電力電子技術(shù)二教學(xué)大綱

電力電子技術(shù)二教學(xué)大綱課程中文名稱：電力電子技術(shù)Ⅱ課程英文名稱：PowerElectronicsⅡ課程編號：C1137學(xué)分：2.5學(xué)時：40（其中：講課學(xué)時：40實驗學(xué)時：實踐學(xué)時：）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：電氣工程及其自動化；電氣工程及其自動化（新能源發(fā)電方向）課程類別：專業(yè)核心課/必修使用教材：王兆安，劉進軍.電力電子技術(shù)（第5版）.北京：機械工業(yè)出版社，2009.開課單位：電氣與新能源學(xué)院一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)（含新能源發(fā)電方向）的專業(yè)核心課與學(xué)位課。電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，包括電力電子器件、變流技術(shù)、電力電子系統(tǒng)及其控制等內(nèi)容。電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于開關(guān)型變換電源、開關(guān)型電力補償及控制器，電力系統(tǒng)及負(fù)載電能質(zhì)量控制等領(lǐng)域。二、教學(xué)目標(biāo)1.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1和畢業(yè)要求3、4；2.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1中的指標(biāo)點4：能將工程和專業(yè)知識用于電力系統(tǒng)工程問題的設(shè)計和改進；3.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求3中的指標(biāo)點3：能夠通過模型構(gòu)建對工藝設(shè)計、系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進行計算；4.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求4中的指標(biāo)點2：能夠基于專業(yè)理論，根據(jù)對象特征，選擇研究路線，設(shè)計可行的實驗方案。三、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章緒論1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握電力電子技術(shù)與其他學(xué)科的聯(lián)系和區(qū)別；（2）了解電力電子技術(shù)發(fā)展概況，電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；（3）了解課程學(xué)習(xí)方法。2.重難點主要研究內(nèi)容、常用研究方法、基本工作流程。3.考核要點幾種基本變換的概念及典型應(yīng)用。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、討論5.作業(yè)安排查閱電力電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)文獻資料第二章電力電子器件1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握電力電子器件的分類與應(yīng)用；（2）掌握電力二極管的工作原理、特性及主要參數(shù)，能正確選用電力二極管；（3）掌握晶閘管（SCR）的工作原理、特性及主要參數(shù)，能正確選用晶閘管；（4）掌握可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR或BJT）、電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）和絕緣柵雙極晶體管（IGBT），場控晶閘管（MCT）等常用的全控器件的基本特性，了解各器件工作機理和主要參數(shù)；（5）了解其他新型電力電子器件及功率集成電路與集成電力電子模塊的特點及應(yīng)用。2.重難點電力電子器件的工作原理、特性及主要參數(shù)，電力電子器件的選用方法。3.考核要點電力電子器件分類，可控器件導(dǎo)通關(guān)斷條件及動態(tài)特性，任意波形平均值和有效值的計算。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P422.3、2.4、2.5、2.11第三章整流電路1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握單相整流電路，含單相半波可控、單相橋式全控、單相全波可控、單相橋式半控、電容濾波的不可控整流等電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及相關(guān)參數(shù)計算，能夠繪制不同負(fù)載情況下整流輸出電壓、電流波形圖；（2）掌握三相整流電路，包括三相半波可控、三相橋式全控整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及相關(guān)參數(shù)計算，能夠繪制不同負(fù)載情況下整流輸出電壓、電流波形圖；（3）掌握含漏感整流電路換相壓降、換相重疊角的計算及漏感對整流電路的影響；（4）掌握諧波產(chǎn)生的原因及描述諧波的基本參數(shù)，掌握電壓無畸變、電流畸變情況下有功、無功的表示方法及功率因數(shù)的計算，能夠?qū)蜗鄻蚴饺?、三相橋式全控整流電路帶大電感?fù)載時變壓器二次側(cè)電流波形進行傅里葉變換分析，掌握所含諧波的特點，能夠計算總諧波畸變率、功率因數(shù)等參數(shù)；（5）掌握有源逆變產(chǎn)生的條件及應(yīng)用，掌握單相、三相有源逆變電路工作原理及相關(guān)參數(shù)計算；（6）了解雙反星形、多相多重整流等大功率可控整流電路的工作原理及應(yīng)用；（7）了解簡易觸發(fā)電路的工作原理和實現(xiàn)移相、同步的基本方法。2.重難點整流電路結(jié)構(gòu)、工作原理分析及相關(guān)參數(shù)計算，波形繪制，整流電路中的諧波和功率因數(shù)，含漏感的整流電路的分析。3.考核要點單相及三相整流電路相關(guān)參數(shù)計算，波形繪制；整流電路中的諧波和功率因數(shù)計算；有源逆變電路相關(guān)參數(shù)計算；含漏感整流電路相關(guān)參數(shù)計算和波形繪制。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P953.3、3.5、3.6、3.8、3.10、3.12、3.13、3.16、3.17、3.26、3.29第四章逆變電路1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握換流方式及無源逆變概念和分類；（2）掌握電壓型逆變電路的工作原理及參數(shù)計算；（3）了解電流型逆變電路工作原理參數(shù)計算；（4）了解多重化逆變電路和多電平逆變電路的工作原理及應(yīng)用。2.重難點無源逆變電路結(jié)構(gòu)、工作原理分析及相關(guān)參數(shù)計算。3.考核要點電壓型及電流型逆變器的特點、單相及三相電壓型逆變器負(fù)載電壓波形繪制及有效值、各次諧波分量的計算、諧波畸變率的計算。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P1184.2、4.4、4.5、4.7第五章直流-直流變換電路1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握斬波電路的三種控制方式；（2）掌握幾種基本斬波電路，包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路和CuK斬波電路的工作原理、應(yīng)用及相關(guān)參數(shù)計算；（3）了解復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路的工作原理及應(yīng)用；（4）了解帶隔離變壓器的DC/DC變換電路的工作原理及應(yīng)用。2.重難點直流-直流變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理分析及相關(guān)參數(shù)計算。3.考核要點三種基本斬波電路的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)計算和波形繪制。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P1385.2、5.3、5.4、5.9、5.10第六章交流-交流變換電路1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握交流調(diào)壓器的基本類型、用途和電路結(jié)構(gòu)；（2）掌握單、三相交流調(diào)壓電路的簡要分析方法；（3）了解交流斬波調(diào)壓的原理與基本性能；（4）掌握交－交變頻電路的電路結(jié)構(gòu)及工作原理。2.重難點交流—交流變換電路的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及相關(guān)計算。3.考核要點電阻性及阻感性負(fù)載調(diào)壓電路波形繪制和計算，調(diào)功電路和調(diào)壓電路的區(qū)別，電力電子開關(guān)的特點，直接變頻電路的特點。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P1616.1、6.2、6.3、6.4第七章PWM控制技術(shù)1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握PWM控制的基本原理，PWM逆變電路的控制方式，PWM波形的生成方法；（2）了解PWM逆變電路的諧波特點；（3）掌握PWM的跟蹤控制技術(shù)；（4）了解PWM整流電路的工作原理及特點。2.重難點PWM控制的基本原理、控制方式及跟蹤技術(shù)。3.考核要點單極性和雙極性PWM控制的原理和波形繪制。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P1847.1、7.5、7.6第八章軟開關(guān)技術(shù)1.教學(xué)內(nèi)容（1）掌握電力電子器件高頻化的目的，軟開關(guān)的基本概念；（2）了解軟開關(guān)電路的分類；（3）掌握幾種典型的軟開關(guān)電路的工作原理及應(yīng)用。2.重難點電力電子器件高頻化意義，軟開關(guān)電路工作原理。3.考核要點軟開關(guān)電路的分類及工作原理。4.教學(xué)方法多媒體教學(xué)、講授、專題討論5.作業(yè)安排P1958.1、8.2四、學(xué)時分配及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點學(xué)時分配講課實驗實踐第一章緒論電力電子技術(shù)與其他學(xué)科的聯(lián)系和區(qū)別；電力電子技術(shù)發(fā)展概況，電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；課程學(xué)習(xí)方法。1-42第二章電力電子器件電力電子器件的分類；工作原理、特性及主要參數(shù)；電力電子器件的選用方法。1-46第三章整流電路整流電路結(jié)構(gòu)；單相及三相整流電路相關(guān)參數(shù)計算，波形繪制；整流電路中的諧波和功率因數(shù)計算；有源逆變電路相關(guān)參數(shù)計算；含漏感整流電路相關(guān)參數(shù)計算和波形繪制。1-4,3-3,4-212第四章逆變電路換流方式及無源逆變概念和分類；單相和三相電壓型逆變電路的工作原理及參數(shù)計算；多重化逆變電路和多電平逆變電路的工作原理及應(yīng)用。1-4,3-3,4-26第五章直流—直流變換電路斬波電路的三種控制方式；三種基本斬波電路的工作原理、應(yīng)用及相關(guān)參數(shù)計算；復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路的工作原理及應(yīng)用。1-4,3-3,4-24第六章交流—交流變換電路交流調(diào)壓器的基本類型、用途和電路結(jié)構(gòu)；單、三相交流調(diào)壓電路的簡要分析方法；交－交變頻電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。1-4,3-3,4-24第七章PWM控制技術(shù)PWM逆變電路諧波特點；PWM跟蹤控制技術(shù)；PWM整流電路的工作原理及特點。1-4,3-34第八章軟開關(guān)技術(shù)電力電子器件高頻化的目的，軟開關(guān)的基本概念；軟開關(guān)電路的分類；幾種典型的軟開關(guān)電路的工作原理及應(yīng)用。1-4,3-32五、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式考核方式包括期末考試、平時及作業(yè)情況考查。期末考試采用閉卷筆試。2.課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)課程成績=平時考核成績×50%+期末考試成績×50%。成績的具體構(gòu)成如下：考核形式分值考核細(xì)則平時成績50%平時作業(yè)20布置20~30個課后作業(yè)習(xí)題，作業(yè)嚴(yán)格按要求并及時完成；書寫清晰、邏輯性強，沒有抄襲情況。課堂點名及課堂表現(xiàn)15課堂點名回答問題，要求基本概念清晰，解決問題的方案正確、合理，能提出不同的解決問題方案，積極參與課堂交流。課堂討論15根據(jù)教師提出的討論話題，學(xué)生分組討論，要求基本概念清晰，解決問題的方案正確、合理，能提出不同的解決問題方案，積極參與課堂討論。期末考試50%期末考試卷面成績50試卷題型包括判斷題、選擇題、填空題、簡答題和綜合分析應(yīng)用題等，以卷面成績的50%計入課程總成績。考核學(xué)生在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的基本知識與技能。六、參考書目：1.葉予光，王輝，王化冰等.電力電子技術(shù).北京：中國電力出版社，2012.2.林飛，杜欣.電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真.北京：中國電力出版社，2009.3.洪乃剛.電力電子、電機控制系統(tǒng)的建模和仿真.北京：機械工業(yè)出版社，2010.4.陳堅，康勇，阮新波等.電力電子學(xué)—電力電子變換和控制技術(shù)（第3版）.北京：高等教育出版社，2011.七、教學(xué)參考資源：本課程已在平臺上建設(shè)成為在線開放課程，網(wǎng)址為：0/G2S/Template/View.aspx?action=view&courseType=1&courseId=1567&ZZWLOOKINGFOR=G八、大綱說明本課程有8個學(xué)時的實驗類綜合作業(yè)，具體實驗內(nèi)容見《電力電子綜合作業(yè)》教學(xué)大綱。

《電力電子技術(shù)Ⅱ》課程簡介課程中文名稱：電力電子技術(shù)Ⅱ課程英文名稱：PowerElectronicsⅡ課程編號：C1137學(xué)分：2.5學(xué)時：40（其中：講課學(xué)時：40實驗類綜合作業(yè)學(xué)時：0）先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：電氣工程及其自動化（含新能源發(fā)電方向）內(nèi)容提要：電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，包括電力電子器件、變流技術(shù)、電力電子系統(tǒng)及其控制等內(nèi)容。電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于開關(guān)型變換電源、開關(guān)型電力補償及控制器，電力系統(tǒng)及負(fù)載電能質(zhì)量控制等領(lǐng)域。本課程在簡要介紹了電力電子技術(shù)發(fā)展概況，電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域基礎(chǔ)上，重點介紹了電力電子器件的基本知識；接著對電力電子的四種變換技術(shù)（整流、逆變、直流—直流變換、交流—交流變換）構(gòu)成的電路進行分析，給出了不同變換器的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形和工程計算方法；最后，對PWM技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)進行了分析，為電力電子技術(shù)的工程運用和進一步的理論分析奠定了基礎(chǔ)，提升電力電