《电力电子技术》课程标准

电力电子技术课程标准 一、课程计划 课程类别 公共平台专业核心课程 课程名称 电力电子技术 教学时间安排 第 3学期 64 课时 课程描述 通过学习能够初步了解电力电子技术的发展概况、动向，应用领域和与有关课程的基本关系；了解与熟悉以晶闸管为代表的半控型器件和以 GTO 及 IGBT 为代表的全控型器件的工作原理、电气特征和主要参数；熟悉与掌握单相和三相整流电路、有源逆变电路的原理，电路的结构，波形 的特征，电气性能；认识晶闸管触发电路的构成与触发脉冲的形成过程；掌握变频调速的原理、方式、了解其发展趋势。 学习目标 学生以独立或小组合作的形式，在教师指导下或借助各类港口装卸机械电气设备资源等资料，以基础的、宽泛的、与学生日常生活联系紧密的 电气知识为载体，进一步提高学生的专业素养，培养学生对专业的兴趣。通过本课程的学习，拓展学生电气知识视野，养成积极、负责、安全地运 用机电的意识，发展行动能力和职业规划能力，为迎接未来社会的挑战，提高生生活质量，实现终身发展奠定基础。可以使学生更全面地了解本专 业，热爱本专业，为进一步学习专门化课程打下良好基础。对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。 学习完本课程后，学生能够认识各类港口装卸机械电气设备，了解港口装卸机械电气设备控制的原理、作用和发展，包括：1.通过上海港的发 展史激发学生学习兴趣，培养学生探索知识的欲望；2通过对电力电子技术的发展与变化的了解，使学生认识从转子串电阻调速、降压调速、直流 调速、变频调速的发展过程，熟悉电气控制的基本知识，为学习后继课程打好基础；3.通过电力电子技术与电机控制技术、PLC 技术、传感器与测试 技术的全面了解、融会贯通，拓展学生的知识面；4.通过专业方面介绍，使学生了解专业，热爱专业；5.通过参观与讨论等活动，提高学生认识和 表达能力。 学习与工作内容 学习与工作对象 电气控制图查阅和应用； 调速方式的识别与发展； 对自动控制的兴趣与培养； 电气控制经济性、安全性和 环保性的了解。 工具 港口装卸机械电气设备说明书、维修手册等资料； 各种类型的电气控制图与相关资料； 电气控制网络资源。 工作方法 通过收集资料与参观记录，编写调查报告； 通过一些活动，培养学生的活动能力与对汽车的学习兴趣。 工作要求 组内成员之间、各小组成员之间进行熟练 的交流与沟通； 从经济、安全、环保的理念入手，进行一 系列围绕教学的活动； 自觉保持安全作业及“5S”的工作要求。 课业名称/学习情境： 1了解晶闸管、双向晶闸管、GTR、GTO、IGBT 的特性、及其主要参数；2理解单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路的结构、工作原理； 3掌握单相半波、单相全波、单相桥式、三相半波、三相全控桥式整流的电路特点、工作原理、基本计算方法；4了解晶闸管的串、并联及其保 护方法；5掌握有源逆变工作原理及三相有源逆变的过程；6理解变频的基本概念、掌握三相逆变器的工作原理、重点掌握 PWM 逆变的工作过程。 学习组织形式与方法 大部分学习任务的“学习准备”阶段采用正面课堂教学，部分采用独立学习；多数计划实施阶段采用小组学习，明确小组负责人并定期更换。 小组负责人的职责类似于企业机电维修组组长的职责，负责组内基层管理、组织分工、工具设备含学习资料管理工作等。在学习过程中尽可能设置 与企业一致的工作环境、工作步骤和要求。 学业评价 1.关注学生个体差异；2.注重学习过程的评价，借鉴企业对员工完成工作任务的评价内容和评价方式；3.在职业能力评价时注重专业能力 （知识与技能）和关键能力内容的整合；4.采用自我评价、小组评价和教师评价相结合的评价方式，以学生自我评价为主。 二、课业计划 课业/学习 情境 学习目标 学习内容 评价建议 课 时 数 教学建议与说明 学习任务 1 了解电力电 子器件概述 1认识电力电子器件及分类； 2认识机电设备的驱动方式； 3描述机电设备运行的基本原理； 4了解港口装卸机械的发展简史及其新 技术； 5知道世界著名驱动器厂家与集团和我 国港口装卸机械厂家； 6学会利用因特网查找电力电子相关信 1电力电子技术的定义、分 类、任务； 2各类电力电子器件的特性、 及其主要参数； 3. 上海港装卸机械的发展简 史及其新技术的发明与发展 完善； 4.世界港口装卸机械的发展 历程。 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，工作页填写 情况，维修资料的使用，安全操 作和安全意识； 2.小组评价内容：电力电子器件 的分类与概念；劳动保护能力,沟 通和协助能力； 3.调查报告：通过上网查资料， 8 利用因特网等信息资 源举办一次以“上海 港的发展”或“现代 港口”为主题的个性 演讲。 3 息。 写出报告。 学习任务 2 理解晶闸管 的触发电路 1描述对触发电路的要求； 2认识单结晶体管，描述其功用与结构 特点 3.认识单结晶体管弛张振荡电路，描述 其工作原理； 4认识单结晶体管触发电路，描述其作 用原理 5认识同步电压为锯齿波的晶闸管触发 电路的各部分构成； 6描述触发脉冲的形成与放大； 7描述锯齿波的形成及脉冲的移相； 8了解同步电压的形成； 9了解双窄脉冲的形成环节； 10.认识强触发电路； 11. 认识集成化晶闸管移相触发电路。 1. 对触发电路的要求； 2单结晶体管触发电路； 3同步电压为锯齿波的晶闸 管触发电路； 4集成化晶闸管移相触发电 路。 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，特别是对晶 闸管的触发电路的了解，工作页 填写情况，维修资料的使用，安 全操作和安全意识； 2.小组评价内容：触发电路的组 成与各部件功用；控制角的调节 及其现实意义。用示波器检测各 点波形，工作页填写情况，沟通 和协助能力， “5S”要求，电气测 量仪器仪表的使用； 3.实训报告：晶闸管的触发电路。 12 1认识触发电路的 基本组成和主要工作 过程； 2记录接通电路的 过程与主要器件的名 称； 3各大组成部分的 简单工作原理与作用； 4写出调试各个控 制角过程； 5本人参与的内容 和自我评价。 学习任务 3 掌握可控整 流电路 1认识可控整流电路的组成、分类，描 述各器件的功用和原理； 2认识单相可控整流电路在电阻性负载、 电感性负载及续流二极管下的工作过程、 并进行波形分析、计算； 3认识三相可控整流电路在电阻性负载、 电感性负载及续流二极管下的工作过程、 并进行波形分析、计算； 1单相半波整流电路； 2单相全波整流电路； 3单相桥式整流电路； 4三相半波整流电路； 5三相全控桥式整流电路。 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，特别是对晶 闸管可控整流电路的接线与调试， 工作页填写情况，维修资料的使 用，安全操作和安全意识； 2.小组评价内容：晶闸管可控整 流电路的组成与各器件的功用； 负载的种类与特点；控制角的调 节等内容；工作页填写情况，沟 通和协助能力， “5S”要求，电气 测量仪器仪表的使用； 12 1认识整流电路的 基本组成和主要工作 过程； 2记录接通、调试 电路的过程与主要器 件的名称； 3各大组成部分的 简单工作原理与作用； 4写出各个控制角 3.调查报告：调查各种可控整流 电路，在各种负载下，各个控制 角下的输出电压的波形及其作用。 与输出电压的关系； 5本人参与的内容 和自我评价。 学习任务 4 了解晶闸管 的串并联及 保护方法 1知道晶闸管保护的原因、方法； 2认识晶闸管过电压保护的不同场合及 其方法； 3认识晶闸管过电流保护的不同场合及 其方法； 4认识晶闸管过电压上升率、过电流上 升率的限制方法； 5. 掌握晶闸管的串联和并联保护方法。 1 晶闸管过电压保护； 2 晶闸管过电流保护； 3 晶闸管过电压上升率、 过电流上升率的限制； 4 晶闸管的串联和并联。 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，工作页填写 情况，维修资料的使用，安全操 作和安全意识； 2.小组评价内容：晶闸管的保护 事关设备工作的安全性、可靠性、 故障率。计划的能力，检测的质 量，工作页填写情况，沟通和协 助能力， “5S”要求，电气测量仪 器仪表的使用； 3.调查报告：以提高安全性、可 靠性，降低故障率为主题的报告。 2 设计一种晶闸管安全、 可靠的工作环境： 1.晶闸管关断时可能 发生的过电压问题及 其解决方法； 2.晶闸管交流侧、直 流侧的过电压问题及 其解决方法； 3.晶闸管 di/di和 du/dt过大的危害和 解决方法； 4.晶闸管串联和并联 时保护方法 4.写出其设想的科学 依据； 5.本人参与的内容和 自我评价。 学习任务 5 掌握有源逆 变工作原理 及三相有源 1理解有源逆变的工作原理； 2掌握三相有源逆变的过程； 3了解逆变失败的原因及最小逆变角的 确定； 1有源逆变的工作原理； 2. 三相有源逆变的； 3逆变失败的原因及最小逆 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，工作页填写 情况，维修资料的使用，安全操 作和安全意识； 10 通过互联网络查询资 料，使学生对有源逆 变及其节能意义有一 5 逆变的过程 4理解有源逆变电路的各种应用：用接 触器控制直流电动机正反转、采用两组 晶闸管反并联的可逆电路、绕线式异步 电动机的串级调速等。 变角的确定； 4有源逆变电路的应用； 2.小组评价内容：发现、分析和 解决问题的能力，学习方法的科 学性和有效性，工作页填写情况， 沟通和协助能力， “5S”要求； 3.调查报告：对有源逆变节能意 义的认识。 定感性认识。 学习任务 6 掌握无源逆 变电路 1了解变频的作用、意义、分类； 2了解变频器的基本原理与器件的换流 方式； 3理解电压型、电流型逆变器的工作原 理及其波形分析； 4.掌握脉宽调制型变频电路的基本原理 及其调制、控制方式。 1变频的基本概念； 2三相逆变器的工作原理； 3脉宽调制型变频电路。 1.自我评价内容：学习准备和计 划实施的学习效果，工作页填写 情况，维修资料的使用，安全操 作和安全意识； 2.小组评价内容：发现、分析和 解决问题的能力，学习方法的科 学性和有效性，工作页填写情况， 沟通和协助能力， “5S”要求。 10 1.通过互联网络查询 资料，使学生对世界 知名厂商的变频器有 一定感性认识。 2.通过互联网络查询 资料，使学生对变频 器的节能意义一定感 性认识； 三、汽车文化实践教学装备标准 序号 设备名称 单位 数量 技术要求 1 电力电子实训挂箱 箱 20 浙江求是公司定制 2 集装箱机械电气控制实验室 台 5 浙江求是公司定制 3 集装箱机械电气控制实验室配套多媒体课件 套 1 DVD光盘 4 计算机网络 套 40 40台计算机组成计算机网络（共用） 5 港口装卸机械电气控制图及技术手册、技术资料 本 10 各种类别、型号的技术手册、资料均要收集，越多越好 四、实施建议 1.建议本课程采用理论与实践、资源一体化的教学模式和行动导向的教学方法； 2.教学场所中应设置理论教学区和实操教学区，最好在理论教学区中还能设置学习讨论区，配备课程中各学习任务所需的挂图、图片和计算机网络 资源查询等； 3.为保证教学的效果，建议每位指导教师负责组织和指导 1520 个学生，学生分组控制在 45 人/组； 4.教师在讲授或演示教学中，尽量使用多媒体教学设备，利用丰富的信息资源配备丰富的课件、DVD 等多媒体教学资源； 5.评价方式以