教学大纲-电力电子技术

华南理工大学广州汽车学院 2011-2012 学年度第 一 学期 《电力电子技术》教学大纲 （Power Electronic Technique）

一、 课程编号：943002 二、 课程名称：电力电子技术

三、 学时：52 学分：3 实验学时：8 课内上机学时：0 四、 先修课程要求：《电路原理》、《大学物理》、《电路》 五、 适用专业：自动化、电气工程及其自动化专业等专业。 六、 适用年级：大三 七、 课程的性质和任务：

《电力电子技术》是自动化、电气工程及其自动化专业一门重要的专业必修课。是一门横跨电力、电子和控制的新兴学科。它主要研究利用电力电子器件对电能进行变换和调控的技术，包括对电压、电流 、 频率、波形等方面的调控、变换。电力电子技术由三部分内容组成，即电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制。本课程着重学习电能变换电路的基本工作原理。通过本课程的学习，培养学生：

1、了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。

2、了解与熟悉常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数，具有对电力电子器件基本应用的能力。

3、理解和掌握基本的电力电子电路的工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算，具有对电能变换和控制电路进行分析的能力，并能进行初步的系统设计。

4、具有一定的电力电子电路实验和调试的能力。

八、 课程的内容与基本要求：

绪论

1. 掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容。 2. 了解电力电子技术的发展史。

3. 了解电力电子技术的应用、电力电子技术的发展前景。 4. 了解本教材的内容。

本章重点：电力电子技术的基本概念。

第一章 电力电子器件

1. 电力电子器件概述。掌握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、电力电子器件的分类。

2. 不可控器件——电力二极管。理解电力二极管的工作原理、掌握基本特性、主要参数、主要类型。

3. 半控型器件——晶闸管。理解晶闸管的结构与工作原理；掌握其基本特性——伏安特性、导通与关断条件；掌握其主要参数、计算方法、选择原则；了解晶闸管的派生器件。

4. 典型全控型器件。理解可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、功率场效应管（MOSFET）及绝缘门极晶体管（IGBT）的特点、结构和工作原理、电气特性、主要参数、以及选择和使用中应注意的一些问题。

5. 电力电子器件的驱动。掌握驱动电路的定义、作用；了解不同电力电子器件对驱动电路的要求、选择。

6. 电力电子器件的保护。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，掌握缓冲电路的定义、作用、工作原理。 本章重点：

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、电力电子器件的分类；电力二极管的基本特性、主要参数、主要类型；晶闸管基本特性、晶闸管额定电流的计算、选择；典型全控型器件的特点；驱动电路的定义、作用；缓冲电路的定义、作用、工作原理。 本章难点：

半导体器件的工作原理、基本特性；电力电子器件驱动电路的选择；保护电路的工作原理。

第二章 整流电路

1. 单相可控整流电路。掌握各种单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。

2. 三相可控整流电路。掌握各种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。

3. 电容滤波的二极管整流电路。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。

4. 整流电路的谐波和功率因数。了解谐波和无功功率的基本概念、带阻感负载时可控整流电路、电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析结论。

5. 整流电路的有源逆变工作状态。掌握逆变、有源逆变的定义，有源逆变的条件。 本章重点：

掌握单相、三相可控整流电路各种电路类型带不同负载时的电路结构，工作原理，波形，参数计算；掌握逆变、有源逆变的定义，有源逆变的条件。 本章难点：

单相、三相可控整流电路带阻感负载时的工作原理、波形分析；整流电路的有源逆变工作原理。

第三章 直流斩波电路

基本斩波电路。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。 本章重点：

Buck和Boost电路的工作原理、输入输出关系、电路解析方法和工作特点。 本章难点：

Buck和Boost变换器的电路解析方法；升压斩波电路、升降压斩波电路和Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路的工作原理。

第五章 逆变电路

1. 理解无源逆变电路的概念、分类。

2. 换流方式。掌握逆变电路的基本工作原理、理解几种换流方式的特点。 3. 电压型逆变电路。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。

4. 电流型逆变电路。理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。 本章重点：

无源逆变概念和分类；几种换流方式的特点、应用场合、原理；电压型、电流型逆变电路的电路结构、工作原理、波形。 本章难点：

电流型逆变电路原理与波形分析方法。

第六章 PWM控制技术

1. PWM控制的基本原理。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。

2. PWM逆变电路及其控制方法。了解计算法和掌握调制法——单极性和双极性调制的工作原理、波形分析方法；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。 本章重点：

PWM脉宽调制控制的基本原理，SPWM波形的生成方法；PWM脉宽调制——单极性和双极性调制下主电路工作原理、波形分析方法；异步调制和同步调制概念、原理和特点；规则采样法的原理。 本章难点：

三相桥式PWM逆变电路的工作原理；规则采样法的原理分析；提高直流电压利用率和减少开关次数的方法。

第四章 交流电力控制电路和交交变频电路

&第七章 软开关技术

1. 软开关的基本概念。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：零电压开关和零电流开关。

2. 交流调压电路。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。

3．交交变频电路。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。 本章重点：

硬开关和软开关的概念，软开关的作用；交流调压电路的电路结构，工作原理，波形；交交变频电路的工作原理、电路结构、其优缺点。 本章难点：

单相交交变频电路的输入输出特性。

第八章 组合变流电路

1. 间接交流变流电路。掌握几种间接交流变流电路的电路结构，工作原理，优缺点比较；了解交直交变频器控制方式、恒压恒频(CVCF)电源的工作原理。

2. 间接直流变流电路。掌握正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路的工作原理、波形、开关承受的电压，比较他们的特点；理解磁心复位问题；了解全波整流和全桥整流特点；了解开关电源的概念。 本章重点：

组合变流电路的概念；几种间接交流变流电路的结构、优缺点比较；正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路的工作原理、波形。 本章难点：

正激电路、反激电路的工作原理、波形；磁心复位问题。

九、 学时安排：

序号 1 2 3 4 5 6 绪论 第一章 电力电子器件 第二章 整流电路 第三章 直流斩波电路 第四章 交流电力控制电路和交交变频电路 第五章 逆变电路 教学内容 学时 2 6 8 4 2 6

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