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電力電子技術(shù)課程大綱
課程名稱:電力電子技術(shù)
一、課程概況
所屬專業(yè): 自動(dòng)化 開課單位： 物理與電子信息學(xué)院
課程類型: 專業(yè)基礎(chǔ)課程 課程代碼: 0845280
開課學(xué)期: 4 學(xué)分： 2.5
學(xué)時(shí)： 52（12 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)） 核心課程: 是
擬使用教材：
王兆安，劉進(jìn)軍：《電力電子技術(shù)（第五版）》，機(jī)械工業(yè)出版社，
2010 年 1 月
【教學(xué)參考書目】
1、王兆安，黃俊.《電力電子技術(shù)（第四版）》，機(jī)械工業(yè)出版社，
2000.
國內(nèi)(外)現(xiàn)有教材：
王云亮：《電力電子技術(shù)（第三版）》，電子工業(yè)出版社， 2013.8
學(xué)習(xí)參考資料
黃俊，王兆安，.《電力電子變流技術(shù)（第 3 版）》，機(jī)械工業(yè)出
版社，1993.
王兆安，楊君，劉進(jìn)軍，王躍：《諧波抑制和無功功率補(bǔ)償》，機(jī)
械工業(yè)出版社，2006.
二、課程描述（300 字以內(nèi)）
電力電子技術(shù)是一門新興技術(shù)，它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制
理論三個(gè)學(xué)科交叉而成的，已成為現(xiàn)代電氣 工程與自動(dòng)化專業(yè)不可
缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)本專業(yè)人才中占有重要地位。本課程
是使學(xué)生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電
子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)技能；熟
悉各種電力電子裝置的應(yīng)用范圍及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同時(shí)，為《電力拖
動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。
三、課程目標(biāo)
1.熟悉和掌握晶閘管、電力 MOSFET、IGBT 等電力電子器件的
結(jié)構(gòu)、原理、特性和使用方法；
2.熟悉和掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流—交流
電力變換電路和逆變電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和 控制方法。
3.掌握 PWM 技術(shù)的工作原理和控制特性，了解軟開關(guān)技術(shù)的基本
原理。
4.了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展動(dòng)向。
5.掌握基本電力電子裝置的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試方法。
四、教學(xué)要求
授課教師將按照學(xué)校本科教學(xué)工作有關(guān)要求做好課程教學(xué)各項(xiàng)
工作，嚴(yán)格按照課表規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)上課，不遲到、不早退，將根
據(jù)本大綱要求，認(rèn)真?zhèn)湔n完成教案與講稿編寫等各項(xiàng)課前準(zhǔn)備工作；
授課過程力求內(nèi)容充實(shí)、概念準(zhǔn)確、思路清晰、詳略得當(dāng)、邏輯性強(qiáng)、
重難點(diǎn)突出，力戒平鋪直敘、照本宣科，同時(shí)重視對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法
指導(dǎo)和課堂教學(xué)效果信息的反饋，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙向互動(dòng)；同時(shí)將結(jié)
合課程目標(biāo)要求，做好考核內(nèi)容設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按照本大綱要求做好出
勤率統(tǒng)計(jì)、作業(yè)評價(jià)等各項(xiàng)工作。
學(xué)習(xí)是大學(xué)生自己的責(zé)任和義務(wù)，學(xué)生應(yīng)根據(jù)課程大綱要求制定
本門課程學(xué)習(xí)計(jì)劃，加強(qiáng)學(xué)業(yè)管理，嚴(yán)格自我要求，提升自主學(xué)習(xí)能
力，主動(dòng)適應(yīng)課程學(xué)習(xí)要求。參與課堂教學(xué)活動(dòng)不遲到、不早退，無
正當(dāng)理由不請假，上課認(rèn)真聽講，不做任何與課堂教學(xué)無關(guān)事宜，不
使用手機(jī)，積極與授課教師進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，同時(shí)利用課余時(shí)間做好預(yù)
習(xí)、復(fù)習(xí)、課外書籍閱讀等工作，主動(dòng)與同學(xué)開展合作學(xué)習(xí)，認(rèn)真完
成任課教師布置的課程作業(yè)。
五、考核方式及要求
為實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，本門課程考核方式及要求為：本課程采取
筆試（閉卷，占 60％）、實(shí)驗(yàn)操作（占 20％）、期中測試（占 10％）、
平時(shí)成績（占 10％）來評定學(xué)生的成績。
六、課程內(nèi)容
第一章：緒論
（授課時(shí)間：第一學(xué)期第一周）
教學(xué)目標(biāo)：
1.掌握電力電子技術(shù)的基本概念、學(xué)科地位、基本內(nèi)容和發(fā)展歷
史
2.了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍
3.了解電力電子技術(shù)的發(fā)展前景
4.了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)與要求
教學(xué)重點(diǎn)：掌握電力電子技術(shù)中變流技術(shù)的類型，及其分支。
教學(xué)難點(diǎn)：無難點(diǎn)
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 2 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 2 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 什么是電力電子技術(shù)
第二節(jié) 電力電子技術(shù)的發(fā)展史
第三節(jié) 電力電子技術(shù)的應(yīng)用
學(xué)習(xí)方法：小組討論
課后作業(yè)：無
第二章：電力電子器件
教學(xué)目標(biāo)：
1.掌握各種二極管
2.掌握半控型器件：晶閘管
3.掌握典型全控型器件：GTO、電力 MOSFET、IGBT、BJT
4.了解 IGCT、MCT、SIT、STIH 等其他電力電子器件
教學(xué)重點(diǎn)：
半控器件晶閘管的結(jié)構(gòu)、工作原理及其參數(shù)；全控器件 GTO GTO、
電力 MOSFET、IGBT、BJT 的工作原理及其參數(shù)。
教學(xué)難點(diǎn)：晶閘管的結(jié)構(gòu)原理
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 6 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 6 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 電力電子器件概述
一、電力電子器件的概念和特征 二、應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)
組成 三、電力電子器件的分類
第二節(jié) 不可控器件-電力二極管
一、PN 結(jié)與電力二極管的工作原理 二、電力二極管的基本特性
三、電力二極管的主要參數(shù) 四、電力二極管的主要類型
第三節(jié) 半控性器件-晶閘管
一、晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、晶閘管的基本特性 三、晶閘
管的主要參數(shù) 四、晶閘管的派生器件
第四節(jié) 典型全控性器件
一、門極可關(guān)斷晶閘管 二、電力晶體管 三、電力場效應(yīng)晶體管
四、絕緣柵雙極晶體管
第五節(jié) 其他新型電力電子器件
學(xué)習(xí)方法：小組討論，實(shí)驗(yàn)操作
課后作業(yè)：完成教材第 42 頁練習(xí)題 1-5.每次作業(yè)下周上課提交
第三章：整流電路
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握單相可控整流電路、三相可控整流電路、變壓器漏抗對
整流電路的影響、電容濾波的二極管整流電路、整流電路的諧波和功
率因數(shù)、整流電路的有源逆變工作狀態(tài)及相位控制電路。
2.了解大功率整流電路。
教學(xué)重點(diǎn)：三相可控整流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析及計(jì)算。
教學(xué)難點(diǎn)：三相可控電路
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 10 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 14 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 單相可控整流電路
一、單相半波可控整流電路 二、單相橋式全控整流電路 三、單
相全波可控整流電路 四、單相橋式半控整流電路
第二節(jié) 三相可控整流電路
一、三相半波可控整流電路 二、三相橋式全控整流電路
第三節(jié) 變壓器漏感對整流電路的影響
第四節(jié) 電容濾波的不可控整流電路
一、電容濾波的單相不可控整流電路 二、電容濾波的三相不可
控整流電路
第五節(jié) 整流電路的諧波和功率因數(shù)
一、諧波和無功功率分析基礎(chǔ) 二、帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路
交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析 三、電容濾波的不可控整流電路交流側(cè)
諧波和功率因數(shù)分析 四、整流輸出電壓和電流的諧波分析
第六節(jié) 大功率可控整流電路
第七節(jié) 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)
一、逆變的概念 二、三相橋式整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 三、
逆變失敗和最小逆變角的限制
第八節(jié) 整流電路相位控制的實(shí)現(xiàn)
學(xué)習(xí)方法：小組討論，實(shí)驗(yàn)操作
課后作業(yè)：完成教材第 95 頁練習(xí)題 1-3,5,13,14,28.每次作業(yè)下周上課
提交
第四章：逆變電路
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握換流方式。
2.掌握電壓型和電流型逆變電路。
2.了解多重逆變電路和多電平逆變電路。
教學(xué)重點(diǎn)：電壓型逆變電路
教學(xué)難點(diǎn)：電壓型逆變電路的原理和波形分析
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 5 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 6 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 換流方式
一、逆變電路的基本工作原理 二、換流方式分類
第二節(jié) 電壓型逆變電路
一、單相電壓型逆變電路 二、三相電壓型逆變電路
第三節(jié) 電流型逆變電路
一、單相電流型逆變電路 二、三相電流型逆變電路
第四節(jié) 多重逆變電路和多電平逆變電路
一、 多重逆變電路 二、多電平逆變電路
學(xué)習(xí)方法：小組討論，實(shí)驗(yàn)操作
課后作業(yè)：完成教材第 42 頁練習(xí)題 1-5.每次作業(yè)下周上課提交
第五章:直流-直流變流電路
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握升壓、降壓、升降壓斬波電路。
2．掌握復(fù)合斬波電路。
3．了解多相多重?cái)夭娐贰?br/>教學(xué)重點(diǎn)：
升壓斬波電路、降壓斬波
教學(xué)難點(diǎn)：復(fù)合斬波電路原理分析
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 5 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 6 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 基本斬波電路
一、降壓斬波電路 二、升壓斬波電路 三、升降壓斬波電路和
cuk 斬波電路 四、Sepic 斬波電路和 Zeta 斬波電路
第二節(jié) 復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐?br/>一、電流可逆斬波電路 二、橋式可逆斬波電路 三、多相多重?cái)?br/>波電路
第三節(jié) 帶隔離的直流-直流變流電路
學(xué)習(xí)方法：小組討論
課后作業(yè)：完成教材第 138 頁練習(xí)題 1-5.每次作業(yè)下周上課提交
第六章：交流-交流變流電路
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握單相相控式交流調(diào)壓電路、三相相控式交流調(diào)壓電路。
2．掌握交流調(diào)功電路
3．掌握單相輸出交—交變頻電路
4．了解交流電子開關(guān)、三相輸出交—交變頻電路和矩陣式變頻
電路。
教學(xué)重點(diǎn)：單相相控式交流調(diào)壓電路。
教學(xué)難點(diǎn)：單相輸出交—交變頻電路
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 4 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 6 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 交流調(diào)壓電路
一、單相交流調(diào)壓電路 二、三相交流調(diào)壓電路
第二節(jié) 其他交流電力控制電路
一、交流調(diào)功電路 二、交流電力電子開關(guān)
第三節(jié) 交-交變頻電路
一、 單相交-交變頻電路 二、三相交-交變頻電路
第四節(jié) 矩陣式變頻電路
學(xué)習(xí)方法：小組討論，實(shí)驗(yàn)操作
課后作業(yè)：完成教材第 161 頁練習(xí)題 1-3.每次作業(yè)下周上課提交
第七章：PWM 控制技術(shù)
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握 PWM 控制的基本原理、PWM 逆變電路的控制方式和 PWM
波形的生成方法
2．了解 PWM 逆變電路的諧波分析、跟蹤型 PWM 控制技術(shù)和 PWM
整流電路及其控制方法。
教學(xué)重點(diǎn)：PWM 控制的基本原理。
教學(xué)難點(diǎn)：PWM 控制理論
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 4 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 5 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) PWM 控制的基本原理
第二節(jié) PWM 逆變電路及其控制方法
一、 計(jì)算法和調(diào)制法 二、異步調(diào)制和同步調(diào)制 三、規(guī)則采用
法、四、PWM 逆變電路的諧波分析
學(xué)習(xí)方法：小組討論
課后作業(yè)：完成教材第 184 頁練習(xí)題 1,5.每次作業(yè)下周上課提交
第八章:軟開關(guān)技術(shù)
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握軟開關(guān)技術(shù)的分類、各種軟開關(guān)電路的原理及應(yīng)用。
2．了解軟開關(guān)的基本概念。
教學(xué)重點(diǎn)：各種軟開關(guān)電路的原理和應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：典型軟開關(guān)波形圖
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 2 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 3 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 軟開關(guān)的基本概念
一、硬開關(guān)和軟開關(guān) 二、零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)
第二節(jié) 軟開關(guān)電路的分類
第二節(jié) 典型的軟開關(guān)電路
學(xué)習(xí)方法：小組討論
課后作業(yè)：完成教材第 195 頁練習(xí)題 2,4.每次作業(yè)下周上課提交
第九章：電力電子器件應(yīng)用的共性問題
教學(xué)目標(biāo)：
1．掌握電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)。
2．掌握電力電子器件的串并聯(lián)。
教學(xué)重點(diǎn)：電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)。
教學(xué)難點(diǎn)：晶閘管觸發(fā)電路
學(xué) 時(shí)：課堂教學(xué) 2 學(xué)時(shí)，課外自主學(xué)習(xí)時(shí)間不少于 3 學(xué)時(shí)
教學(xué)方法：講授法、多媒體演示法
主要內(nèi)容：
第一節(jié) 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)
一、電力電子器件驅(qū)動(dòng)電路概述 二、晶閘管的觸發(fā)電路 三、典
型全控性器件的驅(qū)動(dòng)電路
第二節(jié) 電力電子器件的保護(hù)
一、過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護(hù) 二、過電流保護(hù) 三、緩沖電路。
第三節(jié) 電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用
學(xué)習(xí)方法：小組討論
課后作業(yè)：無
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