电力电子技术课程教学大纲

电力电子技术课程教学大纲（PowerElectronicTechnology）一、课程概况课程代码学 分：3学 时：48（其中：讲授学时40，实验学时先修课程：高等数学、电路分析、模拟电子技术适用专业：电气工程及其自动化教材：《电力电子技术（第5版）》，王兆安，刘进军主编，机械工业出版社，2009.5程实际问题，为后续的课程及从事本专业工作，奠定良好的基础。二、课程目标及对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求1熟悉各种电力电子器（交流变交流）的结构、工作原观测点1.3：运用相关知识和数学模型方法推演、分析电气工程问题。1.工程知识：能够将数识用于解决微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题。理、控制方法。2：3.1：应用电气工3.设计/开发解决方案：能够设计针对微特电机与电力装2典型变流装置装置中各电压电流间的数量关系、控制方控制系统及电力装备系统的基本设计方法和技备相关领域的复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系法、应用范围，并掌握典型变术，了解设计方案中相关统、单元（部件）或工艺流程，并流装置在应用实例中的设计技术的约束条件。能够在设计环节中体现创新意识，计算方法及技术经济指标。考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。通过课内实验教学等4.研究理并采用科学方法对微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问合理有效的结论。4.2：能够根据研3学方法电气工程及其自动化建实验系统，安全的开展技术领域的复杂工程问题进实验，提取有效实验数行研究，包括设计实验、分析据。与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。三、课程内容及要求序号教学内容思政元素预期学习成果教学学时教学方式支撑课程目标1电力电子器件：用电力电子器件的基本应用参数。额定参数选择千里之行始于足下，电力电子器件是该学科的基础。掌握采用电力电子器件的基本结构、特性、工作原理及应用参数。6讲授/习题/讨论目标12整流电路：单相、三相工作原理。重点难点：波形分析、参流电路的组成及工作原理，并能推广到多的波形及参数计算方12讲授/实验/习题123数计算方法法。3交交变流电路：工作原理。重点难点：波形分析、参数计算方理解交交变流电路的分类和基本概念，基本掌握其工作原理及分析方法。4讲授/习题/讨论124逆变电路：换流方式、电压型与电流型逆变电路工作原理。重点难点：波形分析、参数计算和谐波分析熟知四种换流方式及负载换流的原理，掌握逆变电路工作原理及分析方法。6讲授/习题/讨论125直流斩波电路：典型DC/DC变换器工作原理。重点难点：波形分析、参DC/DC变换器的工作原理、波10讲授/实验/习题123数计算方法形分析和参数计算。6脉宽调制与软开关技术：PWM控制的基本原PWM脉宽调制基本电路的种类与组6讲授/习题/12理、SPWM整流与逆变工作原理、软开关的基本成，掌握PWM逆变与整流电路的工作原讨论概念及分类。理和谐波分析，熟悉基缺点，SPWM逆变的分析与计算本软开关电路工作原理。器件共性问题与典型实际应用：器件的驱动、保电力电子装理解相关电力电子器7护、串联和并联扩展使用方法；CCCF、VVVF、PFC的工作原理。重点难点：电力电子装置主要依托。UPS的设计思路。4讲授/案例/讨论12的分析四、课内实验（实践）序号实验项目名称实验内容及要求学时类型支撑课程目标1单相桥式全控整流电路掌握单相桥式整流电路的结构；观察输出电压波形随触发角变化。2验证性目标32三相桥式全控整流电路掌握三相桥式整流电路结构；观察输出电压波形随触发角变化。2验证性目标33开环降压电路仿真掌握降压斩波电路的工作原理；理解电路中器件参数的计算方法。2设计性目标34闭环降压电路仿真掌握闭环控制的基本原理；理解电路中器件参数的计算方法。2设计性目标3五、课程实施（一）教学方法与教学手段同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。（二）课程实施与保障主要教学环节质量要求1备课掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行本课程教学内容的组织；熟悉教材各章节，借助相关专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面；结合课程特点，制作课件，运用多媒体教学手段讲授部分教学内容；确定各章节课程内容的教学方法，构思授课思路、技巧和方法。2讲授要点准确，推理正确，条理清晰，重点突出，理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。（识的过程中，保持较为浓厚的兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。书写规范、清晰。解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。作业平均成绩作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑地点要跟学生商量共同确定，灵活安排。5成绩考核1/3以上者。1/3以上者。实验考核不及格。6第二课堂活动选拔优秀学生参加此类竞赛活动或参与教师科研。制订出工作计划，建立激励机制。在培训和研究过程中，引导学生理论联系实际，培养学生的实际操作能力和团队合作精神。此外，可由系组织技能竞赛，培养学生的专业基本技能。PAGEPAGE299六、课程考核（一用闭卷式。（二）课程总评成绩=平时表现×10%+实验成绩×10%+平时及作业考核×30%+期末考试成绩×50%。具体内容和比例如表所示。考核环节成绩比例考核内容与评价细则支撑目标目标1目标2目标3平时表现10%课堂不定期点名，考核能否按时到勤，对于旷课、迟到和早退者适当扣分，根据平时课堂回答问题等情况确定平时表现分数。5%5%作 业30%每章节对应有思考题和习题，考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握度。对每次作业完成情况做记录并百分制打分。5%10%随堂测验，单元测验等，考察学生对教学内容的掌握情况，以课堂测试的形式进行。5%10%课内实验10%4个实验，主要考核学生对电力电子技术的基础知识进行实验，并对实验结果进行分析与评价的能力。每个实验按百分制分别给出预习、操作和实验报告的成绩，平均后得到该实验的成绩。10%期末试卷50%题型考核内容及相应题目填空题/选择题主要考核各类常用电力电子器件的基本结构、特性、工作原理及应用；四类电力变换电路的结构、工作原理、控制方法10%简答题主要考核各类常用电力电子器件的基本结构、特性、工作原理及应用；四类电力变换电路的结构、工作原理、控制方法10%计算题主要考核典型变流装置装置中各电压电流间的数量关系，波形分析与参数计算10%20%合 计100%45%45%10%备注：1.课程目标达成度计算方法如下：各课程目标达成度=支撑该课程目标相关考核环节平均得分之和支撑该课程目标相关考核环节总分之和2.小作品、小设计、网络课堂学习等等。七、有关说明（一）持续改进（二）参考书目及学习资料王兆安，刘进军主编，《电力电子技术（第5版）》，机械工业出版社，2009.5-出版社，2011.6穆罕默德H.,裴学军,件及应用（原书第4版）》，机械工业出版社，2018.12附录：电力电子技术各类考核评分标准平时表现评分标准课程目标评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<60目标1：熟悉各种电力电子器好，具有很高的学习热情；习，上课认真听讲，与教师积极互动；回答问题逻辑缜密，表述概念清楚、正确。学习态度好，学习态度较好，具有一定的学习热情；课前有预习，课中与教师有一定互动；回答问题基本符合逻辑，表述概念较正确。学习态度堂中主观能动性尚问题逻辑性不强，表述概念尚可达到要求。学习态度堂中主观问题逻辑述概念有错。件原理、性能上具有较高的的不同点，各自学习热情；课应用的场合。掌前认真预习，握四类电力变课中与教师换电路（整流、良好互动；回逆变、斩波、交答问题逻辑流变交流的结性强，表述概构、工作原理、念正确。控制方法。运用电学习态度好，具有较高的学习热情；课前认真预习，课中与教师良好互动；回答问题逻辑性强，表述概念正确。学习态度学习态度控制理论等基学习态度很学习态度较一般，课差，学习础理论，分析典好，具有很高好，具有一定前未预热情较型变流装置装的学习热情；的学习热情；习，在课差；在课置中各电压电课前认真预课前有预习，堂中主观堂中主观流间的数量关习，上课认真课中与教师能动性尚能动性系、控制方法、听讲，与教师有一定互动；可；回答差；回答应用范围，并掌积极互动；回回答问题基问题逻辑问题逻辑握典型变流装答问题逻辑缜本符合逻辑，性不强，性差，表置在应用实例密，表述概念表述概念较表述概念述概念有中的设计计算清楚、正确。正确。尚可达到明显差方法及技术经要求。错。济指标。作业评分标准课程目标评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<601：熟悉各四类电力变换电按时提交作工整清楚;熟练掌握电力电子器件及四大类电力写清楚;掌类电力变换写清楚;基四大类电力不按时提交作业，作业书写欠清基本掌握电力电子器件不按时提交作业，作业书写潦草、不完整或抄袭现象;握电力电子（变换电路的电路的概变换电路的及四大类电器件及四大斩波、交流变交概念、分析原念、分析原概念、分析力变换电路类电力变换流）的结构、工理，解题过程理，解题过原理，解题的概念、分电路的概作原理、控制方正确、结果无程基本正过程基本正析原理，解念、分析原法。误。确、存在少确、存在一题过程基本理，解题过量错误。定错误。完整、存在程错误且不较多错误。完整。目标2：运用电路、电子技术及控制理论等基础理论，分析典型按时提交作电子技术及控制理论等基础理论对典型变流装解题过程正确、结果无误。按时提交作业，作业书写清楚;能运用电路、按时提交作业，作业书写清楚;能运用电路、不按时提交作业，作业书写欠清能运用电路、电子技术及控制理论等基础理论对典型变流装置进行分析，解题过程基本完整、存在较多错误。不按时提交作业，作业书写潦草、不完整或抄袭现象;未掌握运用电机基本原理、方法对典型变流装置进行分析，解题过程错误且不完整。变流装置装置中电子技术及电子技术及各电压电流间的控制理论等控制理论等数量关系、控制基础理论对基础理论对典型变流装典型变流装并掌握典型变流置进行分置进行分装置在应用实例析，解题过析，解题过中的设计计算方程基本正程基本正法及技术经济指确、存在少确、存在一标。量错误。定错误。实验评分标准课程目标评价过程评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<603：通过课内实验前完成预习。能明确本次实验求、所用软件、实验内容步骤以及项，实验方确。实验前完成预习。较为明确本次实验目的和要求、所用软件、实验内容步骤以及项，实验方案设计大体正确。实验前完成预习。基本明确本次实验目的和要求、所用软件、实验内容步骤以及项，实验方案设计基本正确。实验前完成实验前没有进行预习。实验教学未能明确本等环节，确本次实验次实验目的学生能够目的和要求、和要求、所掌握电力电子技术预习验内容步骤用软件、实验内容步骤的基本理以及注意的以及注意的论、基本事项，实验方法以及案设计存在方案设计存实验测试一定问题。在较大问方法，能题。够采用科在教师指导验。实验步骤很正确，需要教师偶尔提示验时观察数据的方法很合理，数据确。在教师帮助在规定时间内未完成实观察数据的录不正确。学方法电独立完成实下完成实在教师多次气工程及验。实验步验。实验步指导下完成其自动化骤完全正骤基本正技术领域的复杂工程问题进行研究，操作确，不需要教师提示实验时观察数据的方法确，需要教观察数据的要教师很多提示;实验时观察数据的包括设计非常