電力電子控制技術

1、電力電子控制技術課程實踐教學大綱power electronic control technology 課程編號：0806010380402課程類別：獨立開設實驗課程學時：32（總學時32 實驗學時32） 學分：1適用對象：電子信息工程專業(yè)“卓越計劃” 先修課程：電路原理a、模擬電子技術z、數(shù)字電子技術z和電力電子技術一、課程的性質與任務課程的性質：本課程為電子信息工程專業(yè)“卓越計劃”班提供的一門專業(yè)選修課。課程的任務：進一步鞏固電力電子技術課程技術領域的電路基礎知識、控制技術和測試實驗技術。通過課程設計使學生加深理解電力電子變換電路的基本原理及其在工程實際中的應用；掌握電力電子變換主電路的選

2、型及參數(shù)計算方法；掌握電力電子器件和裝置的控制電路設計方法；通過讓學生完成較為綜合的實驗課題，使學生在學習過程中養(yǎng)成獨立完成“提出問題、研究問題、解決問題”的良好習慣，培養(yǎng)學生的探索求知精神，為今后從事與電力電子技術相關的科學研究工作打下良好的基礎。二、教學的目的與要求電力電子控制技術是一門實踐性很強的專業(yè)基礎課，通過課程設計這一集中實踐環(huán)節(jié)，鞏固和加深對電力電子技術的理解，提高綜合運用本課程及相關課程所學專業(yè)知識的能力。培養(yǎng)學生選用參考書，查閱手冊及文獻資料的能力。通過實際系統(tǒng)的分析設計，建立工程設計的基本概念和方法。通過實際設計中電力半導體器件的選用，掌握電力半導體器件的工程選用方法。通過

3、小型電力電子系統(tǒng)的設計、電力電子變流系統(tǒng)的調試仿真與調試，掌握系統(tǒng)設計、調試和系統(tǒng)綜合的基本方法，培養(yǎng)獨立思考，深入研究，分析問題、解決問題的能力。能夠夠按要求編寫課程設計報告書，能正確闡述和分析設計結果。三、考核方式及辦法采取上機考核和平時成績相結合的方法，綜合評定學生成績。主要對實驗的態(tài)度、操作熟練程度、完成實驗的質量（內容與報告）、解決問題的能力等方面進行考核。平時實驗占70%，上機考核占30%。每個實驗，預習報告占30%，實際操作40%，總結報告30%。實驗成績分：優(yōu)、良、中、及格、不及格五級。四、實驗項目名稱與學時分配：電力電子控制技術實驗安排一覽表序號實驗項目名稱學時分配必開或選開

4、實驗類型分組人數(shù)1mosfet/igbt驅動電路設計4必開設計性實驗1212v/1a非隔離開關電源設計（buck電路方案）4必開設計性實驗1312v/1a隔離開關電源設計（boost電路方案）4必開設計性實驗14pwm控制技術的單片機實現(xiàn)方法4選開設計性實驗15spwm控制技術的fpga實現(xiàn)方法4必開設計性實驗16步進電機驅動及控制4必開設計性實驗17scr交流調壓控制4必開設計性實驗18直流電動機調速的控制設計4必開設計性實驗1五、實驗項目的具體內容：實驗一 mosfet/igbt驅動電路設計1 本次實驗的目的和要求(1) 理解mosfet/igbt驅動電路電路設計方法。(2) 熟悉驅動測試

5、方法。2實踐內容或原理實踐原理：設計一個電壓源或電流源電路對功率mosfet或igbt進行驅動。可以參照圖1.3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭（3） 器件若干4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求圖1. mosfet/igbt驅動電路實驗二 12v/1a非隔離開關電源設計（buck電路方案）1. 本次實

6、驗的目的和要求學習buck電路的原理及電壓型控制方法，設計非隔離開關電源。2 實踐內容或原理參照下圖進行參數(shù)設計。3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭（3） 器件若干4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。圖2. mosfet/igbt驅動電路實驗三

7、12v/1a隔離開關電源設計（boost電路方案）1. 本次實驗的目的和要求學習boost電路的原理及電流型控制方法，掌握設計隔離開關電源的方法。2實踐內容或原理使用圖3所示原理的電流型控制芯片設計boost主電路控制器。圖3. 電流型控制芯片原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） 器件若干。4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，

8、回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。實驗四 pwm控制技術的單片機實現(xiàn)方法1. 本次實驗的目的和要求（1） 進一步掌握pwm的原理；（2） 實踐單片機下實現(xiàn)pwm的方法。2. 實踐內容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） 51系列或avr等單片機最小系統(tǒng)（4） 器件若干。4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實

9、驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、程序、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。實驗五 spwm控制技術的fpga實現(xiàn)方法1. 本次實驗的目的和要求（1） 進一步掌握spwm的原理；（2） 學習fpga實現(xiàn)spwm的方法。2. 實踐內容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等（1） 數(shù)字示波器；（2） 有源隔離電壓、電流探頭；（3） fpga最小系統(tǒng)4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老

10、師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。實驗六 步進電機驅動及控制1. 本次實驗的目的和要求2. 實踐內容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進

11、實驗報告。實驗七 scr交流調壓控制1. 本次實驗的目的和要求2. 實踐內容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。實驗八 直流電動機調速的控制設計1. 本次實驗的目的和要求2. 實踐內容或原理3. 需用的儀器、試劑或材料等4. 實踐步驟或環(huán)節(jié)5. 教學方

12、式本實驗課程采用實際操作實驗與計算機仿真相結合，參數(shù)由老師給出實驗設計題目，學生可根據(jù)實驗題目自己設計實驗電路或參照已有的電路，寫出設計方案，將設計方案交老師檢查后方可做實驗。實驗為一人一組，實驗完畢要認真寫好實驗報告，回答思考題。6. 實踐教學報告要求將實驗原理、設計過程、硬件測試實驗結果及分析結果寫進實驗報告。六、實踐教學中應注意的問題1組織管理的要求（1）實驗授課計劃由任課教師根據(jù)實踐教學大綱編制。（2）實驗進程表作為實施、檢查、考核的依據(jù)，若因客觀原因不能按實驗進程表規(guī)定的時間做實驗，有關當事人應事前向教務處提出申請，經與實驗室協(xié)商后另定時間。  （3）每個實驗項目

13、要有完整的實驗指導文件，無實驗指導文件，不可開實驗。（4）實驗儀器設備要配套完好，所需配套設施預備齊全。（5）將實驗學生分組，確保每個學生都有實際操作的機會。2對教師的要求（1）上課前做好充分的備課準備。（2）實驗前應提問檢查學生預習情況，不合格者不準參加實驗。（3）明確實踐教學的目的，注意學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（4）認真批改實驗報告。3對學生的要求（1）具有一定的預備知識，如復習電力電子技術、電子技術課程，先行自學vhdl、c語言、quartus ii軟件、pspice軟件和saber軟件的使用。（2）上課前做好充分的預習準備，認真做好預習報告。4對教學基地、實驗室和實驗員的要求（1）實驗課同理論課一樣，實驗員要寫好教案，無教案不準上實驗課。實驗員應預先做實驗，試做實驗報告，并檢查學生實驗所用之儀器、設備等準備情況，以確保實驗的順利進行。（2）要求實驗員對實驗原理、具體操作及注意事項簡明講解，指導學生做好實驗。（3）實驗時，確保學生都能實際操作，實驗員應在場指導，要誘導和啟發(fā)學生，培養(yǎng)學生獨立觀察、分析、處理問題能力和操作技能，切忌實驗由實驗員包辦代替。（4）實驗完成后應由指導人員檢查所得數(shù)據(jù)或結論的準確性、合理性。同時應指導學生做好實驗后的整理工作，檢查儀器設備、工具等是否缺損。（5）實驗室應保持清潔、整齊。七、教材及主要參考書1、選用教材：（無）2、主要參考書