电力电子技术教案【优选3篇】
电力电子技术教案 篇一
电力电子技术是指应用电子器件和电力控制技术来实现对电能的调节、转换和控制的一门学科。在现代工业生产和生活中，电力电子技术被广泛应用于各种电力系统和电气设备中，如电力变流器、交流调速系统、UPS电源等。为了帮助学生更好地理解和掌握电力电子技术，下面将介绍一份针对本科电气工程专业的电力电子技术教案。
**教学目标：**
1. 理解电力电子技术的基本原理和应用领域；
2. 掌握电力电子器件的特性和工作原理；
3. 能够设计和分析基本的电力电子电路；
4. 了解电力电子技术在工程实践中的应用。
**教学内容：**
1. 电力电子技术概述
- 电力电子技术的发展历程；
- 电力电子技术在能源转换和控制中的作用。
2. 电力电子器件
- 二极管、晶闸管、场效应管等电力电子器件的特性和应用；
- 电力电子器件的工作原理和性能指标。
3. 电力电子电路
- 单相半波整流电路、全波整流电路、逆变电路等基本电力电子电路的设计和分析；
- 电力电子电路的调节和控制方法。
4. 电力电子应用
- 电力电子技术在电力系统中的应用；
- 电力电子技术在电动车、风力发电等领域的应用。
**教学方法：**
1. 理论讲解结合实例分析，引导学生深入理解电力电子技术的基本原理和应用；
2. 实验操作和仿真练习，帮助学生掌握电力电子器件和电路设计的基本技能；
3. 课堂讨论和小组合作，促进学生之间的交流和合作，提高学习效果。
通过以上教学内容和方法的组织，相信学生们将能够全面地了解和掌握电力电子技术的相关知识，为将来的工程实践打下坚实的基础。
电力电子技术 篇二
随着电力系统的发展和电气设备的智能化需求增加，电力电子技术在现代工程领域中的应用越来越广泛。为了培养学生对电力电子技术的理解和应用能力，下面将介绍一份适用于研究生电气工程专业的电力电子技术教案。
**教学目标：**
1. 深入了解电力电子技术的发展趋势和前沿技术；
2. 掌握电力电子器件和电路设计的高级技能；
3. 能够进行电力电子系统的仿真和实验研究；
4. 熟悉电力电子技术在新能源和智能电网中的应用。
**教学内容：**
1. 电力电子技术前沿
- 多电平逆变技术、SiC、GaN器件等电力电子技术的最新发展；
- 电力电子技术在智能电网和电动车充电系统中的应用。
2. 电力电子器件设计
- 高频变压器设计、功率模块封装等电力电子器件设计技术；
- SiC、GaN器件的特性和应用。
3. 电力电子系统仿真
- PSCAD、MATLAB/Simulink等电力电子系统仿真工具的使用方法；
- 电力电子系统性能分析和优化。
4. 电力电子应用案例
- 新能源发电系统中的电力电子技术应用；
- 智能电网中的电力电子技术应用案例。
**教学方法：**
1. 研究生独立研究和报告，促进学生对电力电子技术前沿的深入了解；
2. 项目设计和实践操作，培养学生的电力电子系统设计和仿真能力；
3. 专题讲座和学术交流，引导学生关注电力电子技术在实际工程中的应用。
通过以上教学内容和方法的组织，相信研究生学生们将能够在电力电子技术领域做出更深入的研究和探索，为电力系统的可靠性和智能化发展贡献自己的力量。
电力电子技术教案 篇三
电力电子技术教案
电力电子技术教案 应用电子技术教研室 电力电子技术教案 第1讲: 绪论 1 什么是电力电子技术 2 电力电子技术发展概况 3 电力电子技术的应用 4 课程内容、任务及要求 第1章 电力电子器件 1.1 电力电子器件概述 讲述电力电子器件的特征、发展以及分类 1.2 电力二极管 1.PN结与电力二极管的工作原理 电力二极管的基本特征 重点掌握动态特性的关断特性和开通特性 电力二极管的主要参数 快速恢复二极管 第2讲: 1.3 晶闸管 1.晶闸管的结构与工作原理 PNPN四层三端结构 重点掌握晶闸管的开通、关断条件 2.晶闸管的基本特征 静态特性和门极伏安特性,重点掌握动态特性的开通和关断过程 3.晶闸管的主要参数 电压定额 电流定额 选取SCR电流额定值时,依有效值相等的原则选取 动态参数 di/dt , dv/dt 门极参数 4.晶闸管的派生器件 第3讲: 1.4 典型全控型器件 门极可关断晶闸管GTO 重点掌握与普通晶闸管设计的不同――全控型器件 动态特性注意关端过程的储存时间 最大可关端阳极电流 电流关断增益 2.电力晶体管GTR 采用达林顿接法――大容量 二次击穿问题 电力场效应晶体管MOSFET 用栅极电压来控制漏极电流 垂直导电机制 体内反并联二极管 栅源电压大于20V将导致绝缘层击穿,并联15V稳压管保护 绝缘栅双极晶体管IGBT 体内寄生PNP晶体管带来电导调制机制 擎住效应(动态、静态) 1.6 电力电子器件的驱动 分为电流型和电压型器件的驱动 晶闸管触发电路的要求 电力MOSFET的驱动电路 1.7 电力电子器件的保护 过电压保护 过电流保护 缓冲电路(吸收电路) 第4讲: 第2章 整流电路 本章强调波形分析方法 2.1 单相可控整流电路 2.1.1 单相半波可控整流电路 存在直流磁化问题,很少应用 阻性负载 电路工作原理与工作波形 数量关系(Ud、Id、IVT) 阻感负载 理解关键:电感对电流变化有抗拒作用 电路工作原理与工作波形 电路特点 带续流二极管时工作情况 2.1.2 单相桥式全控整流电路 阻性负载 阻感性负载 反电动势负载 电路特点 注意停止导电角概念 2.1.3 单相全波可控整流电路 注意与单相桥式全控整流电路的不同点 2.1.4 单相桥式半控整流电路 带续流二极管工作,否则会发生失控现象,相当于单相半波不可控电路 第5讲: 2.2 三相可控整流电路 2.2.1 三相半波可控整流电路 存在直流磁化问题,输出电压波形一周期脉动3次 阻性负载 (1)原理分析与工作波形 注意自然换向点,=30o (2)数量关系 移相范围150o,>30o,输出电压、电流断续 阻感负载 原理分析与工作波形 由于存在电感,使输出电流连续,输出电压出现负值 数量关系 移相范围90o 第6讲: 2.2.2 三相桥式全控整流电路 不存在直流磁化问题,输出电压波形一周期脉动6次 特别注意:输出电压在线电压波形上 注意管子排列序号 自然换向点在线电压60o处 阻性负载 (1)=0o、=30o、=60o工作波形 (2)同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲 宽脉冲触发 双窄脉冲触发 (3)重要分析结论 (4)数量关系 阻感负载 (1)原理分析与工作波形 由于存在电感,使输出电流连续,输出电压出现负值 (2)数量关系 移相范围90o 第7讲: 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响 换向重叠现象 换向压降 换向重叠角的计算 2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.5.1 谐波和无功功率分析基础 谐波分析的基础 功率因数的基本概念 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析 讲述单相桥式 第8讲: 2.5.3 整流输出电压和电流的谐波分析 结论:含有m的.倍数次谐波 随谐波次数增加,谐波幅值下降 增加m,可使谐波含量减少 2.6 大功率可控整流电路 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 电路形式 平衡电抗器的作用及电路工作原理 输出电压波形及其平均值 关于平衡电抗器数值的选取 结论 第9讲: 整流电路的有源逆变工作状态 2.7.1 逆变的概念 什么是逆变?为什么要逆变? 直流发电机——电动机系统电能的流转 有源逆变产生的条件及逆变工作原理 2.7.2 三相有源逆变电路 自然换相点同整流一样,只是在负半周 >90o,输出电压为负值,工作于逆变状态 三相半波逆变工作原理 三相桥式逆变工作原理 从自然换相点向左数角度,画输出电压波形 第10讲: 2.7.3 逆变失败及最小逆变角限制 何为逆变失败?原因? 脉冲丢失、脉冲延迟 晶闸管发生故障 交流电源异常 换向裕量角不足 最小逆变角的限制 2.8 晶闸管直流电动机系统 2.8.1 工作于整流状态时 负载电流连续时电动机的机械特性 负载电流断续时电动机的机械特性 2.8.2 工作于逆变状态时 负载电流连续时电动机的机械特性 负载电流断续时电动机的机械特性 第11讲: 2.8.3 直流可逆电力拖动系统 两组变流器的反并联可逆电路 每组变流器都有2种工作状态——整流和逆变 正反两组有4种工作状态——电动机4象限运行 2.9 相控电路的驱动控制 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路 同步环节 锯齿波形成环节 移相控制环节 第12讲: 脉冲形成与放大环节 强触发与隔离输出环节 双窄脉冲形成环节 脉冲封锁环节 2.9.3 触发电路的定相 同步电压滞后于主电路电压180 o,即满足晶闸管对同步的要求 确定整流变压器和同步变压器的接法,即可选定每一晶闸管的同步信号 第13讲: 第3章 直流斩波电路 3.1 基本斩波电路 3.1.1 降压斩波电路 电路拓扑 工作原理分析 三种控制方式 电路解析,注意使电流连续的最小电感值 3.1.2 升压斩波电路 电路拓扑 工作原理分析 升压斩波电路的典型应用 3.1.3 升降压斩波电路和CuK斩波电路 此两种电路输出与输入电压极性相反 Boost-Buck电路 稳态时,电感电压在一周期的平均值为零 CUK斩波电路 稳态时,电容电流在一周期的平均值为零 第14讲: 3.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路 3.2.1 电流可逆斩波电路 1.V1和VD1构成降压斩波器 2.V2和VD2构成升压斩波器 3.两斩波器交替工作 3.2.2 桥式可逆斩波电路 视为两个电流可逆斩波电路的组合 3.2.3 多相多重斩波电路 注意相数和重数的概念 习题课:讲解第1、2章作业 第15讲:实验1 第16讲:实验2 第17讲:实验3 第18讲: 第4章 交流电力控制和交交变频电路 4.1交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 阻性负载 阻感负载 负载电流分解为稳态分量和暂态分量,得出结论: 时,;时, 斩控式交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 相当于3个单相交流调压电路的组合 6只晶闸管触发顺序,脉冲间隔60o 画o时a相负载电压波形 第19讲: 4.2 其它交流电力控制电路 4.2.1 交流调功电路 4.2.2 交流电力电子开关 4.3 交交变频电路 4.3.1 单相交交变频电路 电路构成和基本工作原理 整流与逆变工作状态 由i0决定哪组晶闸管工作 由io和u0方向决定整流或逆变 第20讲: 输出正弦波电压的调制方法 注意余弦交点法求交点法的基本公式 输入输出特性 输出上限频率 输入功率因数 4.3.2 三相交交变频电
