《电力电子技术》教学大纲
课程编号：131504269 课程类型：专业必修课
课程名称：电力电子技术学分：4
适用专业：电气自动化技术
第一部分大纲说明
一、课程的性质、目的和任务
本课程是电气自动化技术专业的专业必修课，主要目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。
二、课程的基本要求
1.熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等典型电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法；
2.熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、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；
3.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；
4.了解电力电子技术的应用范围和发展动向；
5.掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。
三、本课程与相关课程的联系
通过该课程的学习为《供配电技术》、《电力拖动》等课程准备必要的基础知识。
四、学时分配
本课程学分为4学分，建议开设56学时。
五、教材与参考书
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 主要参考书：
1.《电力电子技术习题集》，李先允，陈刚，中国电力出版社，2007
2.《电力电子技术》，黄家善，机械工业出版社，2011
3.《电力电子技术》，高文华，机械工业出版社，2012
六、教学方法与手段建议
本课程是电气自动化技术专业的专业必修课程，主要教学目标是构建学生电力电子技术的基本理论、基本技能和培养学生应用与创新能力。
因此，通过改革教学模式、教学内容、教学方法与手段，激发学生学习兴趣和求知欲，增进学习效果，提高学习质量。
为此，在教学过程中，要注重理论联系实际，重视工程观点，着重于基本概念的熟悉、基本原理的理解以及系统应用案例的分析设计能力；采用灵活多样的教学方法，因材施教，具体包括：启发式教学法、讨论研究式教学法、多媒体教学法、现场教学法、实物教学法、案例教学法等；积极探索理论和实践相结合的教学模式，使理论学习和技能训练与生产生活中的实际应用相结合，通过典型知识的实践应用，提高学习兴趣，激发学习动力，掌握相应知识和技能。
七、课程考核方式与成绩评定办法
闭卷考试。
平时成绩：30%；期末考试成绩：70%（笔试，闭卷）。
第二部分课程内容大纲
第一章绪论（2学时）
一、教学目的和要求
掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容；了解电力电子技术的发展史；了解电力电子技术的应用、电力电子技术的发展前景；了解本教材的内容。
二、教学内容
1.电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史；
2.电力电子技术的应用范围；
3.电力电子技术的发展前景；
4.本课程的任务与要求。
第二章电力电子器件（8学时）
一、教学目的和要求
握电力电子器件的概念和特征；掌握电力二极管、晶闸管、IGBT等开关器件的工作原理、掌握基本特性、主要参数；掌握驱动电路的定义、作用；了解电力电子器件的过电压的产生及过电压保护、过电流保护的工作原理。
二、教学内容
1.不可控器件：电力二极管；
2.半控型器件：晶闸管；
3.典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT；
4.IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件；
5.功率集成电路和智能功率模块。
第三章整流电路（16学时）
一、教学目的和要求
掌握各种单相、三相可控整流电路带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算；了解电容滤波的单相不可控整流电路、三相不可控整流电路的工作原理和波形；了解谐波和无功功率的基本概念；掌握有源逆变的定义和条件。
二、教学内容
1.单相可控整流电路；
2.三相可控整流电路；
3.变压器漏抗对整流电路的影响；
4.电容滤波的二极管整流电路；
5.整流电路的谐波和功率因数；
6.大功率整流电路；
7.整流电路的有源逆变工作状态。
第四章逆变电路（7学时）
一、教学目的和要求
掌握逆变电路的基本工作原理、理解几种换流方式的特点；掌握单相电压型逆变电路、三相电压型逆变电路的电路结构、工作原理、波形、参数计算。
了解单相电流型逆变电路、三相电流型逆变电路的电路结构、工作原理、波形。
二、教学内容
1.换流方式；
2.电压型逆变电路；
3.电流型逆变电路。
第五章直流-直流变流电路（4学时）
一、教学目的和要求
掌握各种直流变换电路的工作原理及控制方式、基本电路、波形分析及电路参数计算。
二、教学内容
1.基本斩波电路。
第六章交流-交流变流电路（7学时）
一、教学目的和要求
掌握交流电力控制电路的定义、分类；理解单相交流调压电路的基本原理；掌握交交变频电路的定义、分类；理解单相交交变频器的工作原理，优缺点。
二、教学内容
1.单相相控式交流调压电路；
2.三相相控式交流调压电路；
3.单相输出交—交变频电路；
4.三相输出交—交变频电路。
第七章PWM控制技术（5学时）
一、教学目的和要求
掌握PWM控制的定义、面积等效原理、PWM控制的基本原理；SPWM波形的生成方法；了解计算法和掌握调制法；理解异步调制和同步调制概念、原理和特点；理解规则采样法的原理、与自然采样法的区别；了解PWM逆变电路的谐波分析的结果；了解提高直流电压利用率和减少开关次数的方法。
二、教学内容
1.PWM控制的基本原理；
2.PWM逆变电路的控制方式；
3.PWM波形的生成方法；
4.PWM逆变电路的谐波分析。
第八章软开关技术（4学时）
一、教学目的和要求
掌握硬开关和软开关的概念；掌握软开关的作用，了解其分类。
二、教学内容
1.软开关技术的分类；
2.各种软开关电路的原理及应用。
第9章电力电子器件应用的共性问题（3学时）
一、教学目的和要求
了解电力电子器件的过电压的产生及过电压保护、过电流保护的工作原理。
二、教学内容
1.电力电子器件的驱动；
2.电力电子器件的保护。
实验（8学时）
二、实验内容
实验一：锯齿波同步移相触发电路实验；
实验二：单相桥式全控整流电路实验；
实验三：三相桥式全控整流电路实验；
实验四：Buck、Boost直流斩波电路的性能研究。
二、实验目的与要求：
实验一：了解锯齿波同步移相触发电路的工作原理；掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法；熟悉锯齿波同步移相触发电路主要点的波形测量与分析。
实验二：掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法；熟悉单相桥式全控整流电路带电阻性负载时的工作情况。
实验三：了解三相桥式全控整流电路的工作原理；熟悉晶闸管在电路带电阻负载时，在不同控制角α下的工作情况。
实验四：研究Buck、Boost变换电路的工作原理；熟悉PWM集成电路芯片TL494的基本功能和使用；熟悉降压、升压两种直流电压变换电路在电感电流连续和电感电流不连续情况时的工作特性。
制定/修订人：
审定人：
批准人：
制定/修订时间：2017年2月。