课程类别：专业基础 课程性质：必修
英文名称：Power Electronic Technology
总学时：64 讲授学时：48 实验学时：16 学分：3.5
先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术 适用专业：自动化
开课单位：信息工程学院自动化教研室
一、课程简介
《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业本科生的一门专业基础课，是一门理论与应用相结合，实践性很强的课程。它包括电力电子器件、电力电子变流技术以及以微电子技术和计算机为代表的控制技术三大组成部分。本课程的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，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为《运动控制》等后续课程以及从事与电气工程有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。
二、教学内容及基本要求
0 绪论 （ 2学时）
教学内容：
0.1电力电子技术的定义
0.2电力电子技术的发展历史(自学) 0.3电力电子技术的内涵及其相关工业 0.4电力电子技术所研究的基本问题 0.5电力电子技术的主要内容 0.6本课程的学习方法及考核方法 教学要求：
1.理解电力电子技术的定义，电力电子技术所研究的基本问题。
2.了解电力电子学科的发展历史、电力电子技术的内涵及其相关工业、 电力电子技术的主要内容以本课程的学习方法及考核方法。
授课方式： 讲授+自学
第一章：电力电子器件 （ 10 学时）
教学内容：
1.1电力电子器件概述
1.2不可控器件——电力二极管 1.3半控型器件——晶闸管 1.4典型全控型器件 1.5其他新型电力电子器件 1.6电力电子器件的驱动 1.7电力电子器件的保护
1.8电力电子器件的串联和并联使用 教学要求：
1.掌握各种电力电子器件的基本特性、应用场合和使用方法。 2.理解各种全控型器件、半控型器件的工作原理和主要参数选择依据. 3.了解典型触发、驱动和缓冲电路的组成、工作原理和特点。 授课方式： 讲授+讨论
第二章：整流电路 （ 10 学时）
教学内容：
2.1单相可控整流电路 2.2三相可控整流电路
2.3变压器漏感对整流电路的影响 2.4整流电路的谐波和功率因数 2.5大功率可控整流电路
2.6整流电路的有源逆变工作状态 2.7晶闸管直流电动机系统 2.8相控电路的驱动控制 教学要求：
1.掌握各种典型电路的工作原理和波形分析法；锯齿波移相触发电路原理及同步变压器设计方法。
2.理解各种电路基本电量计算关系；失控问题产生原因和抑制措施；逆变失败原因及及逆变失败限制措施。
3.了解可控整流装置在直流拖动系统中的应用。 授课方式：
讲授+仿真演示
第三章：直流斩波电路 （ 2 学时）
教学内容： 3.1基本斩波电路
3.2复合斩波电路和多相多重斩波电路 教学要求：
1.掌握降压、升压斩波电路的基本组成及工作原理。 2.了解复合斩波电路和多相多重斩波电路的工作状态。 授课方式： 讲授+仿真演示
第四章：直流斩波电路 （ 4 学时）
教学内容： 4.1交流调压电路 4.2其他交流电力控制电路 4.3交交变频电路 4.4矩阵式变频 教学要求：
1.理解晶闸管交流调压器和晶闸管交-交变频器的工作原理和输出电压、电流波形特点。
2.了解矩阵式交交变频电路的基本概念。 授课方式： 讲授+仿真演示
第五章：逆变电路 （ 6 学时）
教学内容： 5.1换流方式 5.2电压型逆变电路 5.3电流型逆变电路
5.4多重逆变电路和多电平逆变电路 教学要求：
1.掌握晶闸管逆变电路的换流方式及逆变电路的分类方法。 2.了解：基本逆变电路的结构及其工作原理。 授课方式：
讲授+仿真演示
第六章：PWM控制技术 （ 6 学时）
教学内容：
6.1 PWM控制的基本原理 6.2 PWM逆变电路及其控制方法 6.3 PWM跟踪控制技术
6.4 PWM整流电路及其控制方法 教学要求：
1.掌握PWM逆变电路及其控制方法。
2.了解PWM跟踪控制技术及PWM整流电路控制方法。 授课方式： 讲授+仿真演示
第七章：软开关技术 （ 4 学时）
教学内容：
7.1软开关的基本概念 7.2软开关电路的分类 7.3典型的软开关电路 教学要求：
1.理解典型软开关电路的工作原理。 2.了解软开关技术。 授课方式： 讲授+仿真演
第八章：组合变流电路 （ 4 学时）
教学内容：
8.1间接交流变流电路 8.2间接直流变流电路 教学要求：
1.理解两类组合变流电路的构成、基本原理和特点。 2.了解两类组合变流电路的典型应用。 授课方式： 讲授+仿真演
三、其他教学环节安排
16学时实验。其中常规基础实验8学时，综合设计实验8学时。实验说明及要求见附件1。
四、考核方式
本课程成绩根据作业、课程论文、实验和期末考试进行评定，课程成绩以百分制计算，分配比例如下：
（1）平时成绩25%。其中，课程论文5%，实验成绩10%，作业和出勤10%。 （2）期末成绩75%。在期末考试时学生可带事先准备的本课程总结，该总结内容占期末考试成绩的10%，目的是促进学生们更好地自主学习。
五、教材及主要参考书
（1）使用教材：王兆安 黄俊，《电力电子技术》（第四版），机械工业出版社，2009.1
（2）主要参考书：
张兴、杜少武等，电力电子技术，清华大学出版社，2006.
陈坚，电力电子学——电力电子变换和控制技术（第二版），高等教育出版社，2004.12
石玉，电力电子技术题例与电路设计指导，科学出版社,2000.8.
Jai P.Agrawal，电力电子系统——理论与设计，清华大学出版社，2001.5.
撰写人：刘艳 课程负责人：刘艳
审核人：丁元明
附件
《电力电子技术》课程实验教学大纲
课程类别：专业基础
英文名称：Power Electronic Technology
课程性质：必修 是否独立设课：否
总学时：56 其中实验学时：16 总学分：3.5 其中实验学分：0.5 适用专业：自动化
开课单位：信息工程学院自动化教研室
实验项目数：8 必做项目数：6
选作项目数：2 综合性、设计性项目数：3
一、教学目的与基本要求
1. 通过实验掌握进行《电力电子技术》实验的有关知识和实验技能。
2. 通过常规基础性实验让学生从“虚”到“实”，理解《电力电子技术》中最常用基本电路、基本器件的原理和调试方法，从而提高学生的学习兴趣，培养学生的动手能力。
3. 通过综合设计性实验培养学生根据实验目的自行拟定实验线路，选择所需仪器仪表，确定实验方法和步骤，测取实验数据、并对其进行分析和研究的能力，培养学生的创新意识。
二、主要仪器设备及工具
1. DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置共5套，包括的主要设备有：DJK01电源控制屏；DJK02晶闸管主电路控件；DTK02-1三相晶闸管触发电路挂件；DJK03晶闸管触发电路挂件；DJK05直流斩波电路，DJK10变压器实验挂件，DJK25 整流电路有源功率因数校正。
2．数字示波器、万用表 、导线若干。 三、实验内容及要求 序实验项目实验内容 学时实验实验每组号 名 称 分配 类型 要求 人数 验证 必做 3-4 1 自关断器件1.整理并画出不同自关断器件的基极2 及其驱动与保护电路实验 驱动电压、驱动电流、元件管压降的波形。 2.讨论并分析实验中出现的有关问题。 1.三相桥式变流电路在整流状态时观2 °°°察和记录 =30，60，90时，ud=f(t)，uVT=f(t)的波形，并记录相应的Ud，U2电压值。 2.三相桥式变流电路工作在逆变状态°°°时，观察β=30，60，90时，ud，综合 必做 3-4 2 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 uVT波形并记录相应的Ud，U2电压值。 3.观察电路模拟故障现象。 4.分析讨论。 3 直流斩波电路实验 1.电路接电阻性负载，接电阻-电感性2 负载，绘出各种负载下U=f(τ／t)的关系曲线。 2.讨论、分析实验中出现的各种现象。 1.电路带R、RL负载，记录各种情况下的ud，uVT波形。 2.在RL负载时改变α角，记录 三种情况下，u，i波形，分析对调压器工作的影响。 2 验证 必做 3-4 4 单相交流调压电路实验 验证 必做 3-4 5 单相交直交变频电路的性能研究 1.观测R和RL负载负载时，负载电压、4 电流波形。 2.调整信号波频率，分析说明PWM控制。 3.讨论、分析实验中出现的各种现象。 1.分析负载变化对电路工作的影响。 4 2.通过波形分析输出电路稳压的原理。 综合性 选作 3-4 6 半桥型开关稳压电源的性能研究 综合性 选作 3-4 7 有源功率因数校正(APFC)电路的研究 1.按实验要求，设计有源功率因数校正电路。 2.完成电路性能测试。 3.进行有源功率因数校正的测试。 4 设计性 必作 3-4 六、考核方式 1.实验报告要求：
实验的最后阶段是实验总结，即对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象、撰写实验报告。每位实验参与者都要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，不得用凑数据的方法来向理论靠拢，而是用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大误差的原因。 实验报告的一般格式如下：
(1)实验名称、专业、班级、实验学生姓名、同组者姓名和实验时间。 (2)实验目的、实验线路、实验内容。
(3)实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号。 (4)实验数据的整理、列表、计算，并列出计算所用的计算公式。 (5)画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。
(6)用理论知识对实验结果进行分析总结，得出明确的结论。
(7)对实验中出现的某些现象、遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。
(8)实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。
(9)每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。
2.考核方式：
预习报告、实验过程中考核和实验报告成绩综合评分。
七、实验教材、参考书 （1）使用教材：
《电力电子技术实验指导书》（自编） （2）主要参考书： 王兆安 黄俊，《电力电子技术》（第四版），机械工业出版社，2009.1 石玉，电力电子技术题例与电路设计指导，科学出版社,2000.8.
撰写人：刘艳
审核人：丁元明 课程负责人：刘艳
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