《电力电子技术》课程标准.doc

电力电子技术课程教学标准 目 录一、课程名称二、适用专业三、必备基础知识四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点七、内容及要求模块一：电力电子器件1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法4、实训项目及要求模块二：电力电子电路1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法4、实训项目及要求模块三：电力电子系统及其控制1、教学内容2、教学要求3、教学手段及方法4、实训项目及要求八、说明1、建议使用教材和参考资料2、模块学时分配 3、考核方法及手段4、注意事项一、课程名称：电力电子技术二、适用专业：电气工程及其自动化等三、必备基础知识：电路基础（电工学）、模拟电子技术、数字电子技术四、课程的地位和作用1、课程的地位：电力电子技术是“电气工程及其自动化”专业的一门专业必修课程；它也是后续的电气自动控制系统课程的基础。2、课程的作用：（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。掌握普通晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、功率场效应管和绝缘门极晶体管等电力电子器件的工作原理、主要参数、控制电路及选用测试方法。 （2）掌握常用的相控整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形画法、主要参数计算、元件选择以及掌握晶闸管电路的过压、过流等保护方法和元件的估算。 （3）掌握常用触发电路工作原理、波形分析,根据要求选择恰当的触发电路和集成触发器件。 （4）掌握由电力电子器件组成的交流调压电路、逆变电路、变频电路、斩波电路等基本原理。（5）具有一定的电力电子电路实验和调试的能力。五、主要教学内容描述1、电力电子器件的特性及其基本工作原理2、电力电子电路工作原理和基本的数量关系3、电力电子系统及其控制的基本原理六、重点和难点1、重点：掌握各种电力电子器件的工作原理和特性，掌握电力电子电路工作原理,掌握用电力半导体进行电压、电流、频率、波形和相数等的变换方法及变换电路。2、难点：晶闸管额定电流的规定及选择。电力电子器件驱动电路的选择；晶闸管串并联应用时应注意的问题；晶闸管电路应用中应采取的保护措施和保护装置的选择使用。单相半控桥电路工作原理，失控现象及解决办法；三相桥式可控整流电路工作原理；可控整流供电的直流电机负载下的电机机械特性。有源逆变电路波形分析。锯齿波触发电路工作原理及特点，触发电路与主电路的同步问题。升压斩波电路的工作原理。半桥逆变电路及全桥逆变电路的工作原理；三相电压型逆变电路及电流型逆变电路分析；正弦脉宽调制（SPWM）波形的产生方法。七、内容及要求模块一：电力电子器件的特性及其基本工作原理1、教学内容（1） 绪论（2） 电力二极管和晶闸管及其工作原理（3） 全控型电力电子器件（4） 全控型器件的驱动及其他共性问题2、教学要求（1）掌握:晶闸管的工作原理、特性及主要参数，能正确选用晶闸管。（2）了解:其它常用电力电子器件的的基本特性。（3）理解：常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数。3、教学手段及方法教学中除理论教学外，可以多使用实验室、多媒体、演示、讨论、室外教学等。提高学生对知识的理解及掌握。4、实训项目及要求（1）项目1：晶闸管元件的测量内容： 用万用表判断晶闸管、IGBT极性及好坏，验证晶闸管导通、关断的条件。要求：1、读实验教材及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容写出判断晶闸管极性及好坏的方法。2、写出关断、导通的条件和测晶闸管元件的维持电流IH和擎住电流IL值。目的： 1、学习用万用表判断晶闸管元件、IGBT元件极性及好坏的方法。2、进一步掌握晶闸管元件导通、关断的条件。3、晶闸管元件的维持电流IH和擎住电流IL。（2）项目2：单结触发电路的研究内容： 用示波器观察触发电路各测试点，记录波形，分析电路的工作原理。要求： 阅读实验教材及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。目的： 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。模块二、电力电子电路工作原理和基本的数量关系1、教学内容（1） 单相整流电路（2） 可控整流电路（3） 晶闸管的触发电路（4） 直流斩波电路（5） 交流电力控制电路2、教学要求（1）掌握：各电力电子电路类型及其作用。（2）了解：各种电路组成及其基本计算。（3）理解：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。3、教学手段及方法教学中除理论教学外，可以多使用实验室、多媒体、演示、讨论、室外教学等。提高学生对知识的理解及掌握。4、实训项目及要求（1）项目1：单相半波可控整流电路内容：1、单结晶体管触发电路的调试。 2 、单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。3、单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。要求：1、阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。2、 复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。 3、掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。目的： 1、 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 2、 掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 3、 了解续流二极管的作用。 （2）项目2：单相桥式全控整流及有源逆变电路实验内容：1、单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。 2、单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。 3、有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。 要求：1、 阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。 2、 阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的内容，掌握实现有源逆变的基本条件。目的：1、 加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。 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。 （3）项目3：三相半波可控整流电路实验内容：1、研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。 2、研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。 要求：阅读电力电子技术教材中有关三相半波整流电路的内容。目的：了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。（4）项目4：单相桥式全控整流及有源逆变电路实验内容：1、单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。 2、单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。 3、有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。 要求：1、阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。 2、阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的内容，掌握实现有源逆变的基本条件。 目的：1、加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。 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。 （5）项目5：直流斩波电路原理实验内容：1、直流斩波器触发电路调试。 2、直流斩波器接电阻性负载。 要求：1、阅读电力电子技术教材中有关斩波器的内容，弄清脉宽可调斩波器的工作原理。 2、学习本教材中有关斩波器及其触发电路的内容，掌握斩波器及其触发电路的工作原理及调试方法。目的：1、加深理解斩波器电路的工作原理。 2、掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。 3、熟悉斩波器电路各点的电压波形。 模块三：电力电子系统及其控制的基本原理1、教学内容（1）逆变电路（2）PWM控制技术（3）电力电子技术应用2、教学要求（1）掌握：无源逆变的概念；半桥逆变电路及全桥逆变电路的工作原理；电压型和电流型逆变电路的特点；三相电压型逆变电路及电流型逆变电路分析；正弦脉宽调制（SPWM）控制的基本原理。电力电子技术在直流调速系统中的应用；电力电子技术仿真软件应用。（2）了解： 正弦脉宽调制型逆变电路控制方式；正弦脉宽调制（SPWM）波形的产生方法；软开关技术的基本概念。（3）理解：逆变电路的工作原理，调制控制的基本原理和方式。3、教学手段及方法教学中除理论教学外，可以多使用实验室、多媒体、演示、讨论、室外教学等。提高学生对知识的理解及掌握。4、实训项目及要求（1）项目1：三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理内容：三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验要求：阅读电力电子技术教材中有关正弦波脉宽调制SPWM变频工作原理章节。目的：1、掌握SPWM的基本原理和实现方法。 2、熟悉与SPWM控制有关的信号波形。（2）项目2：三相交流调压电路内容：1、三相交流调压器触发电路的调试。 2、三相交流调压电路带电阻性负载。要求：1、阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握三相交流调压的工作原理。 2、如何使三相可控整流的触发电路用于三相交流调压电路。 目的：1、了解三相交流调压触发电路的工作原理。 2、了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 八、说明1、建议使用教材和参考资料电力电子技术教材参考书电力电子技术(第4版)，王兆安,黄俊主编 机械工业出版社2、模块学时分配序号模 块 名 称理论教学学时实践教学学时小计1电力电子器件的特性及其基本工作原理2010302电力电子电路工作原理和基本的数量关系6030903电力电子系统及其控制的基本原理301040合 计110501603、考核方法及手段通过学期中各阶段理论+实践的测试，检查学生掌握知识的情况。4、注意事项1、电力电子器件的结构、特性、主要参数及工作原理。其中晶闸管是基础，IGBT等自关断器件是发展的方向，讲课时有所侧重。2、可控整流电路部分虽然单相桥式、 三相桥式等电路在生产实际中采用较多，但授课时应重点讲清讲透单相半波可控整流电路和三相半波可控整流电路三种不同性质负载的工作原理、波形画法、定量计算以及元