电力电子变流技术说课

《电力电子变流技术》教学大纲课程编号0513-04课程类型专门课适用专业电气白动化总学时60理论学时54实践学时6制订日期2005. 6. 30制订人张永彪审核人胡人侃一、课程性质和任务电力电子变流技术是一门实践性较强的专业课。

它的日的与任务是：使学生通过人纲所规定的全部教学内容的学习，掌握晶闸管的各种整流电路及逆变电路的丁•作原理，并具有一定的分析故障和处理故障的能力。

二、课程的基本要求1、掌握報流电路的分析方法。

2、掌握整流电路的设计方法。

3、熟悉保护电路，触发电路，有源无源逆变电路的工作原理。

4、受到必要的实验技能的训练，能独立完全电子电路的实验，并养成严谨的科学作风。

5、为进一步学习后续课程打下基础。

三、教学内容第一章晶闸管概述1-1晶闸管的结构和T作原理1-2晶闸管的特性1-3晶闸管的主要参数1-4品闸管的测试与使用1-5双向晶闸管1-6功率晶体管1-7功率场效应晶体管1-8绝缘栅双极晶体管第二章可控整流电路2-1单相半波可控柴流电路2-2单相全波和单相全控桥式可控整流电路2-3单相半控桥式整流电路2-4三相半波可控整流电路2-5三相全控桥式整流电路2-6三相半控桥式整流电路2-7可控整流电路的应用实例第三章晶闸管的串，并联及保护3-1晶闸管的过电压保护3-2晶闸管的过电流保护与电压电流上升率的限制3-3晶闸管的串联和并联第四章晶闸管的触发电路4-1对触发电路的要求4-2单结晶体管的触发电路4-3同步电圧为锯齿波的触发电路4-4集成化晶闸管移相触发电路4-5触发脉冲与主电路电压的同步及防止谋触发的措施第五章交流电力控制电路5-1晶闸管控制开关5-2单相交流调压5-3三相交流调压第六章有源逆变电路6-1有源逆变电路的工作原理6-2三相有源逆变电路6-3逆变失败及最小逆变角的确定6-4有源逆变电路的应用第七章无源逆变电路7-1变频的基本概念7-2负载谐振式逆变器7-3三相逆变器7-4脉宽调制型逆变电路第八章直流斩波电路8-1降压式斩波电路8-2升压式斩波电路8-3升降式斩波电路四、实践环节电力电子技术实验实验一单相晶体管触发电路及单相半控桥式敕流电路实验实验二锯齿波触发电路与三相全控桥式整流电路实验实验三单相交流调压电路实验实验四三相半波逆变电路的研究实验五IGBT斩波电路实验五、各教学环节学时分配单元（章）分配学时理论实验实训其他第一章66第二章14144第三章44第四章882第五章88第六章66第七章44第八章44合计60546六、考核方式闭卷考试七、推荐教材和教学参考书1.莫正康.电力电子应用技术.北京：机械工业出版社,20002.黄俊，王兆安.电力电子技术.北京：机械工业出版社,20003.黄家善，王延长.电力电子技术.北京：机械工业出版社,2000。

电力电子变流技术课程设计一、设计背景电力电子变流技术是现代电力系统中的重要组成部分，在电力变压器和交流输电线路中广泛应用。

随着电力工业的快速发展，电力电子变流技术的应用范围不断扩大，同时电力电子变流技术也在不断推陈出新，为电力工业的高质量、高效率、安全稳定运行提供了支撑。

本课程设计旨在通过学生自主设计一个具有一定特点和实际应用价值的电力电子变流器电路，并完成项目实现和测试，进一步提高学生的实际操作技能和设计能力，培养学生综合素质和创新思维。

二、设计要求1.设计具有一定特点和应用价值的电力电子变流器电路。

2.完成电路的布局设计、元器件选择和参数计算，并进行电路仿真。

3.完成电路的原理图设计、PCB设计和电路焊接。

4.进行电路的调试、测试和性能评估，对电路性能进行分析。

5.撰写课程设计报告，包括设计思路、设计方案、电路实现、测试结果等内容。

三、设计步骤1. 场合选择本次课程设计场合为三相交流电源到直流负载的变流器，经过对需求分析、市场调查和技术评估，选择基于IGBT功率器件实现的单桥逆变器电路，作为变流器电力电子拓扑结构。

2. 电路参数计算根据场合需求以及实际电力电子器件的参考值，进行电路参数计算。

具体参数如下：•输入电压：380V，50Hz•输出电压：0~400V•输出电流：5A•功率因数：≥0.8•电路拓扑：单桥逆变器•控制方式：SPWM3. 电路仿真基于上述的电路参数进行电路仿真，主要包括信号处理、SPWM编码、输出三相逆变信号、输出三相电压负载、电路波形等仿真过程，进一步验证电路设计的可行性。

4. 电路设计基于完成的仿真结果，完成电路的原理图设计和PCB设计，并按照设计要求进行电路的焊接和调试。

设计中需要注意电路布局、线路连接、元器件选择和焊接品质等。

5. 电路测试完成电路设计和实现后，通过对电路性能进行测试和评估，包括空载测试、负载测试、功率因数测试等，对电路性能进行分析和总结，确保电路的正常工作和具有一定的应用价值。

电力电子变流技术第二版课程设计
选题背景
电力电子变流技术是电力系统中的关键技术之一。

通过变流技术，可以将交流电转换为直流电，并可通过逆变器将直流电转换为交流电。

电力电子变流技术的应用范围包括磁悬浮列车、电动汽车、风力发电等领域。

因此，对于电力电子变流技术的学习和掌握，对培养电力工程人才是非常重要的。

选题目的
本课程设计的目的在于深入理解电力电子变流技术的原理，掌握基本的电力电子变流器的设计方法和参数选取知识，通过实际的电力电子变流器设计与验证，培养学生的电力电子变流技术设计能力。

选题内容
研究背景
电力电子变换器作为电力电子技术中的一个重要领域，广泛应用于电力变换理论和电力系统中，对国家电力事业的发展和电力工程人才的培养起到了重要的指导和推动作用，因此在实际的工程设计应用中特别重要。

设计要求
本课程设计要求学生独立完成一个三相桥式电力电子变流器设计和模拟，包括电路图设计、电路参数计算、控制逻辑编写等方面。

设计步骤
1.根据实验要求设计三相桥式电力电子变流器电路图，包括IGBT开关
器件、驱动电路、电感器、电容器、负载电路等。

其中，需要保证IGBT器件的参数满足实验目的，如电流容量、耐压等。

1。

电力电子变流技术电子教案第一章：电力电子变流技术概述1.1 电力电子变流技术的定义与发展历程1.2 电力电子变流技术的基本原理1.3 电力电子变流技术的应用领域1.4 电力电子变流技术的优势与挑战第二章：电力电子器件介绍2.1 电力电子器件的分类与特性2.2 常用电力电子器件的工作原理与参数2.3 电力电子器件的选择与应用2.4 电力电子器件的散热与驱动电路第三章：整流器设计原理与应用3.1 整流器的基本原理与分类3.2 常用整流器电路的设计方法3.3 整流器的主要性能指标与优化措施3.4 整流器在电力系统中的应用案例第四章：逆变器设计原理与应用4.1 逆变器的基本原理与分类4.2 常用逆变器电路的设计方法4.3 逆变器的主要性能指标与优化措施4.4 逆变器在电力系统中的应用案例第五章：电力电子变流技术的仿真与实验5.1 电力电子变流技术仿真软件的选择与使用5.2 整流器与逆变器仿真案例分析5.3 电力电子变流技术的实验设备与方法5.4 实验操作步骤与数据分析第六章：控制策略与驱动电路6.1 电力电子变流技术的控制原理6.2 常用控制策略及其特点6.3 驱动电路的设计与实现6.4 控制策略在电力电子变流技术中的应用案例第七章：电力电子变流技术的保护措施7.1 电力电子变流技术故障类型及其原因7.2 常用保护措施及其原理7.3 保护电路的设计与实现7.4 保护措施在电力电子变流技术中的应用案例第八章：电力电子变流技术的可靠性分析8.1 电力电子变流技术可靠性的重要性8.2 影响电力电子变流技术可靠性的因素8.3 提高电力电子变流技术可靠性的措施8.4 可靠性分析在电力电子变流技术中的应用案例第九章：电力电子变流技术的节能与环保9.1 电力电子变流技术在节能方面的应用9.2 电力电子变流技术在环保方面的贡献9.3 节能与环保措施在电力电子变流技术中的应用案例9.4 未来电力电子变流技术在节能环保领域的发展趋势第十章：电力电子变流技术的未来发展10.1 新型电力电子器件的研究与应用10.2 电力电子变流技术在新能源领域的应用10.3 电力电子变流技术在智能电网中的应用10.4 电力电子变流技术的发展挑战与机遇第十一章：电力电子变流技术在工业应用中的案例分析11.1 电力电子变流技术在电机控制中的应用11.2 电力电子变流技术在电力传输中的应用11.3 电力电子变流技术在轨道交通中的应用11.4 电力电子变流技术在电力电子负载中的应用第十二章：电力电子变流技术在新能源领域的应用12.1 电力电子变流技术在风力发电中的应用12.2 电力电子变流技术在太阳能光伏发电中的应用12.3 电力电子变流技术在电动汽车充电器中的应用12.4 电力电子变流技术在储能系统中的应用第十三章：电力电子变流技术在智能电网中的应用13.1 电力电子变流技术在电网调度与控制中的应用13.2 电力电子变流技术在分布式发电中的应用13.3 电力电子变流技术在电力电子变电站中的应用13.4 电力电子变流技术在电力市场交易中的应用第十四章：电力电子变流技术的经济性与成本分析14.1 电力电子变流技术的投资成本14.2 电力电子变流技术的运行成本14.3 电力电子变流技术的维护成本14.4 电力电子变流技术的经济性分析与评估第十五章：电力电子变流技术的培训与教育15.1 电力电子变流技术的教育课程设置15.2 电力电子变流技术的培训方法与手段15.3 电力电子变流技术的教育与培训案例15.4 电力电子变流技术在未来教育与培训的发展趋势重点和难点解析本文主要介绍了电力电子变流技术的基本概念、原理、应用、设计方法、保护措施、可靠性、节能环保以及未来发展趋势等内容。

电力电子变流技术教学设计
一、教学目标
本教学设计旨在使学生掌握电力电子变流技术的原理和应用，了解电力电子在
电力系统中的重要作用，掌握电力电子变流器的基本结构、工作原理以及实际应用。

二、教学内容
1. 电力电子变流技术概述
介绍电力电子变流技术的发展历程、基本概念和应用特点，以及其在电力系统
中的作用。

2. 电力电子变流器的基本结构和工作原理
分析电力电子变流器的构成、控制和保护系统，理解各种拓扑结构和控制策略
的原理。

3. 电力电子变流器的应用
通过电力电子变流器在风力发电、太阳能发电、直流输电和交流传动等应用领
域中的实际案例，让学生更好理解其实际应用价值和重要意义。

4. 实验操作
通过实验教学，让学生学习掌握不同种类的电力电子变流器在不同工况下的工
作原理，掌握变流器的基本控制方法和保护技术。

1。

《电力电子变流技术》课程教学大纲一、《电力电子变流技术》课程基本信息1、课程代码：AU3092、课程名称：电力电子变流技术/Power Electronics3、学时/学分：36学时/2学分4、先修课程：电路基本理论，电子技术5、面向对象：自动化系本科生，6、开课院（系）、教研室：自动化系7、教材、教学参考书：教材名称：电力电子技术作者：黄俊、王兆安出版社：机械工业出版社出版时间：1998年10月二、本课程的性质和任务本课程是自动化专业的专业基础课。

该课程主要研究各类变流装置中发生的电磁过程、基本原理、控制方法、设计计算及其技术经济指标。

本课程的基本任务是：1．介绍各种电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性，以及驱动、缓冲、保护、串并联等器件应用的共性问题和基础性问题。

在各种器件中，以晶闸管、IGBT等作为重点介绍。

2．介绍各种电力电子电路的基本原理、电路结构、换相方法、波形分析和各种负载对电路工作的影响，并能对上述电路进行初步设计计算。

3．介绍PWM逆变电路的工作原理、控制方法、波形分析及PWM控制技术在变流技术中的应用。

三、本课程教学内容和基本要求电力电子变流技术课程的教学内容和基本要求是：1．熟悉和掌握普通晶闸管、可关断晶闸管和IGBT等电力电子器件的工作原理、开关特性、主要参数。

4学时。

2．熟悉和掌握单相、三相可控整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形分析和各种负载对电路工作的影响，并能对上述电路进行初步设计计算。

14学时。

3．掌握无源逆变电路、交流调压电路、斩波电路的工作原理、电路结构、换相方法、波形分析和参数计算。

10学时。

4．掌握PWM逆变电路的工作原理、控制方法、波形分析及PWM控制技术在变流技术中的应用。

8学时。

四、实验（上机）内容和基本要求1．单相桥式全控整流电路的研究。

2学时。

2．三相桥式全控整流电路的研究。

3学时。

3．三相桥式有源逆变电路的研究。

2学时。

4．直流斩波电路的研究。

电力电子变流技术电子教案第一章：电力电子变流技术概述1.1 电力电子变流技术的定义和发展历程1.2 电力电子变流技术的重要性1.3 电力电子变流技术的应用领域1.4 本章小结第二章：电力电子器件2.1 电力电子器件的分类和工作原理2.2 常用电力电子器件的特点和应用2.3 电力电子器件的驱动和保护电路2.4 本章小结第三章：整流器3.1 整流器的基本原理和分类3.2 常用整流器的电路结构和性能比较3.3 整流器的设计和应用实例3.4 本章小结第四章：逆变器4.1 逆变器的基本原理和分类4.2 常用逆变器的电路结构和性能比较4.3 逆变器的设计和应用实例4.4 本章小结第五章：电力电子变流技术的应用5.1 电力电子变流技术在电力系统中的应用5.2 电力电子变流技术在交通运输中的应用5.3 电力电子变流技术在工业控制中的应用5.4 电力电子变流技术在新能源领域的应用5.5 本章小结第六章：开关电源6.1 开关电源的基本原理和分类6.2 常用开关电源的电路结构和性能比较6.3 开关电源的设计和应用实例6.4 本章小结第七章：变频器7.1 变频器的基本原理和分类7.2 常用变频器的电路结构和性能比较7.3 变频器的设计和应用实例7.4 本章小结第八章：电力电子变流技术的控制策略8.1 电力电子变流技术控制策略的基本原理8.2 常用控制策略的分析和比较8.3 控制策略在电力电子变流技术中的应用实例8.4 本章小结第九章：电力电子变流技术的故障与保护9.1 电力电子变流技术常见故障分析9.2 电力电子变流技术的保护措施9.3 故障与保护在电力电子变流技术中的应用实例9.4 本章小结第十章：电力电子变流技术的未来发展趋势10.1 电力电子变流技术的发展趋势10.2 电力电子变流技术面临的挑战10.3 未来电力电子变流技术的应用前景10.4 本章小结重点和难点解析一、电力电子器件难点解析：电力电子器件的工作原理较为复杂，需要深入理解其导通和截止机制；不同类型的电力电子器件具有不同的特点和应用场景，需要进行细致的区分和掌握。

前言按照《电力电子变流技术》课程设计的要求，经过一周的准备时间现在开始正式整理此份设计任务书。

电力电子技术又称为功率电子技术，他是用于电能变换和功率恐控制的电子技术。

电力电子技术示弱电控制强电的方法和手段，是当代高兴技术发展的重要内容，也是支持电力系统技术革命和技术革命的发展的重要基础，并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。

微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展，极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。

电力电子器件是电力电子技术发展的基础。

正是大功率晶闸管的发明，使得半导体变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。

而二十时间九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。

电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门，包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。

功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电，小到一瓦的手机充电器，电力电子技术随处可见。

电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展，电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快，控制方便，灵活的特点，能够显著地改善电力系统的特性，在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。

2010年7月4日目录前言-----------------------------------------------------------------------------------------1目录-----------------------------------------------------------------------------------------2 一设计任务书简介1.1.设计题目-------------------------------------------------------------------------------3 1.2.设计任务及条件---------------------------------------------------------- -----------3 1.3设计注意事项-------------------------------------------------------------------------3 二相关知识回顾2.1 晶闸管的结构------------------------------------------------------------------------3 2.2晶闸管的工作原理简单回顾-------------------------------------------------------4 三设计方案简介3.1 单相桥式全控整流电路电阻性负载触发电路的设计------------------------6 3.2单相桥式全控整流电路电阻性负载工作波形----------------------------------6 四器件的选择及参数的计算4.1变压器的选择及参数计算----------------------------------------------------------7 4.2晶闸管的选用及参数计算-----------------------------------------------------------8 五心得体会------------------------------------------------------------------------------9 六特别鸣谢------------------------------------------------------------------------------9七参考文献------------------------------------------------------------------------------9一.设计任务书简介1.1设计题目：单相桥式全控整流电路电阻性负载1.2设计任务及设计条件1.2.1设计条件：（1）电网：380V，50Hz；（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；（3）负载阻值：15Ω；负载工作电压：50V~150V可调。

电子电力变流课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电子电力变流技术的基本概念，掌握变流电路的分类和原理；2. 使学生掌握电力电子器件的特性，并能正确选用；3. 培养学生运用变流技术进行电路分析与设计的能力。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，解决实际电子电力变流问题的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够搭建和调试简单的电力变流电路；3. 培养学生团队协作和沟通表达能力，能够在小组讨论中分享观点和经验。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电力变流技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生关注能源转换与利用，提高环保意识和责任感；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到电子电力变流技术在国民经济发展中的重要作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握基本理论的基础上，提高实践操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路分析与设计，培养具备较高综合素质的电子电力技术人才。

课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电子电力变流技术基本概念：介绍电力变流技术的定义、分类及其在电力系统中的应用。

2. 变流电路原理：讲解常用的直流-直流（DC-DC）变换、直流-交流（DC-AC）变换和交流-直流（AC-DC）变换电路的工作原理及其特性。

3. 电力电子器件：介绍各类电力电子器件（如二极管、晶体管、晶闸管等）的原理、特性及应用。

4. 变流电路分析与设计：分析典型变流电路的原理，教授电路参数计算、器件选型及电路仿真等方法。

5. 实践操作：组织学生进行电力变流电路搭建、调试及性能测试，提高学生的动手实践能力。

6. 教学案例：结合实际工程案例，讲解电子电力变流技术在工业、交通、新能源等领域的应用。

教学内容按照以下教学大纲安排和进度：1. 第1周：电子电力变流技术基本概念、变流电路分类；2. 第2周：直流-直流（DC-DC）变换电路原理；3. 第3周：直流-交流（DC-AC）变换电路原理；4. 第4周：交流-直流（AC-DC）变换电路原理；5. 第5周：电力电子器件原理、特性及应用；6. 第6周：变流电路分析与设计方法；7. 第7周：实践操作；8. 第8周：教学案例分析及总结。

《电力电子变流技术》课程教学大纲一、课程简介课程名称：电力电子变流技术英文名称：Power Electronics Techniques课程代码：0110373 课程类别：专业基础课学分：3 总学时：48 （42理论+6实验）先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电机和电力拖动课程概要：电力电子变流技术课程是一门讲授利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术的课程，是一门跨学科的课程，也是一门实用性很强的课程，是电气、自动化专业必修的专业基础课。

二、教学目的及要求电力电子变流技术课程的教学目的及要求是：要求学生电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制等三部分内容，着重学习电能变换电路的基本工作原理。

为学生在学习电力拖动自动控制系统等后续课程奠定基础。

三、教学内容及学时分配绪论（2学时）了解本课程的基本概念、学科地位、基本内容及发展历史；了解电力电子技术的应用范围及发展前景。

第一章电力电子器件（6学时）理解晶闸管及其工作原理、晶闸管的特性及其主要参数，并对其他一些电力电子器件有所了解；了解各种电力电子器件及其驱动和缓冲、保护电路；了解晶闸管的串、并联及均流与均压措施。

重点：晶闸管的导通及关断条件及电压、电流定额；各种电力电子器件驱动电路及缓冲电路、过压与过流保护电路。

难点：晶闸管的额定电流。

第二章可控整流器与有源逆变器（16学时）理解单相半波、单相桥式全控、三相半波、三相桥式全控整流电路的工作原理及数量关系以及变压器漏抗对整流电路的影响；理解逆变的概念，三相有源逆变电路及逆变失败与最小逆变角的限制，以及变流装置的触发电路；了解锯齿波触发电路的工作原理；了解整流电压的谐波分析、可控整流电路带反电动势负载时的工作情况，及大功率可控整流主电路接线形式及其特点；了解逆变工作状态时的直流电动机机械特性，有源逆变电路应用举例及变流装置的功能指标。

重点：单相桥式全控整流电路工作原理及计算；三相可控整流电路的工作原理及计算及变压器漏抗对整流电路的影响；三相有源逆变电路。