电力电子技术全套教程

第 1 次课 3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15 第一章电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用场合等。

教学重点、难点：器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。

教学方法及师生互动设计：启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。

课堂练习、作业：1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？2、试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。

介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、基本特性和主要参数。

本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。

学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的基础知识。

第 1 页第 2 次课 3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23 第一章电力电子器件 1.4 1.5 1.6课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数工程应用情况。

充分了解电力电子器件的驱动方式。

对其它新型器件也有所了解。

教学重点、难点：重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。

教学方法及师生互动设计：以实际生活中见到的的实例，启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。

如：调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。

课堂练习、作业：1、P42. 1.22、说出所知道的电力电子器件的名称及其应用场合、工作原理。

电力电子技术学习培训教程一、电力电子技术概述电力电子技术是一门通过电子器件（如晶体管、整流器、逆变器等）控制电能的技术，以提高能源利用率、降低能源消耗和污染，进一步推动工业化、城市化和信息化进程。

电力电子技术主要包括直流调制、交流调制、功率控制、脉宽调制等方面的内容，涉及电力电子器件的工作原理、性能参数、应用范围等。

二、电力电子技术学习培训内容1.基础知识（1）电力电子器件的分类和工作原理常见的电力电子器件包括整流管、晶闸管、场效应管、双极晶体管、可控硅等，学员需了解这些器件的工作原理、特性参数、应用范围等。

（2）电力电子电路的基本结构和原理学员需了解电力电子电路的基本结构、工作原理和常见的控制方法，如PWM调制、频率调制、谐波抑制等。

（3）电力电子系统的应用领域和发展趋势学员需了解电力电子技术在新能源发电系统、电力传输、工业控制等领域的应用情况和未来发展趋势。

2.实践技能（1）电力电子器件的选型与应用学员需要学习如何根据具体的应用需求选择合适的电力电子器件，并掌握相关的电路设计和调试技能。

（2）电力电子系统的设计与控制学员需要学习如何设计和控制电力电子系统，包括功率电子变换器、逆变器、整流器等。

（3）电力电子系统的故障诊断与维护学员需要学习如何进行电力电子系统的故障诊断和维护，掌握相关的故障排除方法和维护技能。

3.案例分析通过实际的电力电子系统案例分析，学员能够更深入地了解电力电子技术的应用和发展，并从中获取设计和应用技巧。

4.实验训练学员需要进行一定数量的实验训练，通过实际操作来掌握电力电子技术的相关知识和技能。

三、电力电子技术学习培训的要求和方法1.学员要求学员需要具有一定的电子技术和电路基础知识，具备一定的电子器件和电路设计能力，对电力电子技术感兴趣并有一定的实践动手能力。

2.培训方法（1）理论讲授通过讲师的系统讲解、理论课件、实例分析等方式向学员传授电力电子技术的基础知识和相关理论。

（2）实践操作通过实验室实践、实际案例分析、项目设计等方式，让学员进行一定数量的实际操作和应用训练。

contents•电力电子技术概述•电力电子器件目录•电力电子电路•电力电子技术的控制策略•电力电子技术的实验与仿真电力电子技术的定义与发展定义发展历程如太阳能、风能等可再生能源的转换与利用。

如电动汽车、电动自行车等电机驱动系统的控制。

如智能电网、分布式发电等电力系统的优化与控制。

如变频器、伺服系统等工业自动化设备的控制。

能源转换电机驱动电力系统工业自动化高效率、高功率密度智能化、数字化绿色化、环保化多学科交叉融合晶闸管（Thyristor 可控的单向导电性，用于可控整流电路Power Diode ）具有单向导电性，可用于整流电路010402050306电力晶体管（Giant Transistor，GTR）具有耐压高、电流大、开关特性好等优点通过在门极施加负脉冲使其关断电流控制型器件，通过控制基极电流来控制集电极电流可关断晶闸管（Gate Turn-OffThyristor，GTO）具有可控的开关特性，适用于高电压、大电流场合01电力场效应晶体管（Power MOSFET ）02电压控制型器件，通过控制栅源电压来控制漏极电流03具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点04绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT ）05结合了MOSFET 和GTR 的优点，具有电压控制、大电流、低饱和压降等特性06广泛应用于电机控制、电源转换等领域整流电路整流电路的工作原理介绍整流电路的基本工作原理，包括半波整流、全波整流和桥式整流等。

整流电路的类型详细阐述不同类型的整流电路，如单相半波整流电路、单相全波整流电路、三相半波整流电路和三相全波整流电路等。

整流电路的应用列举整流电路在电力电子领域的应用，如电源供应器、电池充电器和电机驱动器等。

逆变电路逆变电路的工作原理01逆变电路的类型02逆变电路的应用031 2 3直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的类型直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路的工作原理01交流-交流变流电路的类型02交流-交流变流电路的应用03电动机控制电热控制照明控制030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引飞机电源系统电力系统应用高压直流输电柔性交流输电分布式发电与微电网新能源应用风能发电太阳能发电风力发电机组中采用电力电子技术实现变速恒频控制，提高风能发电的稳定性和可靠性。

辽宁冶金职业技术学院教案课程名称：电力电子技术任课教师：开课系部：自控系授课班级：开课教研室：自控教研室开课学期：20xx～20xx学年度第一学期辽宁冶金职业技术学院教案辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院教案辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院教案辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿4、两个重要角度和：从晶闸管承受正向阳极电压开始到晶闸管导通之间的电角度用表示，称为控制角（或移相角）。

：晶闸管在一个周期内导通的电角度用表示，称为晶闸管的导通角。

5、平均电压U d 及U d /U 2及的关系6、有效电压7、平均电流、有效电流及波形系数 平均电流I d ：有效电流I ：波形系数k f ：当=0时k f =1.578、变压器二次侧供给的有功功率、视在功率及功率因数 有功功率：P=I 2R d =UI 视在功率：S=U 2I 功率因数：=0时，cos 最大为0.707222cos 145.0)(sin 221U t td U U d ⋅+==⎰αωωππα2cos 145.02α+⋅=∴U U d παπαπωωππα22sin 41)()sin 2(21222-+==⎰U t d t U U d d d d R U R U I 22cos 145.0⋅+==απαπαπ22sin 412-+==d d R U R U I )cos 1(2)(22sin ααππαπ+-+==d f I Ik παπαπφ22sin 41cos 22-+====U U I U UI S P（二）电感性负载 1、电路图2、整流原理及波形分析 u 2=u T +u d =u T +u L +u R ①当0≤t<t 1VT 截止， u d =0，u T =u 2，i d =0 ②当t=t 1时 晶闸管开始导通； ③ t 1≤t<t 2VT 导通，此时有：u d =u 2，u T =0，从零上升； ④ t=t 2时， i d 达到最大 ⑤t 2＜t ≤t 3 此时：u d =u 2 ，u T==0 ，i d 逐渐下降 ⑥t 3＜t<t 4 此时由于e L 的作用，继续维持晶闸管导通，e L 正的在减少，u 2负的在增大. u d =u 2 ⑦t=t 4 此时2ue l=晶闸管关断，i d =0⑧t 4＜t<t 5晶闸管截止，u d =0 u T =u 2 i d =0u d u R u Lu T U 2U 1u du Tu gu 2ωt ωt 4 ωt 3ωt 2 ωt 1 i dωtωtωtωtωt)dt di L (u R 1)e (u R 1i d 2d L 2d d -=+=辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿辽宁冶金职业技术学院讲稿教学内容备注1、实验目的(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。