英文课程名称:Power Electronics课程编号:102026
授课语言: 双语 学分: 3
总学时: 51实验学时: 8
课程定位和基本要求
1.课程定位
本课程是电气工程及其自动化专业的专业必修课。它是电气工程领域中电力电子与电力传动方向的一门重要基础课程,其理论架构与电气工程及其自动化专业课程体系中电路理论、模拟电子技术、自动控制原理等基础课有着紧密关系。在整个电气信息类专业的人才培养方案中,本课程在起着专业定位的重要作用。通过本课程的学习,让学生了解电力电子技术的基本概念,掌握基本拓扑结构与工作原理、关键参数分析方法、脉宽调制技术和软开关技术原理,培养严谨的思维能力及分析解决问题的能力,通过相关实验锻炼动手操作能力,为后续专业课程的学习打下扎实的基础。
2.课程性质:
本课属于专业基础课
3.课程面向专业:
电气工程及其自动化
实验基本要求:
掌握安全用电常识;
掌握对电力电子基本电路进行分析和调试的技术;
学会基本的整流电流与逆变电路的参数设计与基本调试方法;
初步学会对各模态下的拓扑等效模型进行分析和求解的能力;
初步掌握直流变换的基本拓扑;
初步掌握电力电子拓扑系统进行方案选择、器件选型。
5.实验基本内容:
(1)直流斩波DC/DC变换性能研究:PWM波形形成的原理了解,PWM波形的占空比分析,降压型斩波电路研究,升压型斩波电路研究,在不同的占空比下的输入-输出电压测量和有关特性曲线绘制。
(2)三相半波整流电流性能研究:分析在阻性、感性负载下不同的触发角时的Ud波形、Uvt波形、负载电流波形和脉冲波形等,分析波形出现故障时的原因,测量在不同α时输入、输出电压关系。
(3)三相桥式可控整流电路的性能研究:分析在阻性、感性负载下不同的触发角时的Ud波形、Uvt波形,、负载电流波形及脉冲波形等,分析波形出现故障时的原因,测量在不同α时输入、输出电压关系。
(4)三相桥式有源逆变电路的性能研究:测试有源逆变电路的特性,设计逆变变压器的参数,逆变波形分析及逆变失败原因分析。
(5)半桥型开关稳压电源的性能研究:用示波器观察两路PWM信号的波形,记录波形、频率和幅值;记录整流电路输出电压波形,记录波形、周期、脉宽和幅值等内容。
二、“立德树人”内涵
本课程培养学生的工程能力、创新精神与敬业精神,帮助学生在学习工程中建立可持续发展的价值观和社会责任感,使其在未来的工作中能坚守执业道德规范,能够为社会发展和国家建设服务。
同时,课内实验能够帮助学生锻炼良好的团队沟通和一定的领导能力,并为继续深造和终身学习打下基础。
三、学时分配
总学时 | 理论课学时 | 实验学时 | 习题学时 | 现场实践学时 | 上机学时 | 考核学时 |
51 | 42 | 8 | 0 | 0 | 0 | 1 |
四、实验项目和主要仪器设备与器材配置
本课程要求学生在下列5个实验项目中挑选4个进行实验。
序号 | 实验项目 | 内容提要 | 实验类别 | 每 组 人 数 | 实验学时 | 主要仪器设备 | 设备复套数 | 主要消耗材料 | 所在实验分室 | ||
验证 | 综合 | 设计 | |||||||||
1 | 直流斩波DC/DC 变换性能研究 | PWM波形形成原理了解,PWM 波形的占空比分析,降压型斩波电路研究,升压型斩波电路研究,在不同的占空比下的输入-输出电压测量和有关特性曲线绘制。 | √ | 2 | 2 | 电力电子及电气传动实验台 | 10 | 探头、导线 挂钩 | 电气工程 | ||
2 | 三相半波整流电流性能研究 | 分析在阻性、感性负载下不同的触发角时的Ud波形、Uvt波形、负载电流波形和脉冲波形等,分析波形出现故障时原因,测量在不同α时输入、输出电压关系。 | √ | 2 | 2 | 电力电子及电气传动实验台 | 10 | 探头、导线,挂钩 | 电气工程 | ||
3 | 三相桥式可控整流电路的性能研究 | 分析在阻性、感性负载下不同的触发角时的Ud波形、Uvt波形、负载电流波形及脉冲波形等,分析波形出现故障时原因,测量在不同α时输入、输出电压关系。 | √ | 2 | 2 | 电力电子及电气传动实验台 | 10 | 探头、导线 挂钩 | 电气工程 | ||
4 | 三相桥式有源逆变电路的性能研究 | 测试有源逆变电路的特性,逆变变压器的参数设计,逆变波形分析及逆变失败原因分析。 | √ | 2 | 2 | 电力电子及电气传动实验台 | 10 | 探头、导线 挂钩 | 电气工程 | ||
5 | 半桥型开关稳压电源的性能研究 | 用示波器观察两路PWM 信号的波形,记录波形、频率和幅值;记录整流电路输出电压波形,记录波形、周期、脉宽和幅值等内容。 | √ | 2 | 2 | 电力电子及电气传动实验台 | 10 | 探头、导线 挂钩 | 电气工程 |
五、实验预习和实验报告的要求、考核方式
实验报告是实验环节的重要书面报告(以下*号部分重点考核),其内容必须包括以下内容:1)实验名称;2)实验目的;3)实验仪器设备;4)实验内容*(包括实验预习题) 5)实验结果分析和问题讨论。
课程采用考勤、过程考核和最终考核三部分构成,其中考勤占10%,过程考核分为预习报告,实验过程和实验报告两部分,分别占20%和40%,最终考核占30%; 重修要求根据学生实际情况,主要考核学生仿真、实验过程和实验报告3部分,分别占20%,40%和40%。
六、教材、实验指导书与主要参考书
教材名称 | 作者 | 出版社 | 版次 | ISBN | 教材性质 |
电力电子学-变换器、应用和设计 | Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbin | 高等教育出版社 | 第三版 2004.4 | 7-04-014002-0 | 教材 |
电力电子技术 | 王兆安,刘进军 | 机械工业出版社 | 第五版2009.7 | 9787111268062 | 参考书 |