电力电子技术 教案 上 大连工业版 0.1 电力电子技术-2.3 集成移相触发电路

电力电子技术课程教案课程编号：教师姓名：所属专业：电气自动化开课时间：授课类型：□理论型（A类）☑理实一体型（B类）□实践型（C类）安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）绪论知识点0.1电力电子技术课次1授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析电气自动化专业学生之前已学习《电工基础》课程，对信息电子技术(模拟电子和数字电子技术)已有一定的掌握；但对电力电子技术的定义、内容、发展和应用缺乏系统理解。教学目标1-1.熟知电力电子技术相关概念、发展、应用和研究内容。2-1.概括电力电子技术的研究内容，判断电力电子器件的类型和电能变换的类型。3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念。3-3.树立可持续性发展理念。教学重点1.电力电子技术相关概念、发展、应用和研究内容。2.器件的类型和电能变换的类型3.电力电子技术中控制技术教学难点1.电力电子器件的类型。2.电力电子技术中控制技术思政元素1.我国电力电子技术起步于上世纪70年代，自主研发的电力电子装置在冶金、化工等领域发挥了重要作用，同时电力电子技术在电力系统中应用广泛，直流高压输电的电压等级已达±800KV，处于国际领先地位。激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。2.电力电子技术在新能源发电，智能微电网和新能源汽车等新兴产业中起着关键作用引导学生领悟自主创新的国家战略意义，增强科技报国信念。教学方法讲授法授课班级授课日期9.229.22教学资源PPT教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图15min一．电力电子技术相关概念介绍电力电子技术定义及其涉及的内容30min二．电力电子技术的发展介绍国内外电力电子技术的发展历程，重点突出我国电力电子技术的发展情况15min三．电力电子技术的应用讲解电力电子技术的应用25min四．电力电子技术研究的内容讲解电力电子技术的研究内容，是学生掌握电力电子器件的分类、电能变换的基本类型及其控制技术5min内容小结总结归纳知识点课次1结束（90min）教学反思通过第一次课，学生的学习积极性不足，开课通知到签到时，仍有几位同学没有看，说明学生缺乏端正的学习态度。本课程内容多，较为抽象，需要强调学习的重要性，并培养主动学习的习惯。安徽机电职业技术学院教案续页（课次1）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布课程开课通知：上课地点、时间和教材；2.布置预习任务：通过百度百科了解电力电子技术相关概念，并搜集电力电子技术应用案例【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程开课情况；2.通过网络了解电力电子技术课程相关内容并搜集电力电子技术应用案例。二、新知讲解（85min）教学内容：(一)电力电子技术相关概念1.国际电气和电子工程师协会(IEEE)的电力电子学会对电力电子技术的定义是：有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。2.1974年，美国学者WilliamE.Newell用如图1.1所示的倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学(Power)、电子学(Electronics)和控制(Control)理论三个学科交叉而形成的学科。其理论涉及电力系统、现代控制理论、半导体材料科学、计算机信息科学等。图1.1表征电力电子技术的倒三角形(1)电力电子技术和电子学的关系(2)电力电子学和电力学的关系(3)电力电子技术和控制理论的关系(二)电力电子技术的发展1.传统电力电子技术阶段：1957~1980年为传统电力电子技术阶段，以半控型电力电子器件为主；2.现代电力电子技术阶段：1980年至今称为现代电力电子技术阶段，以半控型电力电子器件为主。该阶段电力电子器件主要特点为：(1)全控化(2)模块化(3)集成化(4)高频化(5)绿色化(6)智能化3.电力电子技术的展望信息科学技术和电力电子技术将成为未来科学技术的两大支柱。(三)电力电子技术的应用1.电源2.电力传动3.电力系统4.交通运输5.照明6.新能源的开发和利用(四)电力电子技术的研究内容1.电力电子器件(1)不控型(2)半控型(3)全控型2.电力电子电路以电力电子器件为核心，采用不同的电路拓扑结构和控制方式来实现电能的变换和控制称为电力电子电路。电能变换通常可分为4大类，即AC/DC变换、DC/AC变换、AC/AC变换和DC/DC变换。图1.2电能变换类型(1)AC/DC变换(2)DC/AC变换(3)AC/AC变换(4)DC/DC变换3.控制技术(1)控制方式(2)控制电路【学生活动】1.根据网络搜索结果，回答电力电子技术相关概念；2.叙述所搜集的电力电子技术应用案例。【思政元素】以我国电力电子技术发展历程，第三代功率半导体和IGBT模组的研发及其在高铁牵引机车应用，特高压直流输电等技术突破等案例，激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。三、归纳总结（5min）1.电力电子技术相关概念；2.电力电子技术的发展；3.电力电子技术的应用；4.电力电子技术的研究内容。四、课后作业项目考核理论知识部分

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流知识点1.1功率二极管和晶闸管课次2授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析晶闸管是学习电力电子技术入门级的器件，需要强调本节知识的重要性，特别是晶闸管的导通关断条件，更是分析可控整流电路的基础。需要通过观察和了解学生对该部分内容的掌握情况，及时调整教学进度，以免在后续知识点学习时出现困难。教学目标1-2.了解二极管和晶闸管的基本结构、类型和工作原理。2-2.分析整流元件基本特性，合理选择功率类型及其参数。3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念。3-2.树立低碳环保和节能意识。教学重点1.二极管和晶闸管的基本结构和类型。2.二极管和晶闸管的工作原理。3.二极管和晶闸管基本特性分析。4.二极管和晶闸管的类型及其参数选择。教学难点1.二极管和晶闸管基本特性分析。2.二极管和晶闸管的类型及其参数选择。思政元素江苏捷捷微电子股份有限公司作为国内晶闸管行业的龙头企业，在与国外大型半导体企业竞争的过程中，取得了一定的市场地位。所生产的晶闸管耐压容量最高可达12KV以上、电流容量最大可到6000A以上，在高压直流输电（HVDC）、静止无功补偿（SVC）、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面占有十分重要的地位。通过以上案例激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。教学方法讲授法授课班级授课日期9.249.24教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图35min一．功率二极管讲授二极管的结构和工作原理、基本特性、主要参数和类型。50min二．晶闸管讲授晶闸管的基本结构和工作原理、基本特性、主要参数和型号。5min内容小结总结归纳知识点课次2结束（90min）教学反思通过课程考核方式，强调学习的主动性，以充分调动学生的学习兴趣。同时通过学习通的数据统计，及时反馈学习修改，提醒学生及时学习，不断积累。安徽机电职业技术学院教案续页（课次2）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：通过百度百科词条了解功率二极管和晶闸管相关内容，并搜集功率二极管和晶闸管图片，初步认识这两个电力电子器件。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅功率二极管和晶闸管相关知识，并搜集功率二极管和晶闸管的图片。二、新知讲解（85min）教学内容：(一)功率二极管1．基本结构和工作原理功率二极管是传统不可控整流装置的核心器件，具有单向导电性。有螺栓式和平板式两种外形。图2.1功率二极管(a)外形(b)内部结构(c)电气图形符号2．基本特性(1)静态特性图2.2功率二极管的伏安特性(2)动态特性图2.3二极管导通和关断过程中电压、电流动态过程波形3．主要参数(1)额定正向平均电流IF(2)反向重复峰值电压URRM(3)正向管压降UF(4)最高允许结温TjM4．类型(1)普通二极管(2)快恢复二极管(3)肖特基二极管(二)晶闸管晶闸管又称晶体闸流管，自1957年以来都是工业上广泛用于大功率变换和控制的传统器件。1．基本结构和工作原理晶闸管外形、结构、电气符号和等效电路如图2-5所示。图2.5晶闸管的外形、结构、电气符号和等效电路(a)外形(b)结构(c)电气符号(d)等效电路2．基本特性(1)阳极伏安特性阳极伏安特性是指晶闸管阳极电压UAK与阳极电流IA之间的关系。图2.6晶闸管的阳极伏安特性(2)门极伏安特性图2.7晶闸管的门极伏安特性(3)开关特性=1\*GB3①开通特性=2\*GB3②关断特性图2.8晶闸管的开通与关断工作波形3．主要参数(1)电压参数=1\*GB3①额定电压UTN=2\*GB3②通态平均电压UT(AV)(2)电流参数=1\*GB3①额定电流IT(AV)=2\*GB3②维持电流IH=3\*GB3③擎住电流IL(3)门极参数(4)动态参数=1\*GB3①断态电压临界上升率du/dt=2\*GB3②通态电流临界上升率di/dt4．型号国产晶闸管通常采用两种命名标准，一种为KP型，另一种为CT型。命名如下：KP[额定电流等级]-[额定电压等级][通态平均电压组别]3CT[额定电流等级]/[额定电压]【学生活动】1.教师在新知讲解过程中，穿插一些预习知识点的提问；引导学生叙述相关内容；2.学生根据教师的讲授和提问，回答相关的内容。【思政元素】以我国电力电子技术发展历程，以及我国生产的功率二极管和晶闸管的产品参数和性能为例，激发学生立志学习专业知识的使命感，深化爱国情怀。三、归纳总结（5min）1.功率二极管的结构和工作原理、基本特性、主要参数和类型。2.晶闸管的基本结构和工作原理、基本特性、主要参数和型号。四、课后作业项目考核理论知识部分相关习题

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流知识点1.2单相可控整流电路一整流电路概述，二.单相半波可控整流电路课次3授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析开始进入最简单的电力电子电路单相半波可控整流电路的学习，需要做到每位同学能够掌握分段法分析分析电力电子电路的方法。通过近两次课了解到的学生学习情况，非常有必要放慢教学进度，以提高教学效果。教学目标1-2.熟知整流的概念和整流电路的分类，掌握单相可控整流电路的基本结构；2-2．能够分析单相可控整流电路的原理，能够计算可控整流电路输出电量；3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-2.树立低碳环保和节能意识；3-3.树立可持续性发展理念。教学重点1.整流的概念和整流电路的分类；2.单相半波可控整流电路的结构和工作原理；3.单相半波可控整流电路的输出电量的计算。教学难点1.单相半波可控整流电路的工作原理；2.单相半波可控整流电路的输出电量关系。思政元素以‘我国上世纪6、70年代大功率硅整流装置在电解，电镀和轧钢等工业领域的应用’为例，激发学生立志学习的使命感，深化爱国情怀。教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期9.299.29教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图15min一整流电路概述介绍整流电路分类，性能指标和分析电路的假设条件。15min二单相半波可控整流电路1.电阻性负载讲解单相半波可控整流电路(电阻性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。15min二单相半波可控整流电路2.阻感性负载讲解单相半波可控整流电路(阻感负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。15min二单相半波可控整流电路3.大电感加续流二极管讲解单相半波可控整流电路(大电感负载加续流二极管)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。25min任务1.1单相半波可控整流电路仿真(电阻性负载)演示单相半波可控整流电路的建模与仿真过程，并分析仿真结果。5min内容小结与知识巩固总结归纳知识点课次3结束（90min）教学反思通过观察学生听课情况，并及时对知识点内容进行提问，了解到学生对该部分内容的掌握情况。鉴于此，反复强调该部分内容的重要性，并提醒学生及时复习巩固，以顺利进入下一知识点的学习。安徽机电职业技术学院教案续页（课次3）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：通过百度百科词条了解可控整流的概念，分类和相关电路的结构，并搜集单相半波可控整流电路应用图片，初步了解单相可控整流电路的结构。教学内容：【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅可控整流的概念，分类和相关电路的结构，并搜集单相半波可控整流电路应用图片，初步了解单相半波可控整流电路的结构。二、新知讲解（60min）教学内容：(一)整流电路概述整流就是将交流电转变为直流电的过程，而完成整流过程的电力电子电路称为整流电路。整流电路是最早得到广泛应用的电力电子电路。1．整流电路的分类(1)根据所采用的器件分为不可控整流电路、半控整流电路和全控整流电路。(2)根据电路结构分为半波整流电路和桥式整流电路。(3)根据输入交流电源相数分为单相整流电路、三相整流电路和多相整流电路。(4)根据整流电路输出电压与电流方向及功率流向，可分为单象限整流电路、两象限整流电路和四象限整流电路。(5)根据控制方式分为不可控整流电路、可控整流电路和PWM整流电路。2．整流电路的性能指标(1)电压波形系数(2)电压纹波系数(3)电压脉动系数(4)变压器利用系数(5)输入电流总畸变率(6)输入功率因数3．分析整流电路的理想条件(1)理想电源(2)理想器件(3)理想运行状态4．直流负载的性质(1)电阻性负载(2)阻感性负载(3)反电势负载(二)单相半波可控整流电路1．电阻性负载(1)电路结构图1.9(a)所示为单相半波可控整流电路带电阻性负载情形，由晶闸管VT、负载电阻R及单相整流变压器TR组成。TR起电压变换和电气隔离的作用，u1和u2分别为变压器一次侧和二次侧正弦电压瞬时值，ud,、id分别为整流输出电压瞬时值和负载电流瞬时值；uT，iT分别为晶闸管两端电压瞬时值和流过晶闸管的电流瞬时值；i1、i2分别为流过整流变压器一次侧绕组和二次侧绕组电流的瞬时值。图1.9单相半波可控整流电路电阻性负载(a)电路图(b)工作波形(2)工作原理=1\*GB3①0~ωt1期间=2\*GB3②ωt1时刻=3\*GB3③π时刻=4\*GB3④π~2π期间整流电路相关的几个专业术语和概念=1\*GB3①半波整流。=2\*GB3②相控方式=3\*GB3③控制角=4\*GB3④导通角=5\*GB3⑤移相范围=6\*GB3⑥同步(3)主要数量关系=1\*GB3①直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id=2\*GB3②输出电压有效值U与输出电流有效值I=3\*GB3③晶闸管电流有效值IT和晶闸管承受的最大正、反向电压UTM2．阻感性负载(1)电路结构阻感性负载的等效电路可用一个电感和电阻的串联电路来表示。图1.10(a)所示是带阻感性负载的单相半波可控整流电路，图1.10(b)所示是其工作波形图。图1.10单相半波可控整流电路阻感性负载(a)电路图(b)工作波形(2)工作原理=1\*GB3①0~ωt1期间=2\*GB3②ωt1时刻=3\*GB3③ωt1~ωt2期间=4\*GB3④ωt2~ωt3期间大电感负载时，输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零，需要在负载两端反并联二极管VD，由于该二极管是为负载电感在晶闸管关断期间提供续流回路，故此二极管称为续流二极管，简称续流管。3．大电感负载加续流二极管(1)电路结构电感性负载加续流二极管的电路如图1.11(a)所示。图1.11单相半波可控整流电路阻感性负载加续流二极管(a)电路图(b)工作波形(2)工作原理电感性负载加续流二极管后=1\*GB3①移相范围和输出电压波形与电阻性负载相同。=2\*GB3②在电源电压正半波时，负载电流的通路由晶闸管提供，交流电源向负载提供能量，电感L储存能量；在电源电压负半波时，负载电流的通路由续流二极管提供，电感L释放能量。由于电感的作用，负载电流波形比电阻性负载时平稳的多，在负载电感足够大的情况下，负载电流波形连续且近似为一条直线，其值为Id。流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形均是矩形波。=3\*GB3③晶闸管的导通角θT为180°–α，续流管的导通角θD为180°+α.(3)基本数量关系=1\*GB3①输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id=2\*GB3②晶闸管的电流平均值IdT与有效值IT=3\*GB3③续流二极管的电流平均值IdD与有效值ID=4\*GB3④晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为电源电压的峰值三、课堂练习（25min）【教师活动】仿真演示教学内容：任务1.1单相半波可控整流电路仿真(电阻性负载)(一)系统建模单相半波可控整流电路(电阻性负载)仿真模型(二)结果分析单相半波可控整流电路(电阻性负载)仿真波形【学生活动】学生根据老师的演示，结合以上理论讲解的内容，与老师一起分析仿真结果，以理解理论知识内容。四、归纳总结（5min）1.整流电路的分类、分析条件和直流负载类型；2.单相半波可控整流电路结构，工作原理和基本数量关系；3.单相半波可控整流电路建模过程和结果分析五、课后作业任务1.1单相半波可控整流电路仿真拓展练习

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流知识点1.2单相可控整流电路三．单相桥式全控整流电路课次4授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析虽然已经进入到单相桥式全控整流电路知识点内容的学习，为了照顾一些注意力不集中的同学，需要加强上次课内容的复习，以达到温故而知新的效果。教学目标1-2.掌握单相桥式全控整流电路的基本结构；2-2．能够分析单相桥式全控流电路的工作原理，能够计算可控整流电路输出电量；3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-2.树立低碳环保和节能意识；3-3.树立可持续性发展理念。教学重点1.单相桥式全控整流电路的基本结构；2.单相桥式全控流电路的工作原理。教学难点单相桥式全控整流电路的输出电量关系。思政元素以‘我国上世纪6、70年代大功率硅整流装置在电解，电镀和轧钢等工业领域的应用’为例，激发学生立志学习的使命感，深化爱国情怀。教学方法讲授法、仿真演示和波形分析法授课班级授课日期10.110.1教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图5min知识回顾回顾上节整流相关概念以及单相半波可控整流内容20min三单相桥式全控整流电路1.电阻性负载讲解单相桥式全控整流电路(电阻性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min三单相桥式全控整流电路2.阻感性负载讲解单相桥式全控整流电路(阻感负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。10min三单相桥式全控整流电路3.大电感加续流二极管讲解单相桥式全控整流电路(大电感负载加续流二极管)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。10min三单相桥式全控整流电路4.反电动势负载讲解单相桥式全控整流电路反电动势负载电路结构，分析电路工作原理，及停止导电角计算。20min任务1.2单相桥式全控整流电路仿真演示单相半波可控整流电路的建模与仿真过程，并分析仿真结果。5min内容小结总结归纳知识点课次4结束（90min）教学反思应用PLECS建立模型并仿真，并通过修改仿真参数，可以达到良好的教学效果，需要注意的是，波形线宽应尽量粗一些，因教材采用双色印刷，没有将波形的颜色修改为彩色。需要在后续工作加以修改。安徽机电职业技术学院教案续页（课次4）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：百度百科查阅单相桥式全控整流电路的结构，并搜集单相桥式全控整流电路应用图片，初步了解单相桥式全控整流电路的结构。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅单相桥式全控整流电路的结构，并搜集单相桥式全控整流电路应用图片，初步了解单相桥式全控整流电路的结构。二、复习巩固（5min）1.整流的概念、分类和性能指标；2.分析可控整流电路的假设条件；3.直流负载的类型；4.单相半波可控整流电路的结构；5.单相半波可控整流电路的工作原理；6.单相半波可控整流电路输出基本数量关系。三、新知讲解（60min）教学内容：(三)单相桥式全控整流电路1．电阻性负载(1)电路结构单相桥式全控整流电路带电阻性负载的电路图如1.12(a)所示，四只晶闸管组成整流桥，其中VT1、VT4组成一对桥臂，VT2、VT3组成另一对桥臂，VT1和VT3两只晶闸管为共阴极接法，VT2和VT4两只晶闸管为共阳极接法，变压器二次侧电压u2接在a、b两点之间。图1.9单相桥式全控整流电路电阻性负载(a)电路图(b)工作波形(2)工作原理=1\*GB3①0~ωt1期间=2\*GB3②ωt1~π期间=3\*GB3③π~ωt2期间=4\*GB3④ωt2~2π期间(3)主要数量关系=1\*GB3①直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id=2\*GB3②输出电压有效值U、输出电流有效值I和变压器二次侧电流I2=3\*GB3③晶闸管的电流平均值IdT与有效值IT=4\*GB3④晶闸管承受的最大正反向电压UTM=5\*GB3⑤功率因数PF2．阻感性负载(1)电路结构带阻感性负载的单相桥式全控电路如图1.13(a)所示。图1.13单相桥式全控整流电路阻感性负载(a)电路图(b)工作波形(2)工作原理=1\*GB3①0~ωt1期间=2\*GB3②ωt1时刻=3\*GB3③ωt1~ωt2期间=4\*GB3④ωt2~ωt3期间(3)基本数量关系=1\*GB3①直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id=2\*GB3②变压器二次侧电流I2=3\*GB3③晶闸管的电流平均值IdT与有效值IT=4\*GB3④晶闸管承受的最大正反向电压UTM3．大电感负载加续流二极管(1)电路结构和工作原理为扩大移相范围，增大输出电压，可以在负载两端反并联续流二极管。电路结构和工作波形如图1.14所示。图1.14单相桥式全控整流电路阻感性负载加续流二极管(a)电路图(b)工作波形接上续流二极管VD后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管VD流通，使原导通的晶闸管电流等于零而关断。忽略续流二极管管压降，直流输出电压ud=0。一个电源周期中，晶闸管的导通角θT为π−α，续流管的导通角θD为2α。(2)基本数量关系=1\*GB3①晶闸管的电流平均值IdT与有效值IT=2\*GB3②续流二极管的电流平均值IdD与有效值ID=3\*GB3③晶闸管与续流管承受的最大电压4．反电动势负载当整流电路带蓄电池、直流电动机电枢等工作时，整流电路的负载相当于反电势负载。图1.15表示带反电势负载的单相桥式全控整流电路及其工作波形。图1.15单相桥式全控整流电路反电势性负载(a)电路图(b)工作波形(1)电阻性反电势负载停止导电角δ(2)阻感性反电势负载的情况若负载为直流电动机时，此时负载性质为反电动势阻感性负载，电感不足够大，输出电流波形断续。在负载回路串接平波电抗器可以减小电流脉动，如果电感足够大，电流就能连续，在这种条件下其工作情况与大电感负载相同。四、课堂练习（20min）【教师活动】仿真演示教学内容：任务1.2单相桥式全控整流电路仿真1．系统建模单相桥式全控整流电路电阻性负载的仿真模型如图1.30所示。图1.30单相桥式可控整流电路(电阻性负载)仿真模型2.结果分析图1.31单相桥式全控整流电路(电阻性负载)仿真波形【学生活动】学生根据老师的演示，结合以上讲解的内容，与老师一起分析仿真结果，以理解理论知识内容。四、归纳总结（5min）1.单相桥式全控整流电路结构，工作原理和基本数量关系；2.单相桥式全控整流电路建模与仿真过程。五、课后作业任务1.2单相桥式全控整流电路仿真拓展练习

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流知识点1.2单相可控整流电路四．单相桥式半控整流电路课次5授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析通过以上几次课发现，一些学生的学习积极性还是较差，必须在上课时加以提醒，否则，在进入三相可控整流电路学习时，会产生更多的问题。教学目标1-2.掌握单相可控整流电路的基本结构；2-2．能够分析单相可控整流电路的原理，能够计算可控整流电路输出电量；3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-2.树立低碳环保和节能意识；3-3.树立可持续性发展理念。教学重点1.单相桥式半控整流电路的结构和工作原理；2.单相桥式半控整流电路的失控现象；3.单相桥式半控整流电路的另一种接法。教学难点单相桥式半控整流电路的失控现象思政元素以‘我国上世纪6、70年代大功率硅整流装置在电解，电镀和轧钢等工业领域的应用’为例，激发学生立志学习的使命感，深化爱国情怀。教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.610.6教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图10min知识回顾回顾单相半波可控整流和单相桥式全控整流内容20min四单相桥式半控整流电路1.阻感性负载讲解单相桥式半控整流电路(阻感性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min四单相桥式半控整流电路2.大电感负载不加续流二极管的失控现象讲解单相桥式半控整流电路，大电感负载不加续流二极管的失控现象。10min四单相桥式半控整流电路3.另外一种接法讲解单相桥式半控整流电路的另外一种接法，并与上一种接法进行对比。20min任务1.3单相桥式半控整流电路仿真演示单相桥式半控整流电路的建模与仿真过程，并分析失控现象。10min内容小结总结归纳知识点课次5结束（90min）教学反思发现单相桥式半控整流电路的模型中触发脉冲与课本上的描述不一致，修改模型后，使之与与描述一致，仿真的波形依然可以说明失控现象。提交课程资源前要记得修改这些模型，以达到良好的使用效果。安徽机电职业技术学院教案续页（课次5）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：通过百度百科词条了解单相桥式半控整流电路的结构，并搜集单相桥式半控整流电路应用图片，初步了解单相桥式半控整流电路的结构。教学内容：【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科了解单相桥式半控整流电路的结构，并搜集单相桥式半控整流电路应用图片，初步了解单相桥式半控整流电路的结构。二、复习巩固（10min）1.整流的概念、分类和性能指标，分析可控整流电路的假设条件和直流负载的类型；2.单相桥式全控整流电路的结构、工作原理和基本数量关系3.单相桥式全控整流电路建模与仿真过程。三、新知讲解（50min）教学内容：(四)单相桥式半控整流电路单相桥式全控整流电路中，每个导电回路都由两只晶闸管同时控制。如果在每个导电回路中，一个仍用晶闸管，另一个改为整流二极管，就构成了单相桥式半控整流电路。1．阻感性负载(1)电路结构和工作原理如图1.16(a)所示，单相桥式半控整流电路带大电感负载时，必须接续流二极管，否则将会出现失控，使电路无法正常工作。负载电感L足够大，则可以认为负载电流连续，电流波形近似为一条直线。电路的电压、电流波形如图1.16(b)所示。图1.16单相桥式半控整流电路阻感性负载加续流二极管(a)电路图(b)工作波形=1\*GB3①ωt1时刻，晶闸管VT1被触发导通，晶闸管VT2承受反向电压而关断，电流沿a→VT1→L→R→VD1→b→TR的二次绕组→a的路径流通，此时负载上电压ud=u2。=2\*GB3②u2过零变负时，因电感L上的感应电动势作用使续流二极管VD导通，晶闸管VT1承受反向电压而关断，电感L释放能量使电流沿L→R→VD→L路径流通，形成续流通路。此阶段，忽略续流二极管管压降，则整流输出电压ud=0。=3\*GB3③ωt2时刻，晶闸管VT2被触发导通，VT1承受反向电压而关断，电流沿b→VT2→L→R→VD2→a→Tr的二次绕组→b的路径流通，此时负载上电压ud=−u2。=4\*GB3④u2过零变正时，续流二极管VD的导通形成续流通路，输出电压ud=0。此后重复上述过程。该电路控制角α的移相范围为0~180°，晶闸管导通角θT=180°−α。由于整流输出波形与桥式全控整流大电感负载接续流管电路相似，基本的数量关系也相同。2．失控现象单相桥式半控整流电路不接续流二极管带大电感性负载时的电路和失控时电压、电流波形如图1.17所示。图1.17单相桥式半控整流电路电感性负载不接续流二级管的情况分析(a)失控时id的流通路径(b)失控时的ud波形电路在实际运行中，当突然把控制角α增大到180º或突然切断触发电路时，会发生导通的晶闸管一直导通而两个二极管轮流导通的失控现象。例如在u2的正半波当VT1触发导通后，如欲停止工作而停发触发脉冲，此后VT2无触发脉冲而处于关断状态，u2过零变负时，因电感L的作用，使电流通过VT1、VD2形成续流。L中的能量如在整个负半周都没有释放完，就使VT1在整个负半周都保持导通。单相桥式半控整流电路带大电感性负载时还需要加续流二极管VD，以避免可能发生的失控现象。3．单相桥式半控整流电路的另一种接法电路如图1.18(a)所示，二极管VD3和VD4可取代续流二极管，续流由VD3和VD4实现。因此即使不接续流二极管，电路也不会出现失控现象。但两只晶闸管阴极电位不同，VT1和VT2触发电路要隔离。这种电路的电流和电压波形如图1.18(b)所示。图1.18另一种接法的单相桥式半控整流电路(a)电路图(b)工作波形四、课堂练习（20min）【教师活动】仿真演示教学内容：任务1.3单相桥式半控整流电路仿真1.系统建模单相桥式半控整流电路阻感性负载不接续流二极管情形的仿真模型如图1.32所示。图1.32单相桥式半控整流电路(阻感性负载无续流二极管)仿真模型二．结果分析图1.33单相桥式半控整流电路(阻感性负载无续流二极管)失控现象仿真波形【学生活动】学生根据老师的演示，结合以上讲解的内容，与老师一起分析仿真结果，以理解单相桥式半控整流电路的的失控现象内容。五、归纳总结（**min）1.单相桥式半控整流电路结构，工作原理和基本数量关系；2.单相桥式半控整流电路的失控现象；3.单相桥式半控整流电路建模与仿真过程。六、课后作业任务1.2单相桥式全控整流电路仿真拓展练习

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流知识点1.3触发电路课次6授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析讲解完电力电子电路后，需要对电路的控制，可控整流电路中的晶闸管进行导通控制，即晶闸管触发电路的介绍，需要同学能根据空中要求，理解触发电路的原理以及同步的要求。教学目标1-1.掌握单相可控整流电路的控制方法。2-2.分析单相可控整流电路及其控制系统的工作原理．3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-2.树立低碳环保和节能意识；3-3.树立可持续性发展理念。教学重点1.理解晶闸管对触发信号的要求和同步概念；2.掌握单结晶体管的基本结构、特性和型号；3.掌握锯齿波同步触发电路的组成环节；4.理解单结晶体管自激振荡电路的工作原理；5.理解锯齿波同步触发电路的工作原理。教学难点1.单结晶体管的特性2.单结晶体管自激振荡电路的工作原理；3.锯齿波同步触发电路的组成环节；4.锯齿波同步触发电路的工作原理。思政元素对晶闸管对触发信号的要求和同步概念的理解，树立低碳环保和节能意识，通过对触发电路的工作原理的分析，培养严谨的科学态度。教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.810.8教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图5min知识回顾复习整流相关的专业术语和可控整流电路输出基本关系计算式，导入可控整流电路的控制话题。20min一.单结晶体管20min二.单结晶体管自激振荡电路20min三.单结晶体管同步触发电路20min四.锯齿波同步移相触发电路5min内容小结与知识巩固总结归纳知识点课次6结束（90min）教学反思触发电路属于信息电子的内容，PLECS没有单结晶体管模型，因而没有构建仿真电路模型，后续可考虑应用可控元件自行搭建单结晶体管模型和构建触发电路仿真模型，以满足教学需要。安徽机电职业技术学院教案续页（课次6）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：通过百度百科词条了解晶闸管触发电路相关内容，并搜集单结晶体管及其同步触发电路应用图片，初步认识晶闸管触发电路。教学内容：【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅晶闸管触发电路相关内容，并搜集单结晶体管及其同步触发电路应用图片，初步认识晶闸管触发电路。二、知识回顾（5min）1.整流相关的专业术语：控制角，导通角，同步，移相范围；2.单相可控整流电路输出电压计算式。三、新知讲解（80min）【教师活动】知识点讲解教学内容：(一)单结晶体管1．单结晶体管的结构单结晶体管的结构及其图形符号如图1.20所示。图1.20单结晶体管(a)结构示意图(b)等效电路(c)图形符号(d)外形及管脚排列常用的国产单结晶体管型号有BT33和BT35两种，其中B表示半导体，T表示特种管，第一个数字3表示有3个电极，第二个数字3(或5)表示耗散功率300mW或(500mW)。2．单结晶体管伏安特性测试电路及特性如图1.21所示。图1.21单结晶体管伏安特性(a)测试电路(b)伏安特性曲线(c)曲线族(1)截止区(2)负阻区(3)饱和区(二)单结晶体管自激振荡电路利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性，可以组成单结晶体管自激振荡电路。如图1.22所示。图1.22单结晶体管自激振荡电路(a)电路(b)工作波形满足电路振荡的Re的取值范围为：(三)单结晶体管同步触发电路图1.23(a)为单结晶体管触发的单相桥式半控整流电路及其工作波形。图1.23单结晶体管触发的单相桥式半控整流电路及其工作波形(a)电路(b)工作波形单结晶体管触发电路其它形式如图1.24所示图1.24单结晶体管触发电路其它形式(四)锯齿波同步移相触发电路锯齿波同步触发电路主要由同步、锯齿波形成和脉冲移相、脉冲形成与放大、脉冲封锁和强触发等环节组成，如图1.25所示。图1.25同步信号为锯齿波的触发电路1．同步环节2．锯齿波形成和脉冲移相环节当V2截止时，恒流源电流I1C对电容C2充电，所以C2两端的电压uC为：锯齿波同步触发电路各关键点波形如图1.26所示图1.26同步信号为锯齿波的触发电路工作波形3．脉冲形成与放大环节4．脉冲封锁环节5．强触发环节【学生活动】学生根据预习所查阅的内容，跟随老师分析单结晶体管的结构，特性和电路的工作原理。四、归纳总结（**min）1.单结晶体管的结构和伏安特性；2.单结晶体管自激振荡电路；3.单结晶体管同步触发电路和单相桥式半控整流电路；4.锯齿波同步触发电路组成环节。五、课后作业知识点巩固五

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流任务1.4单相半波可控整流电路实验课次7授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析基于实验室的情况和课程的进度，前期放慢了教学进度，以及国庆放假，课程的进度明显落后于计划，因此，调整计划，在完成理论教学后，在安排实验教学，同时需要在后续的教学中加快进度。教学目标2-2.熟练单相可控整流电路的连接、调试和分析实验结果；3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-4.培养规范操作、安全责任意识和团队协作精神。教学重点1.熟知单相半波可控整流电路的结构和工作原理，同步触发信号产生原理和控制方式；2.单相半波可控整流电路实验线路的连接，运用示波器调试单结晶体管触发电路；3.实验结果分析。教学难点实验结果分析并解决实验过程中遇到的问题思政元素掌握单相半波可控整流电路实验线路接线和调试方法，培养规范操作和安全责任意识；通过组员间分工进行实验线路连接与检查、电路调试和结果记录等操作，以及对实验结果的分析与讨论，培养团队协作精神。教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.1310.13教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图15min实验设备介绍使学生了解实验设备的总体结构，各功能挂件和组件的功能。15min单相半波可控整流实验演示使学生掌握实验基本操作流程，强调实验安全。50min实验操作学生分组按流程进行实验，包括接线，检查，触发电路调试，主电路调试和实验结果记录和分析。10min实验总结实验过程问题总结，实验报告编写要求。课次7结束（90min）教学反思实验教学待完成理论教学后进行，对于实验教学中的反思，在实验教学完成后补充。安徽机电职业技术学院教案续页（课次7）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.通过学习通平台，布置实验预习任务，预习实验相关的单结晶体管和单相半波可控整流电路知识，并通过网络搜索电力电子技术技术实验相关的要求和注意事项。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.预习单结晶体管和单相半波可控整流电路知识，并通过网络搜索电力电子技术技术实验相关的要求和注意事项。二、新知讲解（15min）【教师活动】介绍电力电子技术教学实验台教学内容：电力电子教学实验台的主体结构如图0.13所示。整个实验台由电源控制屏、仪表屏、挂箱区、组件区和实验桌等组成。图0.13电力电子教学实验台的总体结构1．电源控制屏(NMCL-32)2．仪表屏(NMCL-31)3．实验挂箱简介(1)触发电路(NMCL-05D)(2)三相触发电路和主回路(GDJ-030)(3)功率器件(NMCL-07C)(4)直流斩波电路(NMCL-16)4．实验组件简介(1)三相变压器(NMCL-35)(2)功率二极管(NMCL-038)(3)可调电阻(NMCL-03)三、实验演示（15min）1.按1.34所示的实验电路连接实验线路；图1.34单结晶体管触发及单相半波可控整流电路实验电路2.单结晶体管触发电路调试及各测试点波形的观察；3.单相半波可控整流电路(电阻性负载)调试与工作波形观察；4.其它负载情况(略)5.强调实验注意事项：(1)双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。(2)为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：=1\*GB3①在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。=2\*GB3②在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，使主电路投入工作。=3\*GB3③正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。三、分组实验（50min）【教师活动】检查学生接线，授课注意各组学生的实验进行情况，遇有问题或发生故障，及时进行处理。【学生活动】学生分组进行实验，组员间要合理分工，并按序轮换实验任务，确保每个学生都参与到实验。四、实验总结（10min）【教师活动】总结实验过程中出现的问题，并讲解实验报告的格式要求教学内容：实验报告的格式：1.实验名称、班级，实验学生姓名、同组实验学生姓名和实验时间；2.实验目的、实验线路和实验内容；3.实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号；4.实验数据的整理、列表和计算，并列出计算所用的计算公式；5.画出与实验数据相对应的特性曲线，记录观测到的实验波形；6.用理论知识对实验结果进行分析总结，得出明确结论；7.对实验中出现的某些现象，遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会并对实验提出自己的建议和改进措施。五、课后作业按实验报告格式要求完成单相半波可控整流电路实验报告。

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目1单相可控整流任务1.5单相桥式全控整流电路实验课次8授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析基于实验室的情况和课程的进度，前期放慢了教学进度，以及国庆放假，课程的进度明显落后于计划，因此，调整计划，在完成理论教学后，在安排实验教学，同时需要在后续的教学中加快进度。教学目标2-2.熟练单相可控整流电路的连接、调试和分析实验结果；3-1.培养严谨的科学态度，树立绿色电能质量理念；3-4.培养规范操作、安全责任意识和团队协作精神。教学重点1.熟知单相桥式全控整流电路的结构和工作原理，锯齿波同步触发信号产生原理和控制方式；2.单相桥式全控整流电路实验线路的连接，运用示波器调试锯齿波同步触发电路；3.实验结果分析。教学难点实验结果分析并解决实验过程中遇到的问题思政元素掌握单相半波可控整流电路实验线路接线和调试方法，培养规范操作和安全责任意识；通过组员间分工进行实验线路连接与检查、电路调试和结果记录等操作，以及对实验结果的分析与讨论，培养团队协作精神。教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.1510.15教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图20min单相半波可控整流实验演示使学生掌握实验基本操作流程，强调实验安全。60min实验操作学生分组按流程进行实验，包括接线，检查，触发电路调试，主电路调试和实验结果记录和分析。10min实验总结实验过程问题总结，实验报告编写要求。课次8结束（90min）教学反思实验教学待完成理论教学后进行，对于实验教学中的反思，在实验教学完成后补充。安徽机电职业技术学院教案续页（课次8）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.通过学习通平台，布置实验预习任务，预习实验相关的锯齿波同步触发电路和单相桥式全控整流电路知识。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.预习锯齿波同步触发电路和单相桥式全控整流电路知识，并预习单相桥式全控整流电路实验指南。二、实验演示（20min）【教师活动】演示单相桥式全控整流电路实验教学内容：1.按实验内容要求连接如图1.35所示的实验电路；图1.35锯齿波同步移相触发及单相桥式全控整流电路实验电路2.锯齿波同步触发电路的调试及各测试点波形的观察；3.单相桥式全控整流电路(电阻性负载)调试与工作波形观察；4.单相桥式全控整流电路(阻感性负载无续流二极管)调试与工作波形观察；5.单相桥式全控整流电路(阻感性负载有续流二极管)调试与工作波形观察三、分组实验（60min）【教师活动】检查学生接线，授课注意各组学生的实验进行情况，遇有问题或发生故障，及时进行处理。【学生活动】学生分组进行实验，组员间要合理分工，并按序轮换实验任务，确保每个学生都参与到实验。四、实验总结（10min）【教师活动】总结实验过程中出现的问题，并讲解实验报告的格式要求教学内容：实验报告的格式：1.实验名称、班级，实验学生姓名、同组实验学生姓名和实验时间；2.实验目的、实验线路和实验内容；3.实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号；4.实验数据的整理、列表和计算，并列出计算所用的计算公式；5.画出与实验数据相对应的特性曲线，记录观测到的实验波形；6.用理论知识对实验结果进行分析总结，得出明确结论；7.对实验中出现的某些现象，遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会并对实验提出自己的建议和改进措施。五、课后作业按实验报告格式要求完成单相桥式全控整流电路实验报告。

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目2三相可控整流与有源逆变电路知识点2.1三相可控整流电路一.三相半波可控整流电路课次9授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析鉴于学生对单相可控整流电路的掌握情况，特别是最基本的电路的工作原理发现时，要放慢教学进度，以期达到良好的教学效果。教学目标1-3.掌握三相可控整流电路基本结构；2-3.分析三相可控整流电路工作原理；3-2.树立低碳环保和节能意识。3-5.以“实现2035碳达峰，2050年碳中和，优秀的清洁能源及其相关技术”激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。教学重点1.三相半波可控整流电路的结构；2.三相半波可控整流电路的工作原理；3.三相半波可控整流电路的输出电量关系。教学难点1.三相半波可控整流电路的工作原理；2.三相半波可控整流电路的输出电量关系。思政元素了解三相可控整流电路的基本形式和电路结构，树立低碳环保和节能意识；通过三相可控整流电路工作原理的分析和输出电量的计算，培养严谨的科态度教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.2010.20教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图10min三相可控整流电路的基本形式引入项目内容20min一.三相半波可控整流电路1.电阻性负载讲解三相半波可控整流电路(电阻性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。15min一.三相半波可控整流电路2.大电感性负载无续流二极管讲解三相半波可控整流电路(大电感性负载无续流二极管)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。10min一.三相半波可控整流电路3.大电感性负载有续流二极管讲解三相半波可控整流电路(大电感性负载有续流二极管)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。10min一.三相半波可控整流电路4.含反电动势的大电感负载讲解三相半波可控整流电路(含反电动势的大电感负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min任务2.1三相半波可控整流电路仿真演示三相半波可控整流电路(电阻性负载)的建模与仿真过程，并分析仿真结果。5min内容小结总结归纳知识点课次9结束（90min）教学反思三相半波不控整流电路工作原理的分析是三相可控整流电路工作原理分析的基础，需要重点突出自然换相点概念的讲解，这样在分析三相可控整流电路时才会更加顺利。安徽机电职业技术学院教案续页（课次9）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：百度百科查阅三相可控整流电路的基本形式，并搜集三相半波可控整流电路应用图片，初步了解三相半波可控整流电路的结构。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅三相可控整流电路的基本形式，并搜集三相半波可控整流电路应用图片，初步了解三相半波可控整流电路的结构。二、项目引入（10min）教学内容：在工业电力系统中，三相可控整流电路与有源逆变电路是实现电能双向转换的核心技术。三相可控整流电路通过晶闸管的相位控制，将三相交流电转换为电压可调的直流电，广泛应用于直流电机调速、电解电镀等场景。三相整流电路具有多种电路形式，三相半波可控整流电路共阴极和共阳极接法是三相整流电路的最基本形式，其它电路可看作是三相半波整流电路以不同方式串联或并联组合而成。分析三相半波可控整流电路工作之前，先来讨论三相半波不可控电路。图2.1(a)是三相半波不可控整流的原理图。图2.1三相半波不可控整流电路(a)原理图(b)输出电压和电流波形从图中可看出ωt1、ωt2和ωt3三个时刻点分别是三只二极管导通的起始点。每过其中一点，电流就从前相变换到后相，因为这种换相是靠三相电源变化自然进行的，所以把ωt1、ωt2和ωt3时刻点称为自然换相点。三相半波不可控整流电路的输出直流电压Ud为三、新知讲解（55min）教学内容：(一)三相半波可控整流电路1．电阻性负载(1)电路结构三相半波可控整流电路如图2.2所示。图2.2三相半波可控整流电路(2)工作原理=1\*GB3①α=0º时的输出波形如图2.1(b)所示=2\*GB3②α=30º时的输出波形=3\*GB3③α=60º时的输出波形图2.3电阻性负载α=30º时的输出波形图2.4电阻性负载α=60º时的输出波形三相半波可控整流电路(电阻性负载)特点如下：=1\*GB3①电阻性负载控制角α的移相范围为0º~150º。当α=0º时，整流输出电压最大；当α=150º时，整流输出电压为零=2\*GB3②当α≤30º时，负载电流连续，每只晶闸管在一个周期中持续导通120°即θT＝120°；当α>30º时，负载电流断续，晶闸管的导通角为θT＝150°−α，小于120°。=3\*GB3③流过晶闸管的电流等于变压器的副边电流。=4\*GB3④晶闸管承受的最大反向电压是变压器二次侧线电压的峰值，即6U2。=5\*GB3⑤整流输出电压ud的脉动频率为3倍的电源频率。(3)数量关系=1\*GB3①输出电压平均值Ud(α≤30º)(α>30º)=2\*GB3②输出电流平均值Id=3\*GB3③晶闸管电流平均值IdT=4\*GB3④晶闸管电流有效值IT(α≤30º)(α>30º)=5\*GB3⑤晶闸管承受的最大反向电压UTM2．大电感性负载无续流二极管(1)电路结构图2.5三相半波可控整流电路阻感性负载无续流二极管情形(a)原理图(b)工作波形(2)工作原理(3)数量关系3．大电感负载加续流二极管(1)工作原理图2.6三相半波可控整流电路大电感负载加续流二极管情形(a)原理图(b)工作波形(2)数量关系4．含反电动势的大电感负载三相半波可控整流电路含反电动势的大电感负载如图2.7(a)所示。图2.7三相半波可控整流电路含反电动势的大电感负载情形(a)原理图(b)电感电流连续(c)电感电流断续电路的分析方法与波形及平均电压Ud的计算同大电感负载时一样，只是输出平均电流Id的计算应该为四、课堂练习（20min）【教师活动】仿真演示教学内容：任务2.1三相半波可控整流电路仿真1.系统建模图2.30三相半波可控整流电路(电阻性负载)仿真模型2.结果分析图2.31三相半波可控整流电路(电阻性负载)仿真波形【学生活动】学生根据老师的演示，结合以上讲解的内容，与老师一起分析仿真结果，以理解三相半波可控整流电路的的工作原理。五、归纳总结（5min）1.三相可控整流电路的基本形式，自然换相点2.三相半波可控整流电路结构，工作原理和基本数量关系；3.三相半波可控整流电路建模与仿真过程。六、课后作业任务2.1三相半波可控整流电路仿真拓展练习。

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目2三相可控整流与有源逆变电路知识点2.1三相可控整流电路二.三相桥式全控整流电路课次10授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析三相桥式全控整流电路是由三相半波电路串联构成，在讲解全控电路之前需要再次复习自然换相点概念等内容，这是三相与单相可控整流的最大区别，要反复强调以加深印象，以达到良好的教学效果。教学目标1-3.掌握三相可控整流电路基本结构；2-3.分析三相可控整流电路工作原理；3-2.树立低碳环保和节能意识。3-5.以“实现2035碳达峰，2050年碳中和，优秀的清洁能源及其相关技术”激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。教学重点1.三相桥式全控整流电路的结构；2.三相桥式全控整流电路的工作原理；3.三相桥式全控整流电路的输出电量关系。教学难点1.三相桥式全控整流电路的工作原理；2.三相桥式全控整流电路的输出电量关系。思政元素了解三相可控整流电路的基本形式和电路结构，树立低碳环保和节能意识；通过三相可控整流电路工作原理的分析和输出电量的计算，培养严谨的科态度教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.2210.22教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图5min知识回顾回顾上节三相可控整流及三相半波可控整流电路知识40min一.三相桥式全控整流电路1.电阻性负载讲解三相桥式全控整流电路(电阻性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min一.三相桥式全控整流电路2.阻感性负载讲解三相桥式全控整流电路(组感性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min任务2.1三相桥式全控整流电路仿真演示三相桥式全控整流电路(电阻性负载)的建模与仿真过程，并分析仿真结果。5min内容小结总结归纳知识点课次10结束（90min）教学反思课堂教学中在课件与仿真模型之间反复切换，还需针对不同的负载性质的电路修改模型，课堂节奏的把握不易控制，设想今后的教学中一些知识点内容让学生在“学习通”平台自学，老师上课时检查并总结，这样，可以将课堂上大部分时间用于以学生为中心的仿真实践与讨论，充分调动学生的学习主动性。安徽机电职业技术学院教案续页（课次10）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：百度百科查阅三相桥式全控整流电路相关知识，并搜集三相桥式全控整流电路应用图片，初步了解三相桥式全控整流电路的结构。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅搜索三相桥式全控整流电路相关知识，并搜集三相桥式全控整流电路应用图片，初步了解三相桥式全控整流电路的结构。二、新知讲解（55min）教学内容：(二)三相桥式全控整流电路1．电阻性负载(1)电路结构和工作原理三相桥式全控整流电路如图2.8(a)所示。图2.8图2.8三相桥式全控整流电路带电阻性负载情形(a)原理图(b)工作波形(2)工作原理α=0º时的工作情况=1\*GB3①ωt1~ωt2区间=2\*GB3②ωt2~ωt3区间=3\*GB3③ωt3~ωt4区间=4\*GB3④ωt4~ωt5区间=5\*GB3⑤ωt5~ωt6区间=6\*GB3⑥ωt6~ωt7区间α=60º和α=90º时工作波形图2.9三相桥式全控整流电路带电阻负载情形的工作波形(a)α=60°(b)α=90°(2)对触发脉冲的要求图2.10三相桥式全控整流电路的触发脉冲三相桥式全控整流电路的工作特点：=1\*GB3①α≤60º时的ud波形连续，当α>60º时的ud波形断续，α=120º时，输出电压Ud=0，所以三相桥式全控整流电路电阻性负载移相范围为0º~120º。=2\*GB3②输出电压ud由六段线电压组成，每周期脉动六次，脉动频率为300Hz。=3\*GB3③晶闸管承受的电压波形与三相半波相同，只与晶闸管导通情况有关，波形由3段组成：一段为零(忽略导通时的压降)，两段为线电压。晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。=4\*GB3④变压器二次侧绕组流过正负两个方向的电流，消除了变压器的直流磁化，提高了变压器的利用率。。(3)数量关系=1\*GB3①输出电压平均值Ud(α≤60º)(α>60º)=2\*GB3②输出电流平均值Id=3\*GB3③晶闸管电流平均值IdT=4\*GB3④晶闸管电流有效值IT=5\*GB3⑤晶闸管承受的最大反向电压UTM2．阻感性负载(1)工作原理图2.11三相桥式全控整流电路带阻感性负载情形(a)原理图(b)工作波形(2)数量关系=1\*GB3①输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id=2\*GB3②流过晶闸管电流的平均值IdT和有效值IT=3\*GB3③变压器二次侧电流有效值I2三相桥式全控整流电路输出电压脉动小，脉动频率高，基波频率为300HZ，在负载要求相同的直流电压情况下，晶闸管承受的最大正、反向电压，将比三相半波减少一半，变压器的容量也较小，同时三相电流平衡，无须中线，适用于大功率高电压可变直流电源的负载。三、课堂练习（20min）【教师活动】仿真演示教学内容：任务2.2三相桥式全控整流电路仿真1.系统建模图2.32三相桥式全控整流电路(电阻性负载)仿真模型二．结果分析图2.33触发脉冲波形图2.34输入交流相电压、线电压和输出电压波形图2.35输出电流和流过晶闸管VT1、VT3和VT5的电流波形图2.36晶闸管VT1两端电压波形【学生活动】学生根据老师的演示，结合以上讲解的内容，与老师一起分析仿真结果，以理解三相桥式全控整流电路的工作原理。五、归纳总结（5min）1.三相桥式整流电路的电路结构，电流连续断续的分界点；2.三相桥式全控整流的工作原理和基本数量关系；3.三相桥式全控整流电路建模与仿真过程。六、课后作业任务2.2三相桥式全控整流电路仿真拓展练习。

安徽机电职业技术学院教案首页模块（项目、章节）项目2三相可控整流与有源逆变电路知识点2.1三相可控整流电路三.三相桥式半控整流电路课次11授课教师□单一教师姓名：☑双师授课姓名：□实践指导姓名：学情分析与单相桥式半控整流电路一样，强调三相桥式半控整流电路发失控现象以及解决方法，注重课程知识的实用性。以提高学生的工程实践能力。教学目标1-3.掌握三相可控整流电路基本结构；2-3．分析三相可控整流电路工作原理；3-2.树立低碳环保和节能意识。3-5.以“实现2035碳达峰，2050年碳中和，优秀的清洁能源及其相关技术”激发学生立志服务国家重大需求的使命感，深化爱国情怀。教学重点1.三相桥式半控整流电路的结构；2.三相桥式半控整流电路的工作原理；3.三相桥式半控整流电路的输出电量关系。教学难点1.三相桥式半控整流电路的工作原理；2.三相桥式半控整流电路的阻感性负载时的失控现象。思政元素了解三相可控整流电路的基本形式和电路结构，树立低碳环保和节能意识；通过三相可控整流电路工作原理的分析和输出电量的计算，培养严谨的科态度教学方法讲授法、演示法授课班级授课日期10.2710.27教学资源教学设计简表（含辅助时间分配）时间分配教学环节设计意图5min知识回顾复习三相桥式全控整流电路结构，工作原理和基本数量关系。20min三.三相桥式半控整流电路1.电阻性负载讲解三相桥式全控整流电路(电阻性负载)电路结构，分析电路工作原理，推导输出数量关系。20min三.三相桥式半控整流电路2.阻感性负载讲解三相桥式半控整流电路(阻感性负载)电路结构，分析电路工作原理及失控现象，推导输出数量关系。10min三.三相桥式半控整流电路与全控整流电路比较。归纳三相桥式半控与全控整流电路知识点。25min任务2.3三相桥式全控整流电路仿真演示三相桥式半控整流电路(电阻性负载)的建模与仿真过程，并分析仿真结果。10min内容小结总结归纳知识点课次11结束（90min）教学反思需要对仿真模型进一步修改，使其适用于课堂教学且方便课堂教学。适当的时候，软件仿真不足的地方，可以应用动画来加强教学效果。安徽机电职业技术学院教案续页（课次11）教学过程一、课前引入【教师活动】1.通过学习通网络教学平台发布上课通知：上课地点、时间和教学内容；2.布置预习任务：通过百度百科词条了解三相桥式半控整流电路的结构，并搜集三相桥式半控整流电路应用图片，初步了解三相桥式半控整流电路的结构。。【学生活动】1.通过学习通网络教学平台了解课程教学内容；2.通过百度百科查阅三相桥式半控整流电路的基本形式，并搜集三相桥式半控整流电路应用图片，初步了解三相桥式半控整流电路的结构。二、知识回顾（5min）1.三相桥式全控整流电路电阻性负载下的工作规律；2.三相桥式全控整流电路对触发脉冲的要求；3.三相桥式全控整流电路的特点。三、新知讲解（50min）教学内容：(三)三相桥式半控整流电路1．电阻性负载三相桥式半控整流电路组成如图2.12(a)所示。图2.12三相桥式半控整流电路(a)原理图(b)3个二极管工作区间(1)当控制角α＝0°时，触发脉冲在自然换流点处出现，工作情况与三相桥式全控整流电路完全一样，输出电压波形与三相桥式全控整流电路在α＝0°时输出电压波形相同。(2)当α＝60°时，输出波形只剩下三个波头，波形刚好维持连续，所以α＝60°是整流电压波形连续与断续的临界点。图2.13三相桥式半控整流带电阻性负载的工作波形(a)α=30°(b)α=90°的波形图(3)随着控制角α增大，晶闸管导通角θT减小，整流输出电压减小。到α＝180°时，VT1的触发脉冲发出时uuw＝0，则晶闸管VT1不可能导通，ud＝0。所以三相桥式半控整流电路带电阻性负载时移相范围为0~180°。三相桥式半控整流电路在带电阻性负载时，其输出平均电压的计算也要分别考虑电压波形连续和断续的情况，但两种情况均为：2．阻感性负载(1)电路结构和工作原理三相桥式半控整流电路阻感性负载加续流二极管电路结构如图2.14(a)所示。图2.14三相桥式半控整流电路带阻感性负载加续流二极管情形(a)原理图(b)正常工作及失控后的电压波形当触发脉冲丢失或突然把控制角α调到180°时，与单相桥式半控一样，三相桥式半控也会发生导通着的晶闸管关不断，而三个整流二极管轮流导通的现象，使整流电路处于失控状态。(2)数量关系=1\*GB3①