电力电子技术电子教案

石家庄铁道大学校方学院

教案

2010—2011学年第一学期

系（部）：电气工程系

教研室：自动化

课程名称：电力电子技术

授课班级：___________________________

主讲教师：___________________________

职称：___________________________

使用教材：电力电子技术

石家庄铁道大学四方学院教务处制

教案（首页）

中文：电力电子技术课程编号L08111

课程名称

英文：TechnologyofPowerElectronic学分3.5

授课教师职称讲师

课程性质学位课（）必修课（V）选修课（）

授课对象专业和班级：自动化专业共4个班

课程学时56学时周学时3.5学时起止周1周一16周

学时分配理论讲授：40学时:实验：16学时:上机：_学时

授课方式课堂讲授（V）；实践课（）考核方式考试（J）；考查（）

使用教材名称：电力电子技术

教材

作者：王兆安出版社：机械工业出版社出版日期：2009年5月

主要参考1、邵丙衡，《电力电子技术》（第一版），中国铁道出版社，1997年

2、叶斌，《电力电子应用技术》，清华大学出版社，2006年

资料及指

3、张力,《现代电力电子技术》，科学出版社，1992年

定参考书

教研室主任（签字）：

审

年月日

核

见

系（部）主任（签字）：

年月日

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周次第1周日期节次第节

授课内容第一章绪论授课学时2学时

教学目的电力电子技术介绍，电力电子技术发展史及应用

教学重点电力变换的分类

教学难点电力变换的分类

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、本门课程介绍（10分钟）

教

二、电力电子技术的概念（30分钟）

三、电力电子技术的发展史（10分钟）

学

四、电力电子技术的应用（20分钟）

五、本教材的内容简介和使用说明（20分钟）

过

六、本讲总结（10分钟）

程

思考题

作业

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周次第1周日期节次第节

授课内容电力电子器件概述、不可控器件一电力二极管授课学时2学时

教学目的掌握电力电子器件系统的组成，电力二极管的工作原理和基本特征。

教学重点电力电子器件系统的组成，电力二极管的工作原理和基本特征

教学难点电导调制效应

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、电力电子器件概述（40分钟）

电力电子器件的概念和特征，应用电力电子器件的系统组成，电力电子器件的分

学

类。

三、不可控器件-电力二极管（45分钟）

过

PN结与电力二极管的工作原理，电力二极管的基本特性，电力二极管的主要参

数，电力二极管的主要类型。

程

四、本讲总结（10分钟）

思考题

作业

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周次第2周日期节次第节

授课内容半控型器件一晶闸管授课学时2学时

教学目的掌握晶闸管的工作原理，基本特性，主要参数

教学重点晶闸管的工作原理，主要参数的计算

教学难点额定电流的计算

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、上节内容回顾（5分钟）

教二、晶闸管的结构与工作原理（15分钟）

晶闸管的结构，双晶体管模型，晶闸管的工作原理

学三、晶闸管的基本特性（25分钟）

静态特性和动态特性

过四、晶闸管的主要参数（35分钟）

电压定额，电流定额，动态参数

程五、晶闸管的派生器件（10分钟）

六、本讲总结（10分钟）

思考题

2-2,2-3,2-4,2-5

作业

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周次第2周日期节次第节

授课内容典型全控型器件授课学时2学时

教学目的掌握典型全控型器件的工作原理，符号，基本特性

教学重点电力场效应晶体管和绝缘栅双基晶体管的基本原理，符号，基本特性

教学难点电力场效应晶体管和绝缘栅双基晶体管的基本原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、上节内容回顾（5分钟）

二、门极可关断晶闸管（15分钟）

GTO的结构和工作原理，GTO的动态特性，GTO的主要参数

教三、电力晶体管（15分钟）

GTR的结构和工作原理，GTR的基本特性，GTR的主要参数，GTR的二次

学击穿现象与安全工作区

四、电力场效应晶体管（30分钟）

过电力MOSFET的结构和工作原理，电力MOSFET的基本特性，电力MOSFET

的主要参数

程五、绝缘栅双极晶体管（25分钟）

IGBT的结构和工作原理，IGBT的基本特性，IGBT的主要参数，IGBT的擎

住效应和安全工作区

六、本讲总结（10分钟）

思考题

2-6

作业

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周次第3周日期节次第节

授课内容单相可控整流电路授课学时2学时

教学目的单相半波可控整流电路

教学重点掌握带电阻和阻感负载时的工作情况

教学难点带续流二极管的工作过程

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、单相半波可控整流电路带电阻负载的工作情况（30分钟）

学原理分析，公式推导

三、单相半波可控整流电路带阻感负载的工作情况（30分钟）

过工作原理分析，公式推导

四、带续流二极管的整流电路的工作分析（25分钟）

程原理分析，公式推导

五、本讲总结（10分钟）

思考题

3-1

作业

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周次第3周日期节次第节

单相桥式全控整流电路，单相全波可控整流电

授课内容授课学时2学时

路，单相桥式半控整流电路

单相桥式全控整流电路，单相全波可控整流电路，单相桥式半控整流电路的工作

教学目的

原理及公式推导

教学重点单相桥式全控整流电路带阻感时的工作情况

教学难点单相桥式半控整流电路的失控现象

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、单相桥式全控整流电路（45分钟）

学带电阻负载和阻感负载的工作情况，带反电动势负载时的工作情况及公式推导

三、单相全波可控整流电路（15分钟）

过工作原理分析

四、单相桥式半控整流电路（25分钟）

程工作原理分析，失控现象分析，如何解决失控问题

五、本讲总结（10分钟）

思考题

3-3,3-5,3-6

作业

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周次第4周日期节次第节

授课内容三相可控整流电路授课学时2学时

教学目的掌握三相半波可控整流电路和三相桥式全控整流电路的分析和公式推导

教学重点三相桥式全控整流电路的分析和公式推导

教学难点三相桥式全控整流电路带阻感负载时的工作情况分析

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、三相半控可控整流电路（30分钟）

学电阻负载的工作情况及公式推导，阻感负载的工作情况及公式推导

三、三相桥式全控整流电路（40分钟）

过带电阻负载时的工作情况，带阻感负载时的工作情况，定量分析

四、举例（15分钟）

程五、本讲总结（10分钟）

思考题

3-7,3-11,3-12

作业

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周次第4周日期节次第节

授课内容变压器漏感对整流电路的影响授课学时2学时

教学目的掌握换相重叠角的概念及波形分析，换相电压和换相重叠角的计算

教学重点换相重叠角的概念及波形分析，换相电压和换相重叠角的计算

教学难点换相电压和换相重叠角的计算

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、上节内容回顾（5分钟）

二、换相重叠角概念（分钟）

教20

三、带换相重叠角的波形分析（35分钟）

四、整流电路换相电压和换相重叠角的计算（20分钟）

学

五、例题（10分钟）

五、本讲总结（分钟）

过10

程

思考题

3-13,3-14,3-17

作业

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周次第5周日期节次第节

电容滤波的不可控整流电路、整流电路的谐波和

授课内容授课学时2学时

功率因数

教学目的掌握电容滤波的不可控整流电路的工作原理、整流电路的谐波和功率因数的概念

教学重点电容滤波的不可控整流电路的工作原理

教学难点电容滤波的不可控整流电路的工作原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、电容滤波的不可控整流电路（50分钟）

电容滤波的单相不可控整理电路，电容滤波的三相不可控整流电路

学

三、整流电路的谐波和功率因数（35分钟）

谐波和无功功率分析基础，带阻感负载时可控整理电路交流侧谐波和功率因数分

过

析，电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析，整流输出电压和电

流的谐波分析

程

四、本讲总结（10分钟）

思考题

作业

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周次第6周日期节次第节

授课内容整流电路的有源逆变工作状态授课学时2学时

教学目的掌握逆变的概念，有源逆变的工作状态，逆变失败的原因

教学重点逆变的概念，有源逆变的工作状态

教学难点有源逆变的工作状态，逆变失败的原因

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、上节内容回顾（5分钟）

教二、逆变的概念（30分钟）

什么是逆变，为什么要逆变，直流发电机-电动机系统电能的流转，逆变产生的条

学件

三、三相桥整流电路的有源逆变工作状态（35分钟）

过四、逆变失败与最小逆变角的限制（20分钟）

逆变失败的原因，确定最小逆变角的依据

程五、本讲总结（10分钟）

思考题

3-26,3-27,3-28,3-29

作业

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周次第7周日期节次第节

授课内容整流电路相位控制的实现授课学时2学时

教学目的掌握相控电路的驱动控制的组成部分和工作原理

教学重点脉冲的形成，锯齿波的形成和脉冲移相环节，同步环节，双窄脉冲形成

教学难点锯齿波的形成和脉冲移相环节

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

一、上节内容回顾（5分钟）

教

二、脉冲的形成（20分钟）

三、锯齿波的形成和脉冲移相环节（20分钟）

学

四、同步环节（20分钟）

五、双窄脉冲形成（20分钟）

过

六、集成触发器（5分钟）

四、本讲总结（10分钟）

程

思考题Q2八

作业

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周次第8周日期节次第节

授课内容换流方式、单相电压型逆变电路授课学时2学时

教学目的掌握换流的几种方式、掌握单相电压型逆变电路的构成及工作原理

教学重点换流方式的分类，单相电压型逆变电路的电路的工作原理

教学难点单相电压型逆变电路的电路的工作原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、换流方式（45分钟）

逆变电路的基本工作原理，换流方式分类

学

三、单相电压型逆变电路（40分钟）

四、本讲总结（10分钟）

过

程

思考题

4-1,4-2

作业

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周次第9周日期节次第节

授课内容三相电压型逆变电路,电流型逆变电路授课学时2学时

教学目的掌握三相电压型逆变电路和电流型逆变电路的构成及工作原理

教学重点三相电压型逆变电路的电路的工作原理

教学难点单相电压型逆变电路的电路的工作原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上节内容回顾（5分钟）

二、三相电压型逆变电路（45分钟）

三相逆变电路的基本工作原理

学

三、电流型逆变电路（40分钟）

四、本讲总结（10分钟）

过

程

思考题

4-3,4-4

作业

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周次第10周日期节次第节

授课内容降压斩波电路授课学时2学时

教学目的掌握降压斩波电路的工作原理

教学重点降压斩波电路的构成和工作原理分析

教学难点降压斩波电路的构成和工作原理分析

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上讲内容回顾（5分钟）

二、降压斩波电路的构成（20分钟）

学三、降压斩波电路的工作原理（50分钟）

四、例题（15分钟）

过五、本讲总结（10分钟）

程

思考题

5-1,5-2,5-3

作业

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周次第11周日期节次第节

授课内容升压斩波电路、复合斩波电路授课学时2学时

教学目的掌握升压斩波电路、复合斩波电路的工作原理

教学重点升压斩波电路的构成和工作原理分析

教学难点升压斩波电路的工作原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教一、上讲内容回顾（5分钟）

二、升压斩波电路的基本原理（40分钟）

学三、升压斩波电路的典型应用（20分钟）

四、例题（15分钟）

过五、复合斩波电路（10分钟）

六、本讲总结（10分钟）

程

思考题

5-4,5-5

作业

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周次第12周日期节次第节

授课内容单相和三相交流调压电路授课学时2学时

教学目的掌握交流调压电路的构成，工作原理分析

教学重点掌握交流调压电路的构成，工作原理分析

教学难点阻感负载的阻抗角的改变如何实现交流调压

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教

一、上讲内容回顾（5分钟）

学

二、单相交流调压电路（40分钟）

电阻负载的工作情况，阻感负载的工作情况，单相交流调压电路的谐波分析

过

三、三相交流调压电路（45分钟）

四、本讲总结（10分钟）

程

思考题

作业

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周次第13周日期节次第节

授课内容其他交流电力控制电路；交-交变频电路授课学时2学时

教学目的掌握交流调功电路的工作原理；交-交变频电路的电路的构成及工作原理分析

教学重点交流调功电路的工作原理，交-交变频电路的电路工作原理

教学难点交-交变频电路的电路工作原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教

一、上讲内容回顾（5分钟）

二、交流调功电路（45分钟）

学

三、交流电力电子开关（20分钟）

四、交交变频电路（20分钟）

过

单相交-交变频电路的工作原理

五、本讲总结（10分钟）

程

思考题

6-3,6-5

作业

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周次第14周日期节次第节

授课内容PWM控制的基本原理授课学时2学时

教学目的掌握PWM控制的基本原理

教学重点PWM控制的基本原理

教学难点PWM控制的基本原理

教学手段

多媒体、黑板

器材保障

教学方法讲授法

教

一、上讲内容回顾（5分钟）

学二、PWM控制的基本原理（60分钟）

三、举例（25分钟）

过五、本讲总结（10分钟）

程

思考题

7-1

作业

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周次第14周日期节次第节

PWM逆变电路及其控制方法、PWM跟踪控制

授课内容授课学时2学时

技术

教学目的掌握计算法和调制法跟踪控制技术的原理

教学重点计算法和调制法的原理

教学难点调制法

教学手段