電力電子技術(shù)課程教學大綱

《電力電子技術(shù)》課程編號：100063110課程名稱：電力電子技術(shù)（PowerElectronics）課程概要：電力電子技術(shù)是一門跨學科的利用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，包括對電壓、電流、頻率和相位的變換等。電力電子技術(shù)由電力電子器件、電力電子電路、電力電子系統(tǒng)及其控制三部分內(nèi)容組成。電力電子技術(shù)是自動化類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容包括電力電子技術(shù)的發(fā)展概況、技術(shù)動向和新的應(yīng)用領(lǐng)域，常用的電力電子器件的工作機理、電氣特性和主要參數(shù)，基本的電力電子電路的工作原理、波形分析方法和電路設(shè)計方法，電力電子電路實驗和調(diào)試方法，電力電子變換裝置的應(yīng)用，電力電子裝置設(shè)計中應(yīng)該考慮的經(jīng)濟、環(huán)境和安全等制約因素。高等教育層次：本科課程屬性：必修課程性質(zhì)：專業(yè)課開課學年學期：秋季先修課程：電路分析，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電路學時、學分類別學時/學分類別學時類別學時總學時48課堂講授學時40課堂實驗學時8總學分3課下研討實踐學時8學生課下投入學時16課程教學形式：0普通課程課程預期學習成果1.知悉和理解電力電子器件的工作原理，以及電力電子裝置的組成；2.掌握電力電子變換器控制的基本原理，能夠解決基本電能變換中的簡單問題；3．掌握/擁有四種電能變換的主電路設(shè)計能力，形成電力電子主電路工作原理分析的思維方法；4.能夠根據(jù)實際應(yīng)用要求駕馭復雜電力電子裝置的設(shè)計與控制方法，具備優(yōu)化電力電子裝置主電路及控制的研究素養(yǎng)。課程預期學習成果與教學效果評價（如填此項則上一項可不填）課程預期學習成果（給出知識能力素養(yǎng)各方面的的具體教學結(jié)果）教學效果評價不及格及格，中良優(yōu)1.知悉和理解電力電子器件的工作原理，以及電力電子裝置的組成；2.掌握電力電子變換器控制的基本原理，能夠解決基本電能變換中的簡單問題；3．掌握/擁有四種電能變換的主電路設(shè)計能力，形成電力電子主電路工作原理分析的思維方法；4.能夠根據(jù)實際應(yīng)用要求駕馭復雜電力電子裝置的設(shè)計與控制方法，具備優(yōu)化電力電子裝置主電路及控制的研究素養(yǎng)。1.完全不知道，或?qū)﹄娏﹄娮悠骷墓ぷ髟恚约半娏﹄娮友b置的組成知識，有碎片化的理解。2.完全沒能力解決基本電能變換中的簡單問題，或能夠運用零碎的電力電子原理，分析解決電能變換問題。1.對電力電子主要內(nèi)容，主電路基本信息，控制方法核心過程能理解，但不完整。2.整體上具備運用電力電子電路原理，分析解決電源問題的能力，但缺乏系統(tǒng)性。1.對電力電子主要內(nèi)容，主電路基本信息，控制方法核心過程能完整理解，但不系統(tǒng)，存在斷點。2.整體上具備運用電力電子電路原理，分析解決電源問題的能力，有一定的系統(tǒng)性，但系統(tǒng)性方面存在斷點。1.對電力電子主要內(nèi)容，主電路基本信息，控制方法核心過程能完整系統(tǒng)地理解。2.具備運用電力電子電路原理，分析解決電源問題的能力。備注：課程的每一個預期學習成果對應(yīng)需考核的一項知識能力點，上表中的四種表述形式是對知識能力點的不同掌握層次。課程預期學習成果與所支撐的畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系（公共平臺課無需細化到畢業(yè)要求指標點（見各專業(yè)培養(yǎng)方案說明書），暫無專業(yè)認證需求的專業(yè)下表可選填）畢業(yè)要求（指標點）編號畢業(yè)要求（指標點）內(nèi)容課程預期學習成果（給出知識能力素養(yǎng)各方面的的具體教學結(jié)果）畢業(yè)要求1：工程知識和問題分析能夠運用數(shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識識別、表達、并通過文獻研究分析解決電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域中的復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。1.5能運用基本原理證實分析過程的正確性和合理性。1、2、3畢業(yè)要求3：研究能夠基于科學原理并采用科學方法對電氣工程領(lǐng)域中的復雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。3.1具備設(shè)計和實施電子電路、電力電子技術(shù)等電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域工程實驗的基本能力，能合理給出實驗方案。3、4教學內(nèi)容、學時分配、與進度安排教學內(nèi)容學時分配（含教學形式）所支撐的課程預期學習成果教學方法與策略（可結(jié)合教學形式描述）（選填）第一章緒論 11.1電力電子學的構(gòu)成1.2電力電子學的發(fā)展1.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用1.4基本概念51講授，課堂討論，課下研討布置第二章預習作業(yè)第二章電力電子器件及應(yīng)用2.1電力電子器件概述2.2功率二極管2.3晶閘管2.4門極關(guān)斷晶閘管2.5電力晶體管2.6功率場效應(yīng)晶體管2.7絕緣柵雙極型晶體管2.8其他新型電力電子器件2.9電力電子器件應(yīng)用方法2.10電力電子開關(guān)器件的基本控制方法2.11應(yīng)用案例51、2講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第三章預習作業(yè)第三章直流-直流變換電路3.1基本斬波電路3.2復合斬波電路 3.3帶隔離變壓器的直流變換電路3.4直流-直流變換電路的應(yīng)用案例52、3、4講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第四章預習作業(yè)第四章交流-直流變換電路4.1不可控整流電路4.2單相可控整流電路 4.3三相可控整流電路 4.4可控整流電路的功率因數(shù)與諧波4.5單相斬控式功率因數(shù)校正電路4.6PWM整流電路 4.7倍壓整流、倍流整流4.8交流-直流變換電路的應(yīng)用案例52、3、4講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第五章預習作業(yè)第五章直流-交流變換電路5.1可控整流電路工作在有源逆變狀態(tài)5.2單相方波逆變電路5.3單相正弦波逆變電路5.4三相方波逆變電路5.5三相正弦波逆變電路5.6死區(qū)時間對全橋逆變電路的影響5.7直流-交流變換電路的應(yīng)用案例52、3、4講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第六章預習作業(yè)第六章交流-交流變換電路6.1交流無觸點雙向開關(guān)6.2交流調(diào)壓電路6.3交流調(diào)功電路6.4交-交變頻電路6.5矩陣變換電路6.6交流-交流變換電路的應(yīng)用案例52、3、4講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第七章預習作業(yè)第七章軟開關(guān)變換原理7.1軟開關(guān)的基本概念7.2諧振變換電路7.3諧振電路相平面分析方法7.4準諧振變換電路7.5軟開關(guān)變換電路的應(yīng)用案例52、3、4講授，課堂討論，課下研討應(yīng)用分析布置第八章預習作業(yè)第八章電力電子裝置中的無源器件8.1電容器的選擇 8.2磁性材料的基本特性8.