安徽师范大学王冬菊电力电子技术教学大纲 (1)本科教学大纲

电力电子技术课程大纲
课程名称:电力电子技术
一、课程概况
所属专业: 自动化 开课单位： 物理与电子信息学院
课程类型: 专业基础课程 课程代码: 0845280
开课学期: 4 学分： 2.5
学时： 52（12 学时实验） 核心课程: 是
拟使用教材：
王兆安，刘进军：《电力电子技术（第五版）》，机械工业出版社，
2010 年 1 月
【教学参考书目】
1、王兆安，黄俊.《电力电子技术（第四版）》，机械工业出版社，
2000.
国内(外)现有教材：
王云亮：《电力电子技术（第三版）》，电子工业出版社， 2013.8
学习参考资料
黄俊，王兆安，.《电力电子变流技术（第 3 版）》，机械工业出
版社，1993.
王兆安，杨君，刘进军，王跃：《谐波抑制和无功功率补偿》，机
械工业出版社，2006.
二、课程描述（300 字以内）
电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制
理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气 工程与自动化专业不可
缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。本课程
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。同时，为《电力拖
动自动控制系统》等后续课程打好基础。
三、课程目标
1.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；
2.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。
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。
四、教学要求
授课教师将按照学校本科教学工作有关要求做好课程教学各项
工作，严格按照课表规定的时间、地点上课，不迟到、不早退，将根
据本大纲要求，认真备课完成教案与讲稿编写等各项课前准备工作；
授课过程力求内容充实、概念准确、思路清晰、详略得当、逻辑性强、
重难点突出，力戒平铺直叙、照本宣科，同时重视对学生的学习方法
指导和课堂教学效果信息的反馈，实现教与学的双向互动；同时将结
合课程目标要求，做好考核内容设计，并严格按照本大纲要求做好出
勤率统计、作业评价等各项工作。
学习是大学生自己的责任和义务，学生应根据课程大纲要求制定
本门课程学习计划，加强学业管理，严格自我要求，提升自主学习能
力，主动适应课程学习要求。参与课堂教学活动不迟到、不早退，无
正当理由不请假，上课认真听讲，不做任何与课堂教学无关事宜，不
使用手机，积极与授课教师进行教学互动，同时利用课余时间做好预
习、复习、课外书籍阅读等工作，主动与同学开展合作学习，认真完
成任课教师布置的课程作业。
五、考核方式及要求
为实现课程教学目标，本门课程考核方式及要求为：本课程采取
笔试（闭卷，占 60％）、实验操作（占 20％）、期中测试（占 10％）、
平时成绩（占 10％）来评定学生的成绩。
六、课程内容
第一章：绪论
（授课时间：第一学期第一周）
教学目标：
1.掌握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.了解电力电子技术的应用范围
3.了解电力电子技术的发展前景
4.了解本课程的内容、任务与要求
教学重点：掌握电力电子技术中变流技术的类型，及其分支。
教学难点：无难点
学 时：课堂教学 2 学时，课外自主学习时间不少于 2 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 什么是电力电子技术
第二节 电力电子技术的发展史
第三节 电力电子技术的应用
学习方法：小组讨论
课后作业：无
第二章：电力电子器件
教学目标：
1.掌握各种二极管
2.掌握半控型器件：晶闸管
3.掌握典型全控型器件：GTO、电力 MOSFET、IGBT、BJT
4.了解 IGCT、MCT、SIT、STIH 等其他电力电子器件
教学重点：
半控器件晶闸管的结构、工作原理及其参数；全控器件 GTO GTO、
电力 MOSFET、IGBT、BJT 的工作原理及其参数。
教学难点：晶闸管的结构原理
学 时：课堂教学 6 学时，课外自主学习时间不少于 6 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 电力电子器件概述
一、电力电子器件的概念和特征 二、应用电力电子器件的系统
组成 三、电力电子器件的分类
第二节 不可控器件-电力二极管
一、PN 结与电力二极管的工作原理 二、电力二极管的基本特性
三、电力二极管的主要参数 四、电力二极管的主要类型
第三节 半控性器件-晶闸管
一、晶闸管的结构和工作原理 二、晶闸管的基本特性 三、晶闸
管的主要参数 四、晶闸管的派生器件
第四节 典型全控性器件
一、门极可关断晶闸管 二、电力晶体管 三、电力场效应晶体管
四、绝缘栅双极晶体管
第五节 其他新型电力电子器件
学习方法：小组讨论，实验操作
课后作业：完成教材第 42 页练习题 1-5.每次作业下周上课提交
第三章：整流电路
教学目标：
1．掌握单相可控整流电路、三相可控整流电路、变压器漏抗对
整流电路的影响、电容滤波的二极管整流电路、整流电路的谐波和功
率因数、整流电路的有源逆变工作状态及相位控制电路。
2.了解大功率整流电路。
教学重点：三相可控整流电路的结构、工作原理、波形分析及计算。
教学难点：三相可控电路
学 时：课堂教学 10 学时，课外自主学习时间不少于 14 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 单相可控整流电路
一、单相半波可控整流电路 二、单相桥式全控整流电路 三、单
相全波可控整流电路 四、单相桥式半控整流电路
第二节 三相可控整流电路
一、三相半波可控整流电路 二、三相桥式全控整流电路
第三节 变压器漏感对整流电路的影响
第四节 电容滤波的不可控整流电路
一、电容滤波的单相不可控整流电路 二、电容滤波的三相不可
控整流电路
第五节 整流电路的谐波和功率因数
一、谐波和无功功率分析基础 二、带阻感负载时可控整流电路
交流侧谐波和功率因数分析 三、电容滤波的不可控整流电路交流侧
谐波和功率因数分析 四、整流输出电压和电流的谐波分析
第六节 大功率可控整流电路
第七节 整流电路的有源逆变工作状态
一、逆变的概念 二、三相桥式整流电路的有源逆变工作状态 三、
逆变失败和最小逆变角的限制
第八节 整流电路相位控制的实现
学习方法：小组讨论，实验操作
课后作业：完成教材第 95 页练习题 1-3,5,13,14,28.每次作业下周上课
提交
第四章：逆变电路
教学目标：
1．掌握换流方式。
2.掌握电压型和电流型逆变电路。
2.了解多重逆变电路和多电平逆变电路。
教学重点：电压型逆变电路
教学难点：电压型逆变电路的原理和波形分析
学 时：课堂教学 5 学时，课外自主学习时间不少于 6 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 换流方式
一、逆变电路的基本工作原理 二、换流方式分类
第二节 电压型逆变电路
一、单相电压型逆变电路 二、三相电压型逆变电路
第三节 电流型逆变电路
一、单相电流型逆变电路 二、三相电流型逆变电路
第四节 多重逆变电路和多电平逆变电路
一、 多重逆变电路 二、多电平逆变电路
学习方法：小组讨论，实验操作
课后作业：完成教材第 42 页练习题 1-5.每次作业下周上课提交
第五章:直流-直流变流电路
教学目标：
1．掌握升压、降压、升降压斩波电路。
2．掌握复合斩波电路。
3．了解多相多重斩波电路。
教学重点：
升压斩波电路、降压斩波
教学难点：复合斩波电路原理分析
学 时：课堂教学 5 学时，课外自主学习时间不少于 6 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 基本斩波电路
一、降压斩波电路 二、升压斩波电路 三、升降压斩波电路和
cuk 斩波电路 四、Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路
第二节 复合斩波电路和多相多重斩波电路
一、电流可逆斩波电路 二、桥式可逆斩波电路 三、多相多重斩
波电路
第三节 带隔离的直流-直流变流电路
学习方法：小组讨论
课后作业：完成教材第 138 页练习题 1-5.每次作业下周上课提交
第六章：交流-交流变流电路
教学目标：
1．掌握单相相控式交流调压电路、三相相控式交流调压电路。
2．掌握交流调功电路
3．掌握单相输出交—交变频电路
4．了解交流电子开关、三相输出交—交变频电路和矩阵式变频
电路。
教学重点：单相相控式交流调压电路。
教学难点：单相输出交—交变频电路
学 时：课堂教学 4 学时，课外自主学习时间不少于 6 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 交流调压电路
一、单相交流调压电路 二、三相交流调压电路
第二节 其他交流电力控制电路
一、交流调功电路 二、交流电力电子开关
第三节 交-交变频电路
一、 单相交-交变频电路 二、三相交-交变频电路
第四节 矩阵式变频电路
学习方法：小组讨论，实验操作
课后作业：完成教材第 161 页练习题 1-3.每次作业下周上课提交
第七章：PWM 控制技术
教学目标：
1．掌握 PWM 控制的基本原理、PWM 逆变电路的控制方式和 PWM
波形的生成方法
2．了解 PWM 逆变电路的谐波分析、跟踪型 PWM 控制技术和 PWM
整流电路及其控制方法。
教学重点：PWM 控制的基本原理。
教学难点：PWM 控制理论
学 时：课堂教学 4 学时，课外自主学习时间不少于 5 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 PWM 控制的基本原理
第二节 PWM 逆变电路及其控制方法
一、 计算法和调制法 二、异步调制和同步调制 三、规则采用
法、四、PWM 逆变电路的谐波分析
学习方法：小组讨论
课后作业：完成教材第 184 页练习题 1,5.每次作业下周上课提交
第八章:软开关技术
教学目标：
1．掌握软开关技术的分类、各种软开关电路的原理及应用。
2．了解软开关的基本概念。
教学重点：各种软开关电路的原理和应用。
教学难点：典型软开关波形图
学 时：课堂教学 2 学时，课外自主学习时间不少于 3 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 软开关的基本概念
一、硬开关和软开关 二、零电压开关和零电流开关
第二节 软开关电路的分类
第二节 典型的软开关电路
学习方法：小组讨论
课后作业：完成教材第 195 页练习题 2,4.每次作业下周上课提交
第九章：电力电子器件应用的共性问题
教学目标：
1．掌握电力电子器件的驱动电路和保护。
2．掌握电力电子器件的串并联。
教学重点：电力电子器件的驱动电路和保护。
教学难点：晶闸管触发电路
学 时：课堂教学 2 学时，课外自主学习时间不少于 3 学时
教学方法：讲授法、多媒体演示法
主要内容：
第一节 电力电子器件的驱动
一、电力电子器件驱动电路概述 二、晶闸管的触发电路 三、典
型全控性器件的驱动电路
第二节 电力电子器件的保护
一、过电压的产生及过电压保护 二、过电流保护 三、缓冲电路。
第三节 电力电子器件的串联和并联使用
学习方法：小组讨论
课后作业：无