《电子电力技术A》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《电子电力技术A》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号3023S05007开课单位国际学院课程名称（中文）电力电子技术A（英文）PowerElectronicsA课程性质必修考核类型考试课程学分2课程学时34课程类别专业核心课（专业发展课程）先修课程电路原理、模拟电路、数字电路适用专业（类）电气工程及其自动化二、课程描述及目标（一）课程简介电力电子技术是现代电子技术的基础之一，已被广泛地应用在工农业生产、国防、交通、新能源等各个领域，有着极其广阔的应用前景。《电力电子技术》是电类专业重要的专业基础课程。本课程通过对功率半导体器件、主电路计算及保护、驱动电路、交流-直流(AC-DC)变换电路、直流-直流(DC-DC)交换电路、直流-交流(DC-AC)变换电路、交流-交流(AC-AC)变换电路、软开关技术等内容的学习，使学生能掌握各类电能变换的基本原理，各电力电子变换装置的电路结构、基本原理、控制方法、设计计算；使学生具有初步设计、调试、分析电力电子变流装置的能力。该课程符合培养方案中所对应的毕业要求：掌握电子电路性能和指标的测量方法，学会电子电路安装与调试的基本技能，能综合利用所学知识，按要求设计一个电路系统；熟悉自动控制系统的常用设计方法，并能够对实验结果进行分析；具备信号获取与处理、设计与实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。（二）教学目标该课程符合河北大学的本科专业人才培养方案中所对应的毕业要求，其主要的课程目标包括：课程目标1：掌握电力电子器件的基本结构和特性，掌握变流技术的基本分析方法和工程计算；课程目标2：对与电力电子技术相关的工程问题进行分析，培养并提高学生分析和解决工程问题的能力；三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-2：能针对具体的对象建立数学模型并求解；课程目标10.22-3：能运用基本原理，借助文献研究，选择合适的解决方案，分析过程的影响因素，获得有效结论；课程目标10.43-2：能够针对特定需求，完成单元（部件）的设计；课程目标10.24-1：能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析复杂工程问题的解决方案课程目标20.2四、教学方式与方法根据课程特点，该课程以课堂教学为主。主要通过以下方式方法，丰富教学过程：1．导向式课前预习：布置与课程内容相关的引导性预习题目，启发学生自主发现问题，进而寻求解决问题的方法，为课堂授课的顺利进行，成功互动做好准备。2．针对不同的知识点组织学生在课后进行系统分析、设计及系统仿真，加深对所学知识的理解，提高学生分析问题、解决问题的能力。3．利用网络课程平台，建立课程论坛，设计阶段性的总结性思考题，在学生掌握基本知识的基础上，培养学生独立思考、互相沟通和协作解决问题的能力。五、教学重点与难点（一）教学重点该课程的教学重点在于提高学生对电力电子电路的综合分析和设计能力。重点内容包括电力电子器件的原理、结构、特性分析、选型，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的拓扑结构、工作原理、波形分析、分析计算和控制方法，PWM技术的工作原理和控制特性。（二）教学难点该课程教学中的难点主要是涉及到一些复杂电路的分析。难点内容包括整流电路的相位控制技术分析及控制方法，逆变电路，正激、反激、半桥、推挽电路实用性设计，复合斩波电路，PWM逆变电路。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章绪论电力电子技术的基本概念、应用领域、发展前景和本课程的任务与要求等。要求掌握、理解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；了解本课程的任务与要求。2讲授课程目标12第2章电力电子器件概述；半控、全控器件简介，包括：电力电子器件的基本结构、工作原理、基本特性和主要参数，以及电力电子器件的驱动、保护和串、并联等使用问题掌握各种二极管；重点掌握半控型器件—晶闸管；掌握典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT；了解IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件；了解功率集成电路和智能功率模块；掌握电力电子器件的串并联；掌握电力电子器件的保护；了解电力电子器件的驱动电路。6讲授课程目标13第3章单相、三相整流电路；电容滤波的不可控整流电路的工作情况；整流电路相关的一些问题要求重点掌握、理解单相可控整流电路；重点掌握三相可控整流电路；了解变压器漏抗对整流电路的影响；了解电容滤波的二极管整流电路；了解整流电路的谐波和功率因数；了解大功率整流电路；8讲授课程目标24第4章电压型逆变电路电流型逆变电路多重逆变电路和多电平逆变电路掌握4种换流方式，单相电压型逆变电路原理及其分析方法，非180；掌握单相电流型逆变电路；了解多重逆变电路和多电平逆变电路。6讲授课程目标25第5章基本直流斩波电路，复合斩波电路和多相多重斩波电路重点掌握降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的分析方法和电路工作过程。了解Cuk，Sepic，Zeta斩波电路的电路工作过程。掌握复合斩波电路。掌握带隔离的直-直变流电路。6讲授课程目标26第6章交流调压电路；交流电力控制电路；掌握单相相控式交流调压电路，斩控式交流调压，交流调功和交流开关。2讲授课程目标27第7章PWM控制的基本原理，控制方式；PWM整流电路及其控制方法掌握PWM控制的基本原理、控制方式、PWM波形的生成方法等。重点掌握单极型、双极性PWM控制的电压型逆变电路的工作原理、波形分析。4讲授课程目标1课程目标2合计34七、实验内容、基本要求与学时分:序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验必修、特性测试实验4验证性课程目标12单、三相桥式全控整流电路实验必修、仿真、调试和分析4综合性课程目标23Buck、Boost变换电路实验必修，Buck/Boost变换参数设计、调试和分析实验4设计性/研究性课程目标14半、全桥开关电源实验必修，半、全桥开关电源仿真、调试与分析实验4综合性/研究性课程目标25单、三相逆变电路实验必修，单、三相逆变电路仿真调试与分析4综合性/研究性课程目标2合计1周注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、“探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试☑考查（二）考核方式：开卷考试☑闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标平时考核50%课堂互动20%围绕上节课的讲解内容，提问或者学生提出疑问，共计16次。基础分值为50分，每次回答积极、正确加2分，总计加满为止；回答较正确，加1分；回答错误，记0分。课程目标1作业60%自问自答类作业：考核学生对基本概念和基本理论的理解深度与广度，以作业的形式提交，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。共5次作业。作业完整、次数不缺，记100分；缺少一次作业减少20分；一次作业中有较大错误，减少5分。课程目标1课程目标2小组讨论20%分析类作业：考核学生对实际系统的多角度综合、多因素考量能力。讨论记录评价分为三个等级：A：70-100分：能够至少从工程实际讨论具体电路的运行情况，并进行系统分析；B：40-70分：能够从基本原理分析，并进行简单的系统分析；C：0-40分：少量相关度不大的分析或者没有分析。课程目标1课程目标2期末考核50%（20%）选择题：考核学生是否掌握电力电力技术的基本知识，包括电力电子器件的分类、名称简写，整流电路、斩波电路以及逆变电路的拓扑结构、输入输出之间的关系、移相范围等。每小题2分，共计10个小题，20分。每小题的评价细则：从4个选项中，选择1个正确的得分A：2分：选择正确得分。B：0分：选择错误不得分。课程目标1（30%）填空题：考核学生对基本概念和基本理论。填空题共包括15个填空，每个填空2分，共计30分。每个填空的评价分三个等级细则：A：2分：描述准确，得2分。B：1分：与正确答案意思相近，得1分。C：0分：与正确答案无关，得0分。课程目标1（30%）分析及简答题：在考核学生对基本概念和基本理论理解的基础上，增加学生对电路运行过程的实际分析能力，考核学生对实际系统的多角度综合、多因素考量能力。分析及简答题共包括5道题，每道题6分，共计30分。每道题的评价分三个等级细则：A：5-6分：电路运行图正确画出，并对运行过程分析全面、准确。B：3-4分：电路运行图能够画出，但是图中符号标识有误，电路运行分析较为准确。C：0-2分：没有画出电路图或者图符完全错误，少量相关度不大的分析或者没有分析。课程目标1课程目标2（20%）综合题：考核学生是否深入掌握各种电路的能力，包括电路图、电路参数运行波形图、输入输出关系的推导和计算，增强学生分析问题和解决问题的能力。综合题共包括2道，每道题10分，共计20分。每道题的评价细则：A：8-10：画出电路图、波形图或者基本原理，输入输出关系推导正确，计算结果正确。B：5-7：能画出电路图、波形图，但是图中有图符错误，推导过程正确，计算结果有误。C：3-4：能画出电路图、波形图，但是图中有错误，推导过程简化，计算结果有误。D：0-2：画出的电路图、波形图严重错误或者没有画，推导过程简化，计算结果有误。课程目标1课程目标2九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目