《电力电子装置与系统A》课程教学大纲(本科).pdf

电力电子装置与系统A（PowerElectronicEquipmentandSystem）课程代码：05410146学分：2学时：32（其中：教学学时：26实验学时：6上机学时：0课程实践学:0）先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、电力电子技术适用专业：农业自动化教材：《电力电子装置及系统》，杨荫福、段善旭，清华大学出版社，2006.09一、课程性质与目标（一）课程性质《电力电子装置与系统A》课程是农业自动化专业的一门专业选修课。该课程是在“电力电子技术”课程的基础上，进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标，电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强，能培养学生将知识融会贯通，提高学生综合应用知识与解决实际问题的能力。通过本课程的学习，要求学生掌握电力电子技术在实际装置中应用的基本原理，具备对复杂电力电子系统进行模型建立、定性分析、定量计算的能力，初步具备对系统进行设计和仿真乃至实验研究的技能，为《电气工程综合设计》和《毕业设计》课程做好理论准备，同时为进一步学习后续课程以及从事相关专业技术工作、科学研究工作、管理工作提供重要的专业理论基础。（二）课程目标本课程主要介绍电力电子实用技术和典型电力电子装置的控制技术，包括功率器件、高频开关电源、逆变电源等常用电力电子装置方面的内容，重点介绍各种电力电子装置的工作原理，并结合实例给出了各种常用电力电子装置的设计思想及相应的控制原理图。课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1：了解电力电子装置及系统的基本概念、主要类型、应用概况和发展前景，掌握半导体电力电子器件的工作原理和特性，了解电力电子器件在电力电子技术中的应用；了解电力电子装置设计应用中的国家标准与行业标准。课程目标2：了解高频开关电源的发展概况和基本组成；掌握自激型和他激型单端反激开关电源的基本工作原理；掌握高频变压器设计方法，掌握功率因数校正技术、三相高频整流器工作原理；掌握逆变器的电路结构、工作原理以及控制技术；掌握UPS的概述、分类、工作原理及其控制技术；掌握斩波变换的直流调速系统的基本组成、工作原理；掌握软开关直流电源的基本组成和工作原理；掌握晶闸管交流变换器的工作原理；掌握电力系统无功补偿装置、静止无功发生器ASVG；掌握电力系统有源滤波装置、有源电力滤波器APF；掌握电力系统谐波与无功功率综合补偿；掌握远距离直流输电的基本原理、基本结构和滤波装置。课程目标3：掌握电力电子装置的研制流程；掌握输出滤波器设计；掌握输出变压器设计；掌握缓冲电路设计；掌握直流滤波电路设计；掌握控制系统设计；掌握辅助电源设计；了解电磁兼容1/7技术和措施；掌握电路仿真。课程目标4：能够根据电力电子装置与系统的具体要求，选择对应的主电路结构和电力电子功率器件；能够基于综合设计的电路拓扑构建电力电子装置与系统，并进行实验验证，并且能够分析、解决实验过程中出现的基本问题；具备对复杂电力电子系统进行模型建立、定性分析、定量计算的能力，初步具备对系统进行设计和仿真乃至实验研究的技能。二、内容与进度安排1．内容及要求第一章绪论（一）教学内容1.电力电子装置及系统的概念、分类、应用以及发展前景。2.半导体电力电子开关器件。3.电力电子器件的应用技术。（二）教学要求1.了解本课程的性质、研究对象与基本任务。2.掌握电力半导体功率器件的工作特性。3.了解电力电子装置与系统的应用和发展史。（三）重点与难点1.重点是掌握晶闸管、GTO、电力MOSFET、IGBT器件特性。2.难点是掌握电力电子器件的应用技术，散热技术、缓冲电路、保护技术。第二章高频开关电源（一）教学内容1.高频开关电源概述。2.单端反激开关电源。3.高频开关变压器。4.功率因数为1的高频整流器。（二）教学要求1.掌握高频开关电源的工作原理。2.掌握单端反激开关电源的特点与设计过程。3.掌握高频开关变压器的工作原理。4.掌握功率因数为1的高频整流器的工作原理与应用要求。（三）重点与难点1.重点掌握高频开关电源的基本工作原理、变压器设计及功率因数校正技术。2.难点是单端反激式开关电源变压器的计算和设计。第三章逆变器（一）教学内容1.逆变器概论。2.单相、三相恒压恒频正弦波逆变器原理与实例。3.数字化波形控制技术。4.变频调速概论。5.智能功率模块变频调速装置。6.高频谐振逆变器的工作原理。7.高频感应加热电源的控制。（二）教学要求1.掌握恒压恒频正弦波逆变器的工作原理。2/72.掌握数字化波形控制技术与方法。3.掌握变频调速的基本原理。4.了解智能功率模块变频调速装置与应用。5.了解高频谐振逆变器的工作原理。6.了解高频感应加热电源的控制。（三）重点与难点1.重点掌握恒频恒压逆变器、变频