT ）具有选择IGBT 的型号 并 进 行 应 用 的 能力测 试IGBT的开关特性和各项参数了解绝缘栅

13、双极型晶体管（IGBT ）的结构和工作原理，熟悉IGBT的特性和主要参数，了解IGBT 的擎住效应与安全工作区8 2 晶 闸 管 的门 极 驱 动及 简 易 触发电路具有分析和设计晶闸管门极驱动和简易触发电路的能力设计简单的晶闸管触发电路熟悉晶闸管的门极驱动电路，掌握晶闸管的简易触发电路、集成触发电路9 2 同 步 信 号为 锯 齿 波的 触 发 电路具有分析和设计晶闸管门锯齿波触发电路的能力对触发电路进行定相熟悉同步信号为锯齿波的触发电路的工作原理10 2 集 成 触 发电路简介具有分析集成触发电路的能力分析集成触发电路的工作过程熟悉集成触发电路的工作原理11 2 全 控 型 器件的驱动、保

14、护、缓冲简介具有分析和说明全控型器件的驱动、保护、缓冲电路的工作原理和典型电路设计的能力分析各种驱动、保护、缓冲各自的优缺点了解 GTO 的保护、 GTR的保护、P-MOSFET 的保护、了解IGBT 的保护；了解电力电子器件的缓冲电路；12 2 单 相 半 波可 控 整 流电路具有独立分析单相半波可控整流电路的能力和选择电力电子器件的能力分析各种控制角下整流输 出 的 波形，根据实际要求选择合适的晶闸管组成该电路熟练掌握半波可控整流电路的分析和设计13 2 单 相 桥 式全 控 整 流电路具有独立分析单相桥式全控整流电路的能力和选择电力电子器件的能力分析各种控制角下整流输 出 的 波形，根据

15、实际要求选择合适的晶闸管组成该电熟练掌握单相桥式全控整流电路的分析和设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 路14 2 单 相 桥 式半 控 整 流电路具有独立分析单相桥式半控整流电路的能力和选择电力电子器件的能力分析各种控制角下整流输 出 的 波形，根据实际要求选择合适的晶闸管组成该电路熟练掌握单相桥式半控整流电路的分析和设计15 2 三 相 半 波可 控 整 流电路具有独立分析三相半波可控整流电路的能力和选择电力

16、电子器件的能力分析各种控制角下整流输 出 的 波形，根据实际要求选择合适的晶闸管组成该电路熟练掌握三相半波可控整流电路的分析和设计16 2 三 相 全 控桥 式 整 流电路具有独立分析三相全控桥式整流电路的能力和选择电力电子器件的能力分析各种控制角下整流输 出 的 波形，根据实际要求选择合适的晶闸管组成该电路熟练掌握三相全控桥式整流电路的分析和设计17 2 变 压 器 漏抗 对 整 流电 路 的 影响具有分析各种典型整流电路晶闸管换相过程和变压器漏感对整流电路的影响的能力分析典型电路的换相压降和换相重叠角 了解变压器漏抗对整流电路的影响，了解整流、触发电路的同步与定向18 2 有 源 逆 变及

17、 有 源 逆变电路具有独立分析有源逆变电路和选择电力电子器件的能力分析有源逆变的工作过程1、掌握逆变的概念2、熟练掌握有源逆变电路19 2 无 源 逆 变电路概述具有独立分析无源逆变电路和选择电力电子器件的能力分析无源逆变的工作过程了解逆变电路的概念2 1800和 1200交-直-交变频电路具有独立分析两种典型逆变电路和选择电力电子器件的能力分析两种典型电路中各个电力电子器件的功能1、了解无源逆变（变频）电路的概念2、熟练掌握无源逆变（变频）电路的原理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

18、- - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 20 2 正 弦 波 脉宽调制(SPWM) 变频器具有说明PWM控制的基本思想和进行实际运算的能力。具备分析 PWM控制电路谐波的能力分析正弦波脉 宽 调 制(SPWM)变频器电路中各个电力电子器件的功能1、重点掌握 PWM 控制的基本原理2、掌握 PWM 逆变电路的控制方式3、掌握 PWM 波形的生成方法4、了解 PWM 逆变电路的谐波分析5、了解跟踪型PWM 控制技术6、了解 PWM 整流电路及其控制方法21 2 晶 闸 管 交 -交 变 频 电路具有分析和设计晶闸管交 -交变频电路的能力分析晶闸管交 - 交 变 频电

19、路中各个电力电子器件的功能掌握晶闸管交- 交变频器电路工作原理及其应用。22 2 6.降压式直流斩波电路具有分析和设计降压式直流斩波电路的能力分析降压式直流斩波电路中各个电力电子器件的功能1、掌握降压式直流斩波电路工作原理2、掌握降压式直流斩波电路数量关系3、了解降压式直流斩波电路控制方式23 2 升 压 式 直流 斩 波 电路具有分析和设计升压式直流斩波电路的能力分析升压式直流斩波电路中各个电力电子器件的功能1、掌握升压式直流斩波电路工作原理2、掌握升压式直流斩波电路数量关系3、了解升压式直流斩波电路控制方式24 2 6.升 -降压式直流 斩 波 电路具有分析和设计升-降压式直流斩波电路的能

20、力分 析 升 - 降压式直流斩波电路中各个电力电子器件的功能1、掌握升 - 降压式直流斩波电路工作原理2、掌握升 - 降压式直流斩波电路数量关系3、了解升 - 降压式直流斩波电路控制方式25 2 Cuk 直流斩波电路具有分析和设计Cuk直流斩波电路的能力分析 Cuk 直流斩波电路中各个电力电子器件的功能1、掌握 Cuk直流斩波电路工作原理2、掌握 Cuk直流斩波电路数量关系3、了解 Cuk直流斩波电路控制方式名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - -

21、- - - - - - - 四、教材、资料教材：黄家善.电力电子技术.北京：机械工业出版社参考资料： 1、王兆安 . 电力电子技术 . 北京：机械工业出版社2、陈坚 . 电力电子学 电力电子变换和控制技术.高等教育出版社3、徐以容 . 电力电子技术基础. 东南大学出版社五、需要说明的其他问题1、教学评价与考核：考试2、教学设施要求：多媒体教室、DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置、MCL现代运动控制技术实验台、双踪示波器、滑线变阻器、万用表、交流毫伏表、直流稳压电源、电感元件、 MATLAB 仿真软件、 flash典型波形动态演示图片。3、教学建议：建议将本课程拆分成四个模块，即1、电力电子器件2、整流电路3、逆变电路 4、直流变换电路。这样将使本课程的讲授更加具有针对性，知识结构也相对清晰。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -