1、上海电力学院成人教育电力电子技术 课程教学大纲 -专升本-函授课程编号：课程名称：电力电子技术总 学 时：24 学时（理论 20 学时，复习 4 学时）适用专业：电气工程及自动化一、本课程的性质与任务 “电力电子技术”是电气工程及其自动化专业学生的一门重要的学科基础课。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，是未来科学技术的重要支柱。本课程的任务，是使学生了解电力电子技术在电力领域应用的情况，熟悉常用的电力电子器件，掌握四种基本的电力变换电路的工作原理，要求学生重点掌握电能的转换和控制分析，了解电力电子技术的新发展，为后续专业课提供理论和技术基础。二、本课程的基本要求 电力电子技术的主要内容，
2、是使用电力电子器件对电能进行变换和控制。电力电子器件的工作原理是整个课程的灵魂，波形分析是重要的方法。要求学生熟悉和掌握晶闸管、电力 MOSFET、IGBT 等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法；熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流-交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。掌握 PWM 技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理。了解电力电子技术的应用范围和发展动向。电力电子器件本身是一非线性器件，但在它不同工作状态时电力变换电路可视为不同结构的线性电路，学习时应建立分段线性的概念。 三、本课程与其它课程的关系 本课程的先修课程：电路、电子技术
3、。 四、本课程的主要章节及内容第 1章 绪论本章主要内容：电力电子技术的定义、电力变换的四种基本类型、电力电子技术的应用。第 2章 电力电子器件本章主要内容：电力电子器件概述、不可控器件电力二极管、半控型器件晶闸管、典型全控型器件、其他新型电力电子器件。第 3章 整流电路本章主要内容：单相可控整流电路、三相可控整流电路、变压器漏感对整流电路的影响、电容滤波的不可控整流电路、整流电路的谐波和功率因数、大功率可控整流电路、整流电路的有源逆变工作状态、整流电路相位控制的实现。第 4章 逆变电路本章主要内容：换流方式、电压型逆变电路、电流型逆变电路、多重逆变电路和多电平逆变电路。第 5章 直流-直流变
4、流电路本章主要内容：基本斩波电路、复合斩波电路和多相多重斩波电路、带隔离的直流-直流变流电路。第 6章 交流-交流变流电路本章主要内容：交流调压电路、其他交流电力控制电路、交交变频电路、矩阵式变频电路。第 7章 PWM 控制技术本章主要内容：PWM 控制的基本原理、PWM 逆变电路及其控制方法、PWM 跟踪控制技术、PWM 整流电路及其控制方法。第 8章 软开关技术本章主要内容：软开关的基本概念、软开关电路的分类、典型的软开关电路、软开关技术新进展。第 9章 电力电子器件应用的共性问题本章主要内容：电力电子器件的驱动、保护、串联和并联使用。第 10章 电力电子技术的应用本章主要内容：变频器和交
5、流调速系统、不间断电源、开关电源、功率因数校正技术、晶闸管直流电动机系统、电力电子技术在电力系统中的应用、电力电子技术的其他应用。五、本课程各章节的基本要求和考试要求第 1章 绪论要求理解与掌握的内容：电力电子技术的定义、电力变换的四种基本类型、电力电子技术的应用。要求了解的内容：描述电力电子学的倒三角形的含义、电力电子技术的发展史、电力电子技术在未来科 学技术中的地位。考试要求掌握的基本概念：电力电子技术的定义、电力变换的四种基本类型、电力电子技术的应用。第 2章 电力电子器件要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：电力电子器件的特征、电力电子器件的分类；晶闸管的结构、工作原理、参数选择方法。要求
6、理解与掌握的内容：电力电子器件的损耗、各类器件的结构及工作原理。要求了解的内容：应用电力电子器件的系统组成、各类器件的主要参数、新型电力电子器件考试要求掌握的基本概念：上述各内容。考试要求掌握的计算内容：周期变量平均值、有效值的求法；对于各种电力变换的工作波形，选择晶闸管的参数。第 3章 整流电路要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：可控整流电路的工作过程、波形分析、各物理量的计算，变压器漏抗对整流电路的影响、换相重叠角 的计算、有源逆变的条件。要求理解与掌握的内容：可控整流电路的电路结构、控制角的移相范围、逆变失败及其原因。要求了解的内容：电容滤波的不可控整流电路、整流电路的谐波和功率因数、大功
7、率可控整流电路。考试要求掌握的基本概念：各种可控整流电路的电路结构、控制角的移相范围；逆变失败及其原因；整流电路交流侧、直流侧谐波情况；变压器漏抗对整流电路的影响。考试要求掌握的计算内容：各种可控整流电路输出电压平均值 Ud、输出电流平均值 Id、任一晶闸管(或二极管)的电流平均值 IdVT（I dVD）和有效值 IVT（I VD） 、任一晶闸管(或二极管)承受的最高阳极电压 UAKM、变压器二次电流有效值 I2、功率因数 、换相重叠角 。考试要求能综合分析的内容：会画各种可控整流电路输出电压 ud、输出电流 id、任一晶闸管(或二极管)的电流iVT（i VD） 、任一晶闸管(或二极管)的电压
8、 uVT（u VD） 、变压器二次电流 i2等的波形。第 4章 逆变电路要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：逆变电路的基本工作原理、换流方式、电压型逆变电路的特点、电流型逆变电路的特点；单相半桥和单相全桥电压型逆变电路的电路结构、工作原理、工作波形。要求理解与掌握的内容：无源逆变的应用、无源逆变与有源逆变的区别、交交变频与交直交变频的区别。要求了解的内容：单相全桥电压型逆变电路的移相调压方式、多重逆变电路和多电平逆变电路。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。第 5章 直流-直流变流电路要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：降压斩波电路和升压斩波电路的电路结构、工作过程、工作波形、电流连续时输出电压平
9、均值 Uo、输出电流平均值 Io的计算。要求了解的内容：升压斩波电路的典型应用、复合斩波电路的结构和工作过程、多相多重斩波电路的概念。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。考试要求掌握的计算内容：降压斩波、升压斩波电路电流连续时输出电压平均值 Uo、输出电流平均值 Io的计算。考试要求能综合分析的内容：降压斩波、升压斩波电路的工作波形。第 6章 交流-交流变流电路要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：单相交流调压电路电阻性负载和阻感性负载时的工作过程、工作波形、输出电压有效值 Uo、输出电流有效值 Io、功率因数 的计算；单相交流调压电路阻感性负载时控制角的可取值范围；单相交交变频电路的构成和工作原
10、理。要求理解与掌握的内容：交流电力控制电路的结构及类型、交流调压电路的应用、单相交交变频电路的输入输出特性。要求了解的内容：斩控式交流调压电路、三相交流调压电路的各种电路结构、支路控制三角联结交流调压电路及其典型应用 TCR、交流电力电子开关、交流调功电路、交交变频电路的用途、三相交交变频电路的基本情况、矩阵式变频电路的结构和特点。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。考试要求掌握的计算内容：单相交流调压电路电阻性负载和阻感性负载时输出电压有效值 Uo、输出电流有效值Io、功率因数 的计算；单相交流调压电路阻感性负载时控制角的可取值范围。考试要求能综合分析的内容：单相交流调压电路电阻性负载和阻感
11、性负载时的工作波形。第 7章 PWM 控制技术要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：PWM 控制的基本原理，单相桥式调制法 PWM 逆变电路的电路结构、工作原理、工作波形。要求了解的内容：PWM 逆变电路的谐波情况、PWM 控制技术的应用、PWM 逆变电路及其控制方法、PWM 整流电路及其控制方法。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。第 8章 软开关技术要求理解与掌握的内容：软开关的基本概念，软开关、高频化的意义。要求了解的内容：软开关电路的分类、典型的软开关电路。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。第 9章 电力电子器件应用的共性问题要求了解的内容：电力电子器件的驱动、保护、串并联。考试要求掌握
12、的基本概念：上述各内容。第 10章 电力电子技术的应用要求了解的内容：变频器和交流调速系统、不间断电源、开关电源、功率因数校正技术、晶闸管直流电动机系统、电力电子技术在电力系统中的应用、电力电子技术的其他应用。考试要求掌握的基本概念：上述各内容。六、本课程的重点和难点 1、重点：各种电力电子器件的结构、工作原理；各种基本变流电路的结构、变流原理、工作波形、有关电量计算。 2、难点：晶闸管参数的选择；三相整流电路的工作过程、工作波形。七、本课程的教学手段和教学建议 本课程以理论教学为主，主要采用课堂面授的形式。由于要分析的电路多、工作过程、工作波形复杂，需要借助动画解析各种基本变流电路的工作过程
13、，故采用多媒体手段进行教学。本课程内容广泛应用于电力系统以及各行各业，针对学生主要是从事电力行业的在职职工，宜从电力电子技术在电力系统的实际应用出发，对各种基本变流电路进行理论讲解，以提高学生的学习兴趣和参与意识，从而达到比较好的教学效果。八、本课程学时分配 本课程自学时间包括自学教材及参考教材、读书笔记、作业练习、参加网上答疑等，大约需要 102 学时；面授时间包括讲课和辅导答疑，需 24 学时。具体分配见下表：章节 内 容 理论教学学时 课后自学学时1 绪论 2 429电力电子器件电力电子器件应用的共性问题 3 103 整流电路 8 324 逆变电路 2 105 直流-直流变流电路 2 1
14、06 交流-交流变流电路 2 107 PWM 控制技术 1 108 软开关技术 0.5 410 电力电子技术的应用 分散在 3、4、5、6 各章节中习题课及总复习 3.5 12合 计 24 102九、本课程考核方式本课程考核采用期末闭卷考试，内容以课堂教学过程中要求的概念、分析方法、课后作业为主，题型为填空题、简答题、画图题、计算题。试卷通过试题库抽取，考试实行考教分离。十、学生成绩评定方法 平时成绩占总成绩的 50%，主要考核面授教学出勤、听课状态、参与课堂讨论、回答问题、完成作业、参与网上答疑等等；期末考试占总成绩的 50%。十一、教科书及参考书1 王兆安、刘进军主编电力电子技术第 5 版，北京：机械工业出版社 2010.1.2 陈坚，赵玲编电力电子技术及应用（电气工程及其自动化专业函授专升本教材） 北京：中国电力出版社，2006.13 严克宽，张仲超编电气工程和电力电子技术北京：化学工业出版社，2002.4大纲编审人：上海电力学院 电自学院 电子教研室 王鲁杨编写。审核。2010 年 5 月 20 日
