电力电子技术教案

1、电力电子技术教案 第 1 次课 3 学时 授课时间 06.2.22 教案完成时间 06.2.15 课题（章节）第一章 电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)教学目的与要求： 通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用场合等。 教学重点、难点： 器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。 教学方法及师生互动设计： 启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关

2、知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。课堂练习、作业：1、 电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？ 2、 试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、基本特性和主要参数。本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的基础知识。第 1 页电力电子技术教案第 2 次课 3 学时 授课时间 06.3.1 教案完成时间 06.2.23 课题（章节）第一章 电力电子器件 1

3、.4 1.5 1.6教学目的与要求： 通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数工程应用情况。充分了解电力电子器件的驱动方式。对其它新型器件也有所了解。 教学重点、难点： 重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。 教学方法及师生互动设计： 以实际生活中见到的的实例，启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。如：调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。课堂练习、作业：1、 P42. 1.2 2、 说出所知道的电力电子器件的名称及其应用场合、工作原理。本次课堂教学内容小结介绍了晶闸管、IGB

4、T、电力MOSFET的结构、工作原理、基本特性和主要参数。以上三种器件在实际工程中应用最为广泛。是电力电子器件的重点知识。本次课堂教学达到预期目的，学生理解较好，尤其是结合工程应用，授课效果较好。 第13 页电力电子技术教案第 3 次课 3 学时 授课时间 06.3.8 教案完成时间 06.2.24 课题（章节）第一章 电力电子器件 1.7 1.8 。第二章 2.1教学目的与要求： 通过该章节内容学习,使学生了解电力电子器件的保护意义、保护措施、保护原理；理解电力电子器件的串、并联使用方法；掌握单相可控制流电路的原理、分析、计算方法、负载对整流输出电压、电流波形的影响。 教学重点、难点： 电力

5、电子器件的保护原理和保护措施、感性负载对单相可控整流输出的影响的分析是本次课程的重点及难点。 教学方法及师生互动设计：由学生叙述电力电子器件的保护措施及原理。以本人的科研课题为实例，讨论电力电子器件的保护措施。课堂练习、作业：1、 P42. 8 2、举出几种电力电子器件保护电路的例子，讨论其原理本次课堂教学内容小结电力电子器件在电路中必须有完善的保护措施，这是与信息电子器件在应用方面的不同之处。保护主要体现在过流、过压、di/dt、du/dt。 第 21 页电力电子技术教案 第 4 次课 3 学时 授课时间 06.3.15 教案完成时间 06.3.10 课题（章节）第二章 整流电路 2.2 2

6、.4 2.5 教学目的与要求： 理解三相半控、全控桥式整流电路的原理，掌握三相整流电路中的控制角的概念。感性负载、阻性负载对输出电压、电流波形的影响，定量分析电压、电流参数。此外，对于整流变压器漏感的影响。电容滤波作用，谐波和功率因数、逆变态功率、12脉波可控整流等知识有所了解。 教学重点、难点： 三相全控桥式整流电路为重点，关键在电路分析，其中6相触发脉冲的相位关系是难点。 教学方法及师生互动设计： 问题：为什么三相全控桥整流需要双脉冲？为什么要脉冲列调制？由学生作出解释。课堂练习、作业： 写出三相桥式全控整流阻性负载和阻感负载时的输出平均直流电压的数学表达式。分析交流侧电压与直流侧电压在不

7、同角下的对应关系。本次课堂教学内容小结着重介绍了三相全控整流桥的电路原理，触发脉冲相序，角概念，各种典型角情况下的输出电压波形。阻抗负载的特点。定量分析了输出电流、电压的参数，此外，对谐波和功率因数也作了较全面的介绍。 第 31 页电力电子技术教案 第 5 次课 3 学时 授课时间 06.3.22 教案完成时间 06.3.18 课题（章节）第二章 整流电路 2.6 2.7 2.8 教学目的与要求：使学生了解大功率可控整流电路的接线方式及特点,熟悉双反星形可控整流电路的工作情况，建立整流电路多重化化概念。了解可控整流电路的有源逆变工作状态，掌握产生有源逆变的条件，三相可控整流电路有源逆变工作状态

8、的分析、计算等。 教学重点、难点： 整流电路多重化概念、有源逆变原理、三相可控整流有源逆变的分析计算。 教学方法及师生互动设计： 以电力机车的运行为例，说明有源逆变的原理及意义。课堂练习、作业：1、 整流电路多重化的主要目的是什么？2、 什么是逆变失败？如何防止逆变失败？本次课堂教学内容小结重点介绍了大功率可控整特点，使学生建立起双反星形可控整流电路和整流电路多重化概念。重点分析了可控整流电路的有源逆变工作状态，有源逆变的条件，三相可控整流有源逆变工作状态的分析计算、逆变失败及最小逆变角的限制等。 第 43 页电力电子技术教案第 6 次课 3 学时 授课时间 06.3.29 教案完成时间 06

9、.3.25 课题（章节）第三章 直流斩波电路 3.1 3.2 教学目的与要求： 通过该章内容学习,使学生理解降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，掌握这两种电路的输入输出关系、电路分析方法和工作特点。 教学重点、难点： 降压、升压斩波电路的分析与计算是本次课程的重点和难点。 教学方法及师生互动设计： 一种DCDC变换器，输入电压范围：180300V，输出直流电压：24V。输入欠压、过压均报警，且斩波器停止输出，请学生提出电路方案，教师进行点评。课堂练习、作业：1、 叙述降压斩波器电路工作原理，要求介绍每个元件的特点、作用。2、 简述升压斩波电路工作原理。本次课堂教学内容小结直流斩波器电路是直流

10、变换器的重要知识点，应用非常广泛。本次课程重点介绍了降压、升压斩波电路原理分析和计算方法，使学生建立了相关概念，对于学生今后的工作实践很有益处。 第 51 页电力电子技术教案 第 7 次课 3 学时 授课时间 06.4.12 教案完成时间 06.4.1 课题（章节）第四章 交流电力控制电路和交交变频电路 4.1 4.2 教学目的与要求： 通过该章的学习，使学生掌握交流调压电路、交流调功和交流电力电子开关电路的原理及区别。掌握交流交流变频电路的原理，了解矩阵式变频电路基本原理。 教学重点、难点：1、 交交变频电路的分类及其基本概念。2、 单、三相交流调压电路的基本构成和基本原理。3、 交流调功电

11、路和交流电力电子开关的基本概念。 教学方法及师生互动设计： 负载为60W/220V白炽灯，要求用晶闸管相控方式调光，画出线路图。课堂练习、作业： 单相交流调压器、电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5,L=2mH，试求：的变化范围 负载电流的最大有效值。本次课堂教学内容小结着重介绍了交流调压电路、交流调功和交流电力电子开关电路的原理及区别、交流交流变频电路的原理、矩阵式变频电路基本原理。达到了教学目的与要求，学生对于基于晶闸管的交流调压、交流调功、交交变频的知识点掌握较好。通过介绍应用，使学生加深了理解。第 61 页电力电子技术教案 第 8 次课 3 学时 授课时间 06.4.1

12、2 教案完成时间 06.408 课题（章节）第四章 交流电力控制电路和交交变频电路4.3 4.4教学目的与要求： 通过该部分内容学习,使学生掌握单、三相交交变频电路原理及该电路特点、应用。了解矩阵式变频电路基本原理、特点及解决的技术要点。 教学重点、难点： 晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和输入输出特性。 矩阵式交交变频电路的基本基本概念。 各种交流交流变流电路的主要应用。 教学方法及师生互动设计： 交-交变频电路的应用场合，试设计一种利用交交变频电路进行风机调速的基本电路。课堂练习、作业： 交-交变频电路的最高输出频率为多少？为什么？本次课堂教学内容小结该章节内容的教学情况为：

13、交-交变频电路学生易于掌握，因为有前面学过的全控整流桥基础，而矩阵式变频电路因难度较大，不易掌握。 第 69 页电力电子技术教案 第 9 次课 3 学时 授课时间 06.4.19 教案完成时间 06.4.12 课题（章节）第五章 逆变电路5.1.1 5.1.2教学目的与要求： 使学生掌握无源逆变概念,以区别于有源决策变概念. 掌握四种换流方式： 器件换流电网换流强迫换流负载换流教学重点、难点：换流概念及换流方式，尤其是负载换流为难点。 教学方法及师生互动设计： 设计一种强迫换流电路。课堂练习、作业： 无源逆变和有源逆变有何不同？本次课堂教学内容小结换流方式是逆变电路的重要基础，该课次将此部分内

14、容讲得较详细，学生掌握较好。 第 75 页电力电子技术教案 第 10 次课 3 学时 授课时间 06.4.26 教案完成时间 06.4.20 课题（章节）第五章 逆变电路5.2单相电压逆变电路教学目的与要求： 使学生理解电压型逆变电路的电源供电特点，负载电流、电压波形特点。掌握单相电压型逆变电路的工作原理。教学重点、难点：全桥型电压型逆变电路，通过改变器件的导通相角，改变输出电压幅度为重点内容。 教学方法及师生互动设计： 举例说明电路型逆变电路的应用。课堂练习、作业： 说明电压型逆变电路中的反馈二极管的作用？本次课堂教学内容小结本次课程将单相型逆变电路包括：半桥型、全桥型、变压器中心抽头型介绍

15、得较为透彻，学生理解较好。 第 81 页电力电子技术教案 第 11 次课 3 学时 授课时间 06.5.10 教案完成时间 06.5.1 课题（章节）第五章 逆变电路5.2.2 三相电压型逆变电路教学目的与要求：使学生掌握三相电压型逆变电路的基本原理、相关计算方法，控制信号的时序。教学重点、难点：三相桥式电压型逆变电路的输出相电压、线电压及谐波计算。 教学方法及师生互动设计： 说明单相逆变输出和三相逆变输出的本质区别何在？课堂练习、作业： P149 5本次课堂教学内容小结三相桥式电压型逆变电路的基本原理、控制信号相序、相关计算都作了重点介绍，学生掌握较好。 第 87 页电力电子技术教案 第 1

16、2 次课 3 学时 授课时间 06.5.17 教案完成时间 06.5.12 课题（章节）第五章 逆变电路5.3 5.4教学目的与要求： 通过该章节教学，使学生掌握电流型逆变电路基本原理，包括单相式、三相式、输出电压、电流波形特点。了解多重逆变电路和多电平逆变电路的作用及其构成。教学重点、难点：单相并联谐振式电流型逆变电路为重点，也是应用最为广泛的电路。教学方法及师生互动设计： 并联谐振式电流型逆变电路是属于负载换流方式，试分析晶闸管关断过程并与强迫换流方式相联系。课堂练习、作业： P149 6本次课堂教学内容小结电流型逆变电路中，并联谐振式电流逆变电路应用最为广泛，本次课程作了重点介绍，使关键

17、的换流过程为学生掌握。 第 93页电力电子技术教案 第 13 次课 3 学时 授课时间 06.5.24 教案完成时间 .6.5.20 课题（章节）第六章 PWM技术6.1 6.2 6.3教学目的与要求：使学生理解什么是PWM技术，其理论根据是什么，采用什么手段获得PWM波和SPWM波。教学重点、难点：面积等效原理、SPWM波的形成为重点。 教学方法及师生互动设计： 举例说明PWM技术的实际应用。课堂练习、作业： 试画出以硬件方法实现SPWM调制的原理图。本次课堂教学内容小结面积等效原理及用硬件法实现SPWM作了重点介绍，大多数学生对此理解较好。 第 99 页电力电子技术教案 第 14 次课 3

18、 学时 授课时间 06.5.31 教案完成时间 06.5.22 课题（章节）第七章 软开关技术 教学目的与要求： 通过本章的学习,使学生了解什么是软开关技术、软开关电路的特点。掌握软开关电路的分析方法。 教学重点、难点： 基于谐振原理的零电流开关、零电压开关。谐振过程。 教学方法及师生互动设计： 强调说明普通电力电子开关存在的开关损耗和产生电磁干扰问题，进而说明软开关可以解决这些问题，使学生对于两种开关有一个在性能方面的清晰的认识。明白软开关的发展方向。课堂练习、作业： 在降压斩波电路中如何使ICBT管子成为软开关而作为斩波开关工作？试画出电路。本次课堂教学内容小结 以普通开关与软开关进行性能

19、比较，详细说明软开关的特点和性能，分析了零电压、零电流软开关的工作原理、特别是谐振现象（LC谐振）是软开关的本质。学生通过学习大部分接受较好。 第 109 页电力电子技术教案 第 15 次课 3 学时 授课时间 06.6.7 教案完成时间 06.6.2 课题（章节）课程复习教学目的与要求： 该次课程以本教程的主要内容复习为主，通过复习，使学生掌握所学知识的重点和要点，同时使学生领会电力电子技术知识的学习方法。 教学重点、难点： 器件部分：重点放在单向晶闸管、MOSFET、IGBT的工作原理、参数及保护措施。第二章：重点为全控单相、三相整流桥原理。第三章：重点为降压斩波电路。第五章：重点为电流型单向LC并联谐振逆变电路。第六章：为PWM技术的原理、方法。 教学方法及师生互动设计： 提出问题，举出实例，让学生参与讨论。如：中频感应加热装置的电路，软启动开关原理，充电器原理。课堂练习、作业： 降压斩波器的有关推导。 并联谐振单相电流型逆变电路的波形。本次课堂教学内容小结通过复习，巩固了学生对本课程的要点、重点知识，同时对于平时课堂教学中的遗漏进行了弥补。在复习过程中尽可能增加电力电子技术在实际应用中的实例，使学生对于该技术掌握的意义加深了