《電力電子技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)

1、電力電子技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)一、課程信息課程名稱(chēng)：電力電子技術(shù) 課程類(lèi)型： 電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心課課程代碼：0722006 授課對(duì)象：電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué) 分：3.0 先 修 課：電路、電子技術(shù)學(xué) 時(shí)：50 后 續(xù) 課：交流調(diào)速系統(tǒng)制 定 人：楊立波 制定時(shí)間：2010年10月10日二、課程性質(zhì)電力電子技術(shù)是一門(mén)新興技術(shù)，它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成的，已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)本專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；各種電力電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)技能；熟悉各種電力電子裝置的

2、應(yīng)用范圍及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。三、課程設(shè)計(jì)1、課程目標(biāo)設(shè)計(jì)（1）能力目標(biāo)總體目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。具體目標(biāo)：1、單相、三相可控整流技術(shù)的工程應(yīng)用2、降壓斬波變換技術(shù)的工程應(yīng)用3、升壓斬波變換技術(shù)的工程應(yīng)用4、交流調(diào)壓或交流調(diào)功技術(shù)的工程應(yīng)用5、變頻技術(shù)的工程應(yīng)用6、有源、無(wú)源逆變技術(shù)的工程應(yīng)用（2）知識(shí)目標(biāo)1、熟悉和掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性和使用方法；   2、熟悉和掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流交流電力變換電路和逆變電路的

3、結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和 控制方法。   3、掌握PWM技術(shù)的工作原理和控制特性，了解軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的基本原理。   4、了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展動(dòng)向。   5、掌握基本電力電子裝置的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試方法。2、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)的整體思路：以工作過(guò)程和教學(xué)進(jìn)程為設(shè)計(jì)依據(jù)，以相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)為模塊。（2）模塊設(shè)計(jì)表：模塊名稱(chēng)學(xué)時(shí)1 緒論22電力電子器件83觸發(fā)電路84電力電子器件器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、緩沖簡(jiǎn)介45單相整流電路86三相整流電路87.變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響28.逆變電路89.變頻電路810. 直流斬波電路43、能

4、力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)編號(hào)能力訓(xùn)練項(xiàng)目名稱(chēng)擬實(shí)現(xiàn)的能力目標(biāo)相關(guān)支撐知識(shí)訓(xùn)練方式手段及步驟結(jié)果1電力晶體管（GTR）特性研究1、熟悉(GTR)的開(kāi)關(guān)特性與二極管的反向恢復(fù)特性及其測(cè)試方法。2、掌握GTR緩沖電路的工作原理與參數(shù)設(shè)計(jì)要求GTR的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本特性、主要參數(shù)等1、不同負(fù)載時(shí)GTR開(kāi)關(guān)特性測(cè)試2、不同基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)特性測(cè)試3、有與沒(méi)有基極反壓時(shí)的開(kāi)關(guān)過(guò)程比較1、 繪出電阻負(fù)載與電阻、電感負(fù)載時(shí)的GTR開(kāi)關(guān)波形。2、繪出不同基極電流時(shí)的開(kāi)關(guān)波形。2絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)特性與驅(qū)動(dòng)電路研究1、熟悉IGBT開(kāi)關(guān)特性的測(cè)試方法；2、掌握混合集成驅(qū)動(dòng)電路EXB840的工作原理與

5、調(diào)試方法IGBT的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本特性、主要參數(shù)等1、EXB840性能測(cè)試2、開(kāi)關(guān)特性測(cè)試3、并聯(lián)緩沖電路作用測(cè)試4、過(guò)流保護(hù)性能測(cè)試，柵計(jì)電阻用R41、繪出輸入、輸出及對(duì)光耦延時(shí)以及慢速關(guān)斷等波形，。2、繪出所測(cè)的負(fù)柵壓值與過(guò)流閥值電壓值。3晶閘管的測(cè)試及導(dǎo)通關(guān)斷條件測(cè)試1、觀察晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握正確的晶閘管的簡(jiǎn)易測(cè)試方法；2、驗(yàn)證晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法。熟悉有關(guān)晶閘管的內(nèi)容，弄清晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理、基本特征的有關(guān)內(nèi)容、工作特性；1、鑒別晶閘管的好壞 2、晶閘管的導(dǎo)通條件1、回答實(shí)驗(yàn)中提出的問(wèn)題；2、總結(jié)簡(jiǎn)易判斷晶閘管好壞的方法。4單結(jié)晶體管觸發(fā)電路和單相半波可控整流電路1、熟悉

6、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理，接線及電路中各元件的作用；2、觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)的波形，掌握調(diào)試步驟和方法；3、對(duì)單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感負(fù)載時(shí)的工作過(guò)程作全面分析1、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理； 2、單相半波可控整流電路的有關(guān)內(nèi)容， 3、單相半波可控整流電路接不同負(fù)載時(shí)、的計(jì)算方法。1、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試2、單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載3、單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載1、畫(huà)出 90°時(shí)，電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載的波形；2、畫(huà)出電阻性負(fù)載時(shí)的實(shí)驗(yàn)曲線5鋸齒波同步移相觸發(fā)電路1、加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 2、掌

7、握鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試方法。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路主要由脈沖形成和放大，鋸齒波形成，同步移相等環(huán)節(jié)組成，及其工作原理1、將MCL-05面板上，“觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。 2、三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓。 3、調(diào)節(jié)脈沖移相范圍 4、調(diào)節(jié)Uct，使a=60度，觀察并記錄U1U5及輸出脈沖電壓。1、描繪各點(diǎn)波形，并標(biāo)出幅值與寬度。2、總結(jié)鋸齒波同步觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法。6單相橋式全控整流及有源逆變電路1、加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的工作原理；2、研究單相橋式變流電路整流的全過(guò)程；3、研究單相橋式變流電路逆變的全過(guò)程，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件

8、；4、掌握產(chǎn)生逆變顛覆的原因及預(yù)防方法。1、單相橋式全控整流電路的相關(guān)內(nèi)容2、有源逆變電路的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本條件。 1、觸發(fā)電路的調(diào)試2、單相橋式全控整流3、單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)（4）逆變顛覆現(xiàn)象的觀察1、畫(huà)出 30°、60°、90°、120°、150°時(shí) 和 的波形；2、畫(huà)出電路的移相特性 曲線；3、分析逆變顛覆的原因及逆變顛覆后會(huì)產(chǎn)生的后果。4、進(jìn)度表設(shè)計(jì)序號(hào)學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)和主要教學(xué)內(nèi)容單元標(biāo)題能力目標(biāo)能力訓(xùn)練項(xiàng)目編號(hào)知識(shí)目標(biāo)12緒論具有識(shí)別電力電子器件的能力識(shí)別給定的典型電力電子器件掌握電力電子技術(shù)的基本概念、學(xué)科地位、基本內(nèi)容

9、和發(fā)展歷史，了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍，了解電力電子技術(shù)的發(fā)展前景，了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)與要求 22功率二極管具有選擇功率二極管的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)用的能力測(cè)試二極管的各項(xiàng)參數(shù)和特性了解功率二極管的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉功率二極管的伏安特性和主要參數(shù)32晶閘管具有選擇晶閘管的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)用的能力測(cè)試晶閘管的開(kāi)關(guān)特性和各項(xiàng)參數(shù)了解晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉晶閘管的伏安特性和主要參數(shù)42門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）具有選擇GTO的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)用的能力測(cè)試GTO的開(kāi)關(guān)特性和各項(xiàng)參數(shù)了解可關(guān)斷晶閘管（GTO）的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉GTO的伏安特性和主要參數(shù)52電力晶體管（GTR）具有選擇GTR的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)

10、用的能力測(cè)試GTR的開(kāi)關(guān)特性和各項(xiàng)參數(shù)了解電力晶體管（GTR）的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉GTR的伏安特性和主要參數(shù)；了解GTR的二次擊穿與安全工作區(qū)62功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有選擇P-MOSFET的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)用的能力測(cè)試P-MOSFET的開(kāi)關(guān)特性和各項(xiàng)參數(shù)了解功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉（P-MOSFET）的伏安特性和主要參數(shù)7絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）具有選擇IGBT的型號(hào)并進(jìn)行應(yīng)用的能力測(cè)試IGBT的開(kāi)關(guān)特性和各項(xiàng)參數(shù)了解絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉IGBT的特性和主要參數(shù)，了解IGBT的擎住效應(yīng)與安全工作區(qū)82晶閘管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)及簡(jiǎn)易觸發(fā)

11、電路具有分析和設(shè)計(jì)晶閘管門(mén)極驅(qū)動(dòng)和簡(jiǎn)易觸發(fā)電路的能力設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的晶閘管觸發(fā)電路熟悉晶閘管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路，掌握晶閘管的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路92同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路具有分析和設(shè)計(jì)晶閘管門(mén)鋸齒波觸發(fā)電路的能力對(duì)觸發(fā)電路進(jìn)行定相熟悉同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路的工作原理102集成觸發(fā)電路簡(jiǎn)介具有分析集成觸發(fā)電路的能力分析集成觸發(fā)電路的工作過(guò)程熟悉集成觸發(fā)電路的工作原理112全控型器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、緩沖簡(jiǎn)介具有分析和說(shuō)明全控型器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、緩沖電路的工作原理和典型電路設(shè)計(jì)的能力分析各種驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、緩沖各自的優(yōu)缺點(diǎn)了解GTO的保護(hù)、GTR的保護(hù)、P-MOSFET的保護(hù)、了解IGBT的保護(hù)；了解

12、電力電子器件的緩沖電路；122單相半波可控整流電路具有獨(dú)立分析單相半波可控整流電路的能力和選擇電力電子器件的能力分析各種控制角下整流輸出的波形，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的晶閘管組成該電路熟練掌握半波可控整流電路的分析和設(shè)計(jì)132單相橋式全控整流電路具有獨(dú)立分析單相橋式全控整流電路的能力和選擇電力電子器件的能力分析各種控制角下整流輸出的波形，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的晶閘管組成該電路熟練掌握單相橋式全控整流電路的分析和設(shè)計(jì)142單相橋式半控整流電路具有獨(dú)立分析單相橋式半控整流電路的能力和選擇電力電子器件的能力分析各種控制角下整流輸出的波形，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的晶閘管組成該電路熟練掌握單相橋式半控整流電

13、路的分析和設(shè)計(jì)152三相半波可控整流電路具有獨(dú)立分析三相半波可控整流電路的能力和選擇電力電子器件的能力分析各種控制角下整流輸出的波形，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的晶閘管組成該電路熟練掌握三相半波可控整流電路的分析和設(shè)計(jì)162三相全控橋式整流電路具有獨(dú)立分析三相全控橋式整流電路的能力和選擇電力電子器件的能力分析各種控制角下整流輸出的波形，根據(jù)實(shí)際要求選擇合適的晶閘管組成該電路熟練掌握三相全控橋式整流電路的分析和設(shè)計(jì)172變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響具有分析各種典型整流電路晶閘管換相過(guò)程和變壓器漏感對(duì)整流電路的影響的能力分析典型電路的換相壓降和換相重疊角了解變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響，了解整流、觸發(fā)電路的

14、同步與定向182有源逆變及有源逆變電路具有獨(dú)立分析有源逆變電路和選擇電力電子器件的能力分析有源逆變的工作過(guò)程1、掌握逆變的概念2、熟練掌握有源逆變電路192無(wú)源逆變電路概述具有獨(dú)立分析無(wú)源逆變電路和選擇電力電子器件的能力分析無(wú)源逆變的工作過(guò)程了解逆變電路的概念21800和1200交-直-交變頻電路具有獨(dú)立分析兩種典型逆變電路和選擇電力電子器件的能力分析兩種典型電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、了解無(wú)源逆變（變頻）電路的概念2、熟練掌握無(wú)源逆變（變頻）電路的原理202正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器具有說(shuō)明PWM控制的基本思想和進(jìn)行實(shí)際運(yùn)算的能力。具備分析PWM控制電路諧波的能力分析正弦波脈寬調(diào)制

15、(SPWM)變頻器電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、重點(diǎn)掌握PWM控制的基本原理 2、掌握PWM逆變電路的控制方式 3、掌握PWM波形的生成方法 4、了解PWM逆變電路的諧波分析 5、了解跟蹤型PWM控制技術(shù) 6、了解PWM整流電路及其控制方法212晶閘管交-交變頻電路具有分析和設(shè)計(jì)晶閘管交-交變頻電路的能力分析晶閘管交-交變頻電路中各個(gè)電力電子器件的功能掌握晶閘管交-交變頻器電路工作原理及其應(yīng)用。2226.降壓式直流斬波電路具有分析和設(shè)計(jì)降壓式直流斬波電路的能力分析降壓式直流斬波電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、掌握降壓式直流斬波電路工作原理2、掌握降壓式直流斬波電路數(shù)量關(guān)系3、了解降壓式直流斬

16、波電路控制方式232升壓式直流斬波電路具有分析和設(shè)計(jì)升壓式直流斬波電路的能力分析升壓式直流斬波電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、掌握升壓式直流斬波電路工作原理2、掌握升壓式直流斬波電路數(shù)量關(guān)系3、了解升壓式直流斬波電路控制方式2426.升-降壓式直流斬波電路具有分析和設(shè)計(jì)升-降壓式直流斬波電路的能力分析升-降壓式直流斬波電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、掌握升-降壓式直流斬波電路工作原理2、掌握升-降壓式直流斬波電路數(shù)量關(guān)系3、了解升-降壓式直流斬波電路控制方式252Cuk直流斬波電路具有分析和設(shè)計(jì)Cuk直流斬波電路的能力分析Cuk直流斬波電路中各個(gè)電力電子器件的功能1、掌握Cuk直流斬波電路工作原理2、掌握Cuk直流斬波電路數(shù)量關(guān)系3、了解Cuk直流斬波電路控制方式四、教材、資料教材：黃家善.電力電子技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社參考資料：1、王兆安.電力電子技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2、陳堅(jiān).電力電子