半導體變流技術課程剖析

PAGEPAGE六《半導體變流技術》教學大綱一.前言本課程是電氣工程及自動化專業(yè)的一門主干課，屬必修課。其特點是基礎性強，體現(xiàn)了弱電對強電的控制；又具有很強的實踐性，能夠理論聯(lián)系實際。通過對本課程的學習,掌握以晶閘管為主的電力半導體器件的工作原理,外部特性及實際應用等方面的知識,同時掌握以晶閘管為可控整流器件的各種可控整流電路,逆變電路的工作原理,分析方法等方面的知識。半導體變流技術技術是電氣工程及其自動化專業(yè),自動化專業(yè)的重要的專業(yè)基礎課,屬必修課.

二．課程剖析（一）、課程剖析1、本課程性質和目標課程性質:半導體變流技術技術又稱為電力電子變流技術,是一門跨學科的利用半導體電力電子器件對電能進行變換和控制的技術,包括對電壓,電流,頻率和相位的變換.由三部分內容組成,即電力電子器件,電力電子電路,電力電子系統(tǒng)及其控制.本課程著重學習器件的特性和對電能進行變換的基本電路的工作原理.2、本課程的教學目標通過對常用電力電子器件(如SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT等)的結構、特性、參數(shù)、驅動電路及保護方法的了解，從理論上掌握各種電力電子裝置的工作原理；從實踐上熟悉電力電子裝置的組成、應用及擴展，目的使學生具有一定分析、設計、調試和故障維修的能力。學習本課程后，應達到下列要求：

1.熟悉各種電力電子器件的工作原理、特性及參數(shù)。

2.掌握晶閘管整流電路、逆變電路及保護電路和驅動電路的工作原理。

3.掌握晶體管觸發(fā)電路的工作原理及波形分析。

4.了解變頻調速的原理及方法。

5.能對簡單的電力電子裝置進行設計、調試。3、本課程的沿革和發(fā)展趨勢

現(xiàn)代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術的具體應用。當前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現(xiàn)高效率和高品質用電相結合。（二）.課程內容與指導㈠、理論教學：

1.緒論

?了解電力電子技術的發(fā)展史。

?理解新型電力電子器件的結構、圖形符號及工作原理。

2.晶閘管

?掌握普通晶閘管的結構和工作原理。

?掌握普通晶閘管的特性及參數(shù)。

3.單相可控整流電路

?掌握單相可控整流電路的工作原理及波形分析。

?熟悉各種電路的數(shù)量關系及應用。

?了解大功率可控整流電路。

4.三相可控整流電路

?掌握三相可控整流電路的工作原理及波形分析。

?熟悉各種電路的數(shù)量關系及應用。

5.晶閘管整流主電路計算及保護

?了解整流變壓器參數(shù)計算。

?熟悉晶閘管的過電壓、過電流保護。

?了解晶閘管串聯(lián)和并聯(lián)的均壓和均流措施。

6.晶閘管觸發(fā)電路

?掌握對觸發(fā)電路的要求。

?熟悉幾種觸發(fā)電路的工作原理及相關點的波形。

?掌握同步變壓器聯(lián)接組別的確定。

7.晶閘管有源逆變電路

?了解有源逆變工作原理。

?掌握逆變失敗的原因和最小逆變角的限制。

?熟悉逆變電路的應用。

8.晶閘管交流開關與交流調壓

?掌握雙向晶閘管的觸發(fā)方式。

?了解單相、三相交流調壓電路的工作原理。

9.變頻電路與直流斬波電路

?了解變頻電路的基本概念。

?熟悉電壓型逆變電路和電流型逆變電路的工作原理。

?掌握PWM的控制技術。

?能對故障進行分析及排除。㈡、實驗教學：

⒈晶閘管的測試及其導通與關斷條件。

⒉單相半控橋整流電路的性能研究。

⒊單結管觸發(fā)電路的波形測試。

⒋正弦波同步觸發(fā)電路的波形測試。

⒌鋸齒波同步觸發(fā)電路的波形測試。

⒍三相橋式全控整流電路的性能研究（集成觸發(fā)電路的應用）。（三）.學時安排序號內

容總學時

90學

時講

授1緒論222晶閘管663單相可控整流電路12124三相可控整流電路12125晶閘管整流主電路計算及保護16166晶閘管觸發(fā)電路16167晶閘管有源逆變電路448晶閘管交流開關與交流調壓12129變頻電路與直流斬波電路2210復習+機動811合計9082（四）.與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程為：電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、電機與拖動基礎。想更深入了解電力電子器件的半導體物理原理的學生可選修電力電子器件。本課程為學習電氣控制、調速系統(tǒng)等課程奠定了基礎。一,課程的地位,性質和任務。（五）.課程改革（1）課題提出的背景電力電子技術是當今發(fā)展較為迅速的一門學科,《電力電子技術》課程是電氣類、自動化類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。隨著電力電子技術的發(fā)展,各種新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn),原有教學內容和教學模式已不能適應電子科技的發(fā)展，課程內容也需不斷的充實和更新。目前的電力電子技術教材改變了以半控型器件晶閘管及其電路為主體的模式，基本以全控型器件及其電路為主體，使得該課程教學內容越來越豐富。但隨著教學改革的不斷深入以及人才培養(yǎng)計劃的調整,專業(yè)課程的課時大多被壓縮。為達到預期的教學效果，我們必須對該課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行改革。（2）所要解決的主要問題1、對這門課程所涉及的內容、教學素材進行深入的分析和研究，合理調整和優(yōu)化教學內容。2、改進教學方法，豐富教學手段，充分發(fā)揮學生在學習中的主動性和創(chuàng)造性。3、加強實踐環(huán)節(jié)，注重學生綜合能力培養(yǎng)，提高學生的綜合設計能力和獨立工作能力?！栋雽w變流技術》是電類及自動化類專業(yè)學生了解和掌握變流技術、學好后續(xù)專業(yè)課的基礎，是培養(yǎng)學生科學素質和創(chuàng)新能力的重要教學環(huán)節(jié)。如何充分有效地利用課堂時間，如何在課堂教學中引入創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新能力，已成為當前教學改革迫切需要解決的問題。因此為了適應新世紀科學素質教育的要求以及該學科特點，應對這門課程所涉及的內容、教學素材進行深入的分析和研究，合理調整和優(yōu)化教學內容，使其教學適應時代發(fā)展的需要，把學生培養(yǎng)成為基礎厚、知識博、能力強、口徑寬和適應性強的高素質人才,以適應21世紀對人才培養(yǎng)的需要