电力电子技术课程教学大纲

1、电力电子技术课程教学大纲（适用于高职高专电气工程及其自动化专业）一、课程目标1、课程性质：电力电子技术是“电气工程及其自动化”专业的一门专业必修课程；它也是后续的电气自动控制系统课程的基础。2、教学方法：讲授与实验教学相结合。3、课程学习目标和基本要求：通过本课程教学，学生应达到下列学习目标：（1）了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。掌握普通晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、功率场效应管和绝缘门极晶体管等电力电子器件的工作原理、主要参数、控制电路及选用测试方法。 （2）掌握常用的相控整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形画法、主要参数计算、元件选择以及掌握晶闸管电路的过压、过流

2、等保护方法和元件的估算。 （3）掌握常用触发电路工作原理、波形分析,根据要求选择恰当的触发电路和集成触发器件。 （4）掌握由电力电子器件组成的交流调压电路、逆变电路、变频电路、斩波电路等基本原理。（5）具有一定的电力电子电路实验和调试的能力。4、课程类型：专业基础课5、先修课程：电路基础（电工学）、模拟电子技术、数字电子技术二、课程内容和要求（一）理论教学1、绪论知识点：概述电力电子变流技术研究内容、在科技领域所处地位及包括范围；电力电子器件在国内外发展概况及应用重点：电力电子变流技术研究内容、在科技领域所处地位及包括范围。2、第一章 电力二极管和晶闸管知识点：电力二极管结构及主要参数；晶闸管

3、结构；导通与关断条件；伏安特性及主要参数的规定、选择原则等。晶闸管的派生器件双向晶闸管、及其工作原理、特性参数、门极控制电路。重点：晶闸管结构；导通与关断条件；伏安特性及主要参数的规定、选择原则。难点：晶闸管额定电流的规定及选择。3、第二章 全控型电力电子器件知识点：电力晶体管（GTR）、可关断晶闸管（GTO）、功率场效应管（MOSFET）及绝缘门极晶体管（IGBT）的结构与参数、特点、使用中应注意的问题。MOS控制晶闸管、静电感应晶闸管和静电感应晶体管的工作原理及特性参数；功率集成电路的应用概况及实例重点：电力晶体管（GTR）、可关断晶闸管（GTO）、功率场效应管（MOSFET）及绝缘门极晶

4、体管（IGBT）的特点及应用。4、第三章 全控型器件的驱动及其他共性问题知识点：电力电子器件的驱动要求，电压型、电流型两种不同的电力电子器件的驱动电路差别，驱动电路的选择。晶闸管及全控型电力电子器件串并联应用时应注意的问题；产生过压过流原因，掌握晶闸管电路应用中应采取的保护措施和保护装置的选择使用；电力电子器件缓冲电路的组成、类型及应用电路。重点：电力电子器件的驱动要求，驱动电路的选择；晶闸管及其他电力电子器件串并联应用时应注意的问题；晶闸管电路应用中应采取的保护措施和保护装置的选择使用。难点：电力电子器件驱动电路的选择；晶闸管串并联应用时应注意的问题；晶闸管电路应用中应采取的保护措施和保护装

5、置的选择使用。5、第四章 可控整流电路知识点：单相半波、单相桥式、三相半波、三相全控桥可控整流电路带三种不同负载时的电路工作原理。分析电压、电流波形；续流二极管的作用；各可控整流路电路的定量计算，晶闸管和续流二极管的选择；变流电路中换相压降使相控整流电路外特性变软、功率因数偏低、网侧电流谐波污染等问题；对于变流装置供电的直流电机机械特性，理想转速、临界电流及临界电感Ld的计算；晶闸管有源逆变电路的工作原理、波形分析；有源逆变条件及逆变失败。重点：单相桥式、三相半波、三相全控桥可控整流电路不同负载下电压电流波形分析、计算，晶闸管的选择；续流二极管在半控桥电路中的作用；对于变流装置供电的直流电机机

6、械特性，理想转速、临界电流及临界电感Ld的计算。有源逆变电路波形分析；有源逆变条件及逆变失败、最小逆变角选择。难点：单相半控桥电路工作原理，失控现象及解决办法；三相桥式可控整流电路工作原理；可控整流供电的直流电机负载下的电机机械特性。有源逆变电路波形分析。6、第五章 晶闸管的触发电路知识点：单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路工作原理及特点，触发电路与主电路的同步问题；集成触发电路的结构特点、各引脚的定义作用及使用；数字触发的基本实现方法。重点：单结晶体管触发电路、锯齿波触发电路工作原理及特点，触发电路与主电路的同步问题。难点：锯齿波触发电路工作原理及特点，触发电路与主电路的同步问题。7、第六章

7、 直流斩波电路知识点：降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，基本斩波电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点。重点：降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理。难点：升压斩波电路的工作原理。8、第七章 交流电力控制电路知识点：无触点开关、交流调功的工作原理；单、三相交流调压的工作原理、波形分析；双向晶闸管组成的单相交流调压电路的分析方法，相位控制器电路的构成、工作原理。重点：无触点开关、交流调功的工作原理；双向晶闸管组成的单相交流调压电路的分析方法。难点：双向晶闸管组成的单相交流调压电路的分析方法。9、第八章 逆变电路知识点：无源逆变的概念；逆变电路中换相的概念及方式；半桥逆变电路及全桥逆变电路的

8、工作原理；电压型和电流型逆变电路的特点；三相电压型逆变电路及电流型逆变电路分析；正弦脉宽调制（SPWM）控制的基本原理、正弦脉宽调制型逆变电路控制方式；正弦脉宽调制（SPWM）波形的产生方法；软开关技术的基本概念。重点：无源逆变的概念；半桥逆变电路及全桥逆变电路的工作原理；电压型和电流型逆变电路的特点；三相电压型逆变电路及电流型逆变电路分析；正弦脉宽调制（SPWM）控制的基本原理。难点：半桥逆变电路及全桥逆变电路的工作原理；三相电压型逆变电路及电流型逆变电路分析；正弦脉宽调制（SPWM）波形的产生方法。10、*第九章 电力电子技术应用知识点：大功率电力开关稳压电源应用电路分析；典型在线式UPS

9、应用实例分析；电力电子技术在直流调速系统中的应用；电力电子技术仿真软件应用。重点：电力电子技术在直流调速系统中的应用；电力电子技术仿真软件应用。难点：电力电子技术仿真软件应用。（二）实践教学实验实验结合理论教学进行，实验项目和要求如下：序号项 目内容和要求设备、器具1单结晶体管触发电路与单相半控桥主要电路的研究触发电路调试；研究电阻性负载和电感性负载电压、电流等波形、数值自制变流装置、双踪示流器、万用表2锯齿波触发电路与三相半波整流主电路的研究触发电路调试；研究电阻性负载和电感性负载电压、电流等波形、数值成套技术实验装置、双踪示流器、万用表3晶闸管有源逆变工作原理的研究三相有源逆变电路直流电动

10、机负载，在三相可控整流电路的基础上改变触发移相范围，测试电压变化曲线，特殊角的电压波形。成套技术实验装置、双踪示流器、万用表、转速表4单相交流调压控制电路 电阻和电感负载实验成套技术实验装置、双踪示流器、万用表5斩波电路的研究用IGBT或GTO等全控器件实现直流斩波电路实验。检测输出输入电压变比、纹波情况等。作出输出电压的外特性，分析调压特性。成套技术实验装置、双踪示流器、万用表三、学时分配本课程理论教学时数：62 教学内容讲 课实验和实践合 计绪论11电力二极管和晶闸管33全控型电力电子器件44全控型器件的驱动及其他共性问题66可控整流电路10414晶闸管的触发电路6410直流斩波变换电路4

11、26交流电力控制电路426逆变电路88电力电子技术应用22机动22合计501262四、课程参考资料1、 教 材：电力电子技术，黄家善主编 机械工业出版社，20052、 参考书：电力电子技术，丁道宏主编 航空工业出版社，1992。现代电力电子技术，张立、赵永键编著 科学出版社，1995。电力电子技术(第4版)，王兆安,黄俊主编 机械工业出版社. 2000五、说明1、电力电子器件的结构、特性、主要参数及工作原理。其中晶闸管是基础，IGBT等自关断器件是发展的方向，讲课时有所侧重。2、可控整流电路部分虽然单相桥式、 三相桥式等电路在生产实际中采用较多，但授课时应重点讲清讲透单相半波可控整流电路和三相半波可控整流电路三种不同性质负载的工作原理、波形画法、定量计算以及元件选择，其他电路以此引导。3、触发电路讲透单结晶体管触发电路的工作原理，波形分析