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第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版） 7.3 PWM跟踪控制技术滞环比较方式跟踪控制方法: 跟踪控制方法: 不是用信号波对载波进行调制，而是把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过“ 两者的瞬时值比较”来决定逆变电路开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化。
滞环环宽电抗器L的作用图7-22 采用滞环比较方式电流跟踪控制图7-23 滞环比较方式的指令电流和输出电流常用的（跟踪）比较方式：滞环比较方式、三角波比较方式。
1基本原理 2参数影响①L的影响： L大时，i的变化率小，跟踪慢; L小时，i的变化率大，开关频率过高; ②环宽的影响环宽过宽时：开关频率低,跟踪误差大；环宽过窄时：跟踪误差小,但开关频率过高(损耗大电流跟踪控制应用最多。
第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）第7章 PWM控制技术 PWM 控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）三角波比较方式基本原理• 先把i*U、i*V和i*W和实际电流iU、iV、iW进行比较，求出偏差, 通过放大器A放大后, 再去和三角波进行比较，产生PWM波形。
第9章电力电子器件应用的共性问题驱动电路的基本任务：——将控制信号转换为电力电子器件的“开通”或“关断”信号。
• 对半控型器件: 只需提供开通控制信号。
• 对全控型器件: 既要提供开通控制信号, 又要关断控制信号。
驱动电路（的作用）？①主电路与控制电路之间的接口。
是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。
电力电子技术基础课程设计一、设计背景电力电子技术是现代电力系统运行、传输、转换、控制等方面的重要技术，是推进电力系统安全、稳定、节能、环保等方面的关键技术之一。
本课程设计旨在通过基础电力电子器件的设计和仿真，使学生深入了解电子元器件特性与运行原理，提高学生的电力电子技术理论和实践能力，为其今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。
二、课程设计内容1. 设计任务设计一个电源电路，要求输入交流电压230V，输出稳定的直流电压5V、1A。
设计过程中需要包括选型、分析、仿真等环节，最终完成基于电阻、电容等电力电子器件的电源电路。
2. 设计流程2.1 电路选型通过分析电源电路需要的功能和特性，确定需要使用的元器件类型。
根据输入输出电压、电流等参数，选择合适的器件型号。
2.2 电路原理图设计根据电路选型，使用电路设计软件（如Multisim等）进行原理图设计，将所需元器件拖入工作区域并进行连线、参数设置等操作。
2.3 电路仿真在Multisim等软件上进行电路仿真，并通过仿真结果调整电路中各元器件的参数。
2.4 PCB版图设计在电路仿真和参数调整完毕后，根据电路原理图进行PCB版图设计，并导入PCB设计软件进行布局和布线等操作。
2.5 PCB板上电路的组装与测试完成PCB版图设计后，将电路中的器件安装到PCB板上，进行电路测试并调查是否达到预期目标。
3. 作品展示最终成品应能够将输入的交流电压转换成稳定的5V直流电压，并能够提供至少1A的电流输出。
学生可在作品展示环节进行电路说明和参数分析，以展现其深入学习电力电子技术的优秀成果。
三、思考题1.在设计电源电路时，需要考虑哪些因素？2.在Multisim软件进行仿真电路时，应该如何对仿真结果进行分析和评估？3.在硬件实际搭建电路时，应注意哪些事项？如何快速排错？四、总结本课程设计要求学生深入学习电力电子技术的理论与实践，并且应用软件进行电路仿真与测试。
其设计思路清晰，流程简洁清晰，体现出了电子电路设计的全流程与实践过程，为学生今后进一步从事该领域的研究和应用提供必要的基础。
《电⼒电⼦技术基础》教学⼤纲《电⼒电⼦技术基础》教学⼤纲（学分3，学时48）⼀、课程基本信息编码：Code:课程名称：电⼒电⼦技术基础Course Title: Basics of Power Electronics课程类别：学类核⼼Course category:Professional Education学分：3Credit(s): 3学时: 48 School hours:48开课学期: 秋季Semester: Autumn先修课程: ⾼等数学，⼤学物理，积分变换Prerequisites: Advanced Mathematics，General Physics，Integral Transformations 开课单位：电⽓与信息⼯程学院Offering College/School: College of Electrical and Information Engineering⼆、课程描述中⽂: 电⼒电⼦技术是利⽤有关器件对电能进⾏控制和转化的技术,是应⽤于电⼒领域的电⼦技术。
它包括电⼒电⼦器件、变流电路和控制电路三个部分,是电⼒技术、电⼦技术和现代控制技术三者交叉形成的学科。
“电⼒电⼦技术基础”课程是电⽓⼯程及其⾃动化专业、⾃动化专业本科⽣必修的学科基础课程，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。
同时，为相关的后续专业课程打好基础。
课程理论严密，逻辑性强，在教学内容⽅⾯着重基本知识、基本理论和基本设计⽅法的讲解；在培养实践能⼒⽅⾯,着重提⾼学习解决实际问题的能⼒和基本技的训练与提升。
英⽂：Power electronic is a technology which uses some devices to control and transfer power. It is a branch of electronic technology which is applied in the field of power. It includes the power electronic devices, converter circuit and control circuit. Power electronics is an interdiscipline of electric power technology, electronic technology, and modern control technology. Power electronics is an indispensable and professional core course for students of electrical engineering and its automation. This course aims to enable students to master the operational characteristics and applied methods of various commonly used power electronics device. To master structure, working principle, control method, design and calculation methods and experimental skills of basic power electronic circuit. To understand the application and technical - economic index of power electronic devices, so as to lay a foundation for their further work in power electronic technology. This course mainly covers power-electronic device, AC-DC converter, DC-AC converter, DC-DC converter, AC-AC converter, PWM control, soft switch technology, etc.三、课程的能⼒⽬标1 课程的能⼒⽬标通过本课程的教学，使学⽣具备下列能⼒：课程⽬标1.理解⼆极管、IGBT、SCR、GTO等基本开关器件及⼯作原理，运⽤基本电路理论，能将复杂电路系统的动态⾏为简化为不同的开关⼯作模态，分析不同模态下的⼯作特性，从⽽掌握和具备熟练分析晶闸管整流电路、直流斩波电路等能⼒；（对应毕业要求2.1）课程⽬标2. 能够熟练运⽤微分、积分、线性⽅程组求解、⾏列式计算、微分⽅程求解、复数运算、矩阵相乘等⾼等数学知识，建⽴和分析电⼒电⼦变换电路的不同开关模态及其⼯作特性，并与仿真相结合，分析模型和仿真的差异和局限性，并给出有效结论；（对应毕业要求2.4）课程⽬标3：通过本课程教学、电路设计和⼯程实验，学⽣能够熟练运⽤本专业相关的基础知识和基本理论，考虑电⼒电⼦变换器的结构设计，进⾏成本和体积的优化设计，实现变换器的⾼效经济运⾏，同时能够考虑环境与可持续发展的约束，降低变换器的噪声和电磁⼲扰；（对应毕业要求7.2）课程⽬标4.能够选择和使⽤现代设计⼯具，进⾏电⼒电⼦变换系统的单元和整体设计，以满⾜单元或系统设计要求，并在设计中能体现创新意识，能根据结果对⽅案进⾏分析和调整，完成单元级软硬件开发与调试（对应毕业要求4.1）课程⽬标5. 能够完成电⼒电⼦技术课程的实验项⽬，并对结果进⾏分析，实验过程中遵守实验安全制度（对应毕业要求4.2）课程⽬标6. 能够和团队进⾏问题分解和任务分配，并组织⼯程实践的开展（对应毕业要求9.4）课程⽬标7.能将⾃⼰的设计思路、设计⽅案和实现过程在课堂进⾏宣讲、与公众互动和讨论，有效表述⾃⼰的观点和意见（对应毕业要求10.2）课程⽬标8. 开展电⼒电⼦技术基础的双语教学实践，同时⿎励和督促学⽣追踪和学习国际上电⼒电⼦学动态，包括电⼒电⼦教学、变换拓扑及控制⽅法等，使学⽣具有⼀定的国际视野，能够在跨⽂化背景下进⾏沟通和交流（对应毕业要求10.3）2.课程⽬标和教学环节的对应关系：四、课程内容和课时分配五、教学环节1、理论教学1）采⽤启发式教学，引导学⽣独⽴思考，培养提出问题、分析问题和解决问题的能⼒，促进学⽣的⾃主学习。
电力电子技术基础一、课程说明课程编号：110316Z10课程名称：电力电子技术基础/ Fundamentals of Power Electronic Technology 课程类别：专业教育课程学时/学分：40/2.5先修课程：电机与电力拖动、电子技术、电路理论适用专业：电气工程及其自动化、自动化、测控技术与仪器教材、教学参考书：1.王兆安等主编.电力电子技术(第5版).北京:机械工业出版社.2009；2.贺益康等主编.电力电子技术.北京:科学出版社.2010；3.王云亮等主编.电力电子技术.北京:电子工业出版社.2013；4.徐德宏等主编.电力电子技术.北京:科学出版社.2006。
二、课程设置的目的意义本课程是电气工程、自动化、测控专业的专业基础课，它的任务是使学生掌握各类电力电子器件的工作原理，特性和主要参数及各类变流装置发生的电磁过程，基本原理，控制方法，设计计算，实验技能以及它们的技术经济指标。
以便学生毕业后具有进一步掌握各种变流装置的能力，并为后续“自动控制系统”打下基础。
三、课程的基本要求掌握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性能问题；掌握单相、三相整流电路和有源逆电路的基本原理，波形分析和各种负载对电路运行的影响，并能对上述电路进行初步的设计计算；掌握斩波电路、交流调压、变频电路的工作原理及线路结构；掌握脉宽调制（PWM）技术和软开关技术；掌握电力电子装置的设计与调式方法；了解电力电子学科的发展区势。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求1．要求学生通过实验，掌握电力电子变流电路波形分析方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2．建议选做：典型触发电路波形分析；三相变流电路（R、L负载）研究；三相变流电路及电势负载机械特性研究；直流斩波电路性能研究；交—直—交变频电路的性能研究。
3．根据实验技术要求，拟定实验步骤，选用仪器及仪表。
电力电子技术教学大纲一、课程基本信息课程名称：电力电子技术课程类别：专业基础课课程学分：X学分课程总学时：X学时授课对象：适用专业二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握电力电子技术的基本理论、基本电路和基本分析方法，具备电力电子电路的设计、分析和调试能力，为后续课程的学习和从事相关工作打下坚实的基础。
具体目标如下：1、知识目标掌握电力电子器件的工作原理、特性和参数。
理解各类基本电力电子变换电路的结构、工作原理和控制方法。
熟悉电力电子技术在电力系统、工业控制、新能源等领域的应用。
2、能力目标能够对常见的电力电子电路进行分析和计算。
具备设计简单电力电子电路的能力。
能够使用仿真软件对电力电子电路进行建模和分析。
3、素质目标培养学生的工程思维和创新意识。
提高学生解决实际问题的能力和团队协作精神。
三、课程内容1、电力电子器件电力二极管工作原理特性和参数主要类型和应用晶闸管结构和工作原理特性和参数触发电路电力晶体管工作原理和特性驱动电路电力场效应晶体管工作原理和特性驱动电路绝缘栅双极型晶体管工作原理和特性驱动电路2、整流电路单相可控整流电路电阻性负载电感性负载反电动势负载三相可控整流电路三相半波可控整流电路三相桥式全控整流电路有源逆变电路逆变的概念和条件有源逆变电路的工作原理相控电路的触发电路触发脉冲的要求触发电路的类型和工作原理3、逆变电路逆变电路的基本概念和分类电压型逆变电路单相电压型逆变电路三相电压型逆变电路电流型逆变电路单相电流型逆变电路三相电流型逆变电路4、直流直流变换电路基本斩波电路降压斩波电路升压斩波电路升降压斩波电路Cuk 斩波电路复合斩波电路电流可逆斩波电路桥式可逆斩波电路5、交流交流变换电路交流调压电路单相交流调压电路三相交流调压电路交交变频电路单相交交变频电路三相交交变频电路6、 PWM 控制技术PWM 控制的基本原理单相 PWM 逆变电路三相 PWM 逆变电路 PWM 跟踪控制技术7、软开关技术软开关的基本概念软开关电路的分类和工作原理8、电力电子技术的应用电力电子技术在电力系统中的应用高压直流输电无功补偿电力电子技术在工业控制中的应用直流调速系统交流调速系统电力电子技术在新能源领域的应用太阳能光伏发电风力发电四、课程教学方法1、课堂讲授讲解电力电子技术的基本概念、原理和电路。
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。
电力电子技术基础教学设计一、教学目标本节课的教学目标是帮助学生掌握电力电子的基础原理和掌握电力电子器件的使用方法。
二、教学内容1.电力电子的基础原理2.电力电子器件概述3.半控和全控电路的设计方法4.电力电子控制技术三、教学方法本节课采用理论教学和实践教学相结合的方法，理论部分通过授课和PPT演示，实践部分通过上机操作和课堂讨论，以加深学生对于电力电子技术的理解和掌握。
在课程设计中，应注重培养学生的实践动手能力，采用案例、仿真、实验等多种形式，加强课堂互动和引导学生自主学习。
四、教学重点和难点教学重点：1.电力电子器件的概述和使用方法；2.半控和全控电路的设计方法。
教学难点：1.掌握电力电子的基础原理；2.理解电力电子控制技术。
五、教学流程时间教学环节教学内容8:00-8:05 上课铃响，教师进入教室8:05-8:10 开课介绍对本节课程内容进行简要介绍，激发学生兴趣8:10-8:40 理论讲解和PPT演示介绍电力电子的基础原理和电力电子器件的概述8:40-8:55 课堂讨论和案例分析老师提供相关案例，引导学生讨论半控和全控电路的设计方法8:55-9:25 上机实践给每个学生布置一个电路设计任务，进行上机实验操作9:25-9:40 课堂互动和总结学生展示实验结果，老师进行点评，帮助学生总结课程要点9:40-9:45课堂作业和下课布置相关作业，下课六、教学工具和设备1.电脑2.投影仪3.白板和笔4.实验设备七、教学评估本节课教学评估方法采用课堂小测验和课后作业相结合的方式。
课堂小测验：在上机实践之前进行，测试学生对于电力电子器件使用方法和半控、全控电路设计的掌握情况，测试时间为20分钟。
课后作业：综合本节课程内容给出一道课堂作业，布置时间为1周。
八、教学心得本节课程设计主要围绕电力电子技术基础知识进行，以注重理论与实践相结合，并重视学生实际动手能力的培养为主旨。
针对教学难点和环节，采用案例分析和上机实践的方式，让学生在实践中掌握技能和理解知识。
