第10章 电力电子技术基础
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西安理工大学研究生招生入学考试《电力电子技术》考试大纲科目代码:814科目名称:电力电子技术第一部分课程目标与基本要求一、课程目标电力电子技术是电气工程及其自动化类专业一门必修的专业基础课。
本课程主要考查考生对电力电子技术基本概念的理解,对常用电力电子器件特性和使用方法,基本的电力电子变换电路的结构、工作原理、控制方法、分析和设计方法掌握程度;考查考生基本电力电子基础知识的综合运用能力。
二、基本要求本课程主要任务是研究常用的电力电子器件的驱动控制方法;使学生掌握基本电力电子变换电路控制、设计和分析方法;熟悉各种电力电子装置的应用范围和技术指标。
通过本课程的学习,学生能运用所学正确分析典型电力电子变换电路的问题,使学生具备进一步学习后续课程的理论基础。
第二部分课程内容与考核目标第一章绪论1、理解电力电子技术设计的学科范畴;2、了解电力电子技术研究内容;3、了解电力电子技术发展史;4、了解电力电子技术应用领域。
第二章电力电子器件1、了解电力电子器件在实际应用系统中的地位;2、掌握常用电力电子器件:电力二极管、晶闸管、典型全控型器件IGBT和电力MOSFET的结构、工作原理、动静态特性及参数;3、了解新型电力电子器件及材料。
第三章整流电路1、掌握相控整流电路的基本概念及分析方法;2、掌握单相及三相相控整流电路控制方式、工作原理及波形分析;3、掌握有源逆变实现条件、有源逆变颠覆概念,掌握常用有源逆变电路工作原理;4、理解变压器漏抗对可控整流电路的影响,电容滤波对整流器输出电压的影响;5、了解整流电路谐波及其评价指标,了解非正弦电路中功率因数评价方法。
第四章逆变电路1、掌握电力电子技术的基本换流方式;2、掌握逆变电路常用控制方法;3、掌握单相及三相电压型逆变电路结构特点、工作原理和输出波形特性;4、掌握电流型逆变电路结构特点、工作原理和输出波形特性;5、理解逆变电路多重化工作原理及作用。
第五章直流-直流变换电路1、掌握直流斩波电路常用控制方法及分析方法;2、掌握基本的直流斩波电路,如降压斩波、升压斩波和升降压斩波电路的拓扑结构、控制方法和工作原理;3、掌握电流可逆和桥式可逆斩波电路控制方法,了解斩波电路多重化意义。
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。
电力电子技术课程教学大纲(POWERE1ECTRONIC)总学时数:40其中:实验学时数:0课外学时数:0学分数:2.5适用专业:电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化专业的基础课程,它的任务是使学生掌握各类电力电子器件的工作原理,特性和主要参数及其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,并为后续课“电力拖动与运动控制系统”打好基础。
二、课程教学的基本要求(一)掌握电力电子器件(主要为晶闸管,电力晶体管,可关断晶闸管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管)的工作原理,特性和主要参数(含驱动、缓冲和保护电路)。
(二)熟练掌握单相,三相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运行的影响,并能对上述电路进行初步的设计计算(包括触发电路与保护环节)。
(三)3.了解无源逆变、直流斩波、交流调压和交-交变频电路的工作原理,了解并掌握PWM控制技术及PW型逆变电路的基本原理和控制方法。
(四)初步了解软开关技术的基本概念和常用的组合变流电路的主要形式。
(五)初步了解电力电子学科的发展趋势。
(六)掌握基本变流装置的调试实验方法。
三、课程的教学内容、重点和难点绪论基本内容:电力电子技术的基本概念和内涵,电力电子技术发展历程,电力电子技术应用领域,本课程在国民经济中的作用意义,本课程的特点和学习方法。
基本要求:使学生了解电力电子技术的基本概念和内涵,了解本课程的重要性,认识到他所学的内容仅是电力电子学科中的最基本的内容,而本学科还有很多重要的课题有待去学习,去解决。
第一章电力电子器件一、电力电子器件概述基本内容:电力电子器件的概念和特征;电力电子系统的构成;电力电子器件的分类。
基本要求:1、了解电力电子器件的基本概念、主要特征以及主要类型;2、了解应用电力电子器件构成的系统的主要组成部分及各部分功能。
《电力电子技术》课程标准一、课程基本信息(二)专业概况1、培养目标本课程以基于工作过程的课程开发理念为指导,以职业能力培养和职业素养养成为重点,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,融合维修电工职业资格标准,以变流与变频典型工作过程,以来源于企业的实际案例为载体,以理实一体化的教学实训室为工作与学习场所,对课程内容进行序化,要求学生在对电力电子器件及应用有初步认识的基础上,能组建并调试简单直流调速系统、调光灯,能对开关电源进行检查与简单故障的维修,能使用和维护变频器。
通过任务驱动教学及任务单的完成提高学生积极的行动意识和职业规划能力,培养学生的创新创业能力,为后续课程学习作前期准备,为学生顶岗就业夯实基础,同时使学生具备较强的工作方法能力和社会能力2、岗位面向电力电子技术广泛应用于各个行业。
如工业生产中的交流调速、直流调速、感应加热、焊接、电解、电镀等交通运输业的电力机车、轻轨、地铁、电动汽车等电力行业的高压直流输电、无功补偿、电力滤波等电子装置用的开关电源、UPS电源等;风光发电系统的最大功率跟踪、并网离网逆变器等;航空航天、核反应、家用电器等诸多领域都有电力电子技术的身影。
显而易见,学好“电力电子技术”这门课程,对电气专业学生后续课程的学习和毕业后的工作是多么重要。
3、专业核心能力(1)了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。
掌握普通晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、功率场效应管和绝缘门极晶体管等电力电子器件的工作原理、主要参数、控制电路及选用测试方法。
(2)掌握常用的相控整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形画法、主要参数计算、元件选择以及掌握晶闸管电路的过压、过流等保护方法和元件的估算。
第1页共1页(3)掌握常用触发电路工作原理、波形分析,根据要求选择恰当的触发电路和集成触发器件。
(4)掌握由电力电子器件组成的交流调压电路、逆变电路、变频电路、斩波电路等基本原理。
(5)具有一定的电力电子电路实验和调试的能力。
考虑题与习题1.独立考虑以下各小题,分不从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT 和IGBT〞中选择适宜的词填写在各小题的括号里。
〔1〕〔〕是半控器件,〔〕和〔〕是全控器件。
〔2〕〔〕和〔〕所需驱动电路的静态功耗接近于0。
〔3〕要是盼瞧导通电流为15A时,器件主回路的导通压落小于220mV,那么应选用〔〕作为主开关器件。
〔4〕除功率MOSFET外,〔〕的输进特性与功率MOSFET的输进特性类似。
〔5〕〔〕在导通电流为500A条件下,为了将它关断,它的操纵极所需反向关断电流之峰值的尽对值需超过100A。
〔6〕〔〕的输进特性与双极型三极管的输进特性类似。
〔7〕要是盼瞧制做一个升压型DC-DC变换电路,将450V直流电源升高为650V直流电源,最大输出电流为200A,斩波频率为15KHz,那么应选用〔〕作为主开关器件。
〔8〕〔〕要是差不多导通,在主回路电流大于10A条件下,即使操纵信号变为负值,它也不能关断。
2.分析比立SCR〔一般晶闸管〕、双向SCR〔双向晶闸管〕、GTO〔可关断晶闸管〕、GTR〔电力双极型晶体管〕、功率MOSFET和IGBT等电力电子器件的性能,答复以下咨询题:〔1〕哪种器件的工作频率最高?〔2〕哪种器件的容量较小?〔3〕哪种器件既可由操纵信号正向开通,也可由操纵信号反向开通?〔4〕哪些是半控器件?〔5〕哪些是全控器件?〔6〕Ron是哪种器件的参数?〔7〕哪种器件的输进特性与功率MOSFET的输进特性类似,而且它的输出特性与GTR的输出特性类似?〔8〕在器件的通态电流与300A条件下,为了将它关断,哪种器件的操纵极所需反向关断电流之峰值的尽对值应超过60A?〔9〕要是在静态〔电流、电压、操纵信号的幅值和电路参数维持不变〕条件下,测得一个器件的操纵极电压为+10V,主电路的电流为20A,主回路的管压落为200mV。
咨询:它属于哪种器件?〔10〕要是盼瞧在每个工作周期内,器件导通和关断的持续时刻各为约10ms,那么,哪些可控器件相应的操纵信号为高电平的持续时刻必须大于5ms?而另外哪些可控器件相应的操纵信号为高电平的持续时刻可小于5ms?3.一般晶闸管〔SCR〕与负载电阻串联接单相交流市电,其标称值为220V〔有效值〕,电网电压动摇不超过20%。
电力电子技术基础知到章节测试答案智慧树2023年最新浙江大学绪论单元测试1.以下哪些电力电子电路类型是正确的()参考答案:交流变换电路;直流变换电路;整流电路;逆变电路第一章测试1.以下哪个不是全控型器件()。
参考答案:晶闸管2.以下哪个不是少数载流子参与工作的器件()。
参考答案:功率MOSFET3.以下哪些是功率MOSFET特点()参考答案:开关速度快;导通时呈阻性;所需驱动功率小4.肖特基功率二极管比PN结功率二极管的导通电压高。
()参考答案:错5.IGBT比功率MOSFET的开关速度慢。
()参考答案:对第二章测试1.以下电路中只有升压能力的是()。
参考答案:Boost电路2.以下电路中能够输出负极性电压的是()。
参考答案:Buck-Boost电路3.以下电路中兼具升降压能力的是()参考答案:Cuk电路;Zeta电路;Buck-Boost电路4.正激变换器只能降压,不能升压。
()参考答案:错5.Buck电路,相同的占空比控制时,电感电流不连续模式的输出电压比连续模式的输出电压高。
()参考答案:对第三章测试1.单相交流调压电路,阻性负载,输出电流的谐波中,下面哪次谐波不包含在内()参考答案:22.晶闸管交流调压电路可以改变交流电的频率。
()参考答案:错3.单相交流调压电路,感性负载,触发角在以下哪些范围内输出不可控()参考答案:Ɑ>π;Ɑ<Φ4.AC/AC区分间接变换或直接变换,在于是两级结构还是一级结构。
()参考答案:对5.AC/AC间接变换有多种多样的电路拓扑,其原因主要是为了满足不同应用时,电路效率的要求。
( )参考答案:对第四章测试1.单相全桥方波逆变电路的直流电压利用率约为()。
参考答案:0.92.对单相SPWM逆变电路采用三次谐波注入法,可使得在合成调制波无过调制情况下,将输出电压基波幅值增加到正弦波线性调制时的()。
参考答案:1.15倍3.方波逆变电路+LC高频滤波器可以从拓扑上构成一个正弦波逆变电路。