_电力电子技术_课程教学的改革

第27卷　第2期

2008年4月

理　工　高　教　研　究

Journal of T echnology College Education

Vol.27　No.2

　April 2008

《电力电子技术》课程教学的改革

3

湖北工业大学　程琼

,黄圣超

摘要:　随着电力电子技术的迅速发展,该课程的教学内容在不断增加和更新,而课程的学时并没有增多。如何在有

限的学时中让学生学到更多的知识,这就需要对教学方式和方法进行探讨并改进。

3湖北省教育厅教研项目(20060258).作者:程琼系湖北工业大学副教授.

《电力电子技术》是电气工程及其它相关专业的专业技术基础课,课程的特点是电路形式多种多样,每个电路在不同的情况下会产生不同的工作效果,其效果的分析涉及到电路中各变量波形。随着电力电子技术的迅速发展,该课程的教学内容不断更新,而课程的学时并没有增多。如何在有限的学时内让学生学到更多的知识,这就需要转变教学方式,对教学方式和方法进行探讨并改进,构建完整的教学体系。

一、构建《电力电子技术》课程体系

《电力电子技术》是电力、电子、控制三大电气工程技术知识的交叉学科。它是利用弱电去控制强电的技术,其发展和应用与电力系统及其自动化、现代控制理论、材料科学、微电子技术等领域密切相关。我们在本科《电力电子技术》的基础上,派生出研究生学位课《现代电力电子》、研究生选修课《电力电子系统设计》及本科生的选修课《开关电源技术》、《近代交流调速技术》。《电力电子技术》与这些课程尽管内容不同,但其核心基础均为电力电子技术及应用,在内容上有很强的相关性和互补性。这些课程相互促进,协调发展,形成了电力电子技术从本科生到研究生,从基本理论到应用完整的课程系列。

二、结合工程实际,充实教学内容

教学中我们根据工程实际应用去选择要学习的知识。以晶闸管为代表的半控型器件及由其组成的控制电路曾是电力电子技术的核心,但由于其关断难以控制,而全控型器件的出现和脉冲宽度调制

(PWM )技术的发展,使全控型器件逐渐代替了半控型器件。因此在教学中要紧紧围绕当今技术的核心,压缩和删减一些已过时或在实际工程中应用较少的器件和电路知识。在AC ΠAC 电路的讲解中,应联系当今电力电子技术的发展趋势,简略介绍矩阵式变频电路的工作原理及应用。三、注重原理分析,提高综合能力

电力电子技术涵盖的知识点多,难度大,对先修

课程(电路理论和电子技术基础)的要求高,学习起来相对困难。电力电子技术也在不断的更新,这就要求教师跟上时代的步伐,摄取新的知识,在授课时让学生们了解当今技术的发展。教师作为课程引导者,应针对学生的具体情况确定教学的知识点和授课的难易程度。在课堂上教师不可能传授所有的知识,但应力求做到知识传授与能力培养有机的结合。教学是教师与学生双方面的结合,教师要引导学生去学习并掌握知识。在讲解电力电子电路时,应针对电路提出一些启发性问题,让学生思维活跃起来,引导学生对电路的工作原理和波形进行分析,分析过程中应注意知识的系统性和连贯性,培养学生融会贯通的能力。三相整流电路、逆变电路的工作原理波形分析和参数计算是电力电子技术的重点难点部分,这些内容应在

讲解单相电路知识的基础上进行扩展,根据三相电路的整体参数分析每相电路中电力电子器件的工作状态。在确定器件是导通或截止后,作出工作波形并对

电路进行参数计算。整个教学过程中应把原理分析放在首位,淡化数字计算,提高学生的思维能力。

四、采用多媒体教学,形成互动

电力电子技术课程教学中最大的特点是借助于波形,分析电力电子器件和电路的工作状态,以确定电路中能量的变换和传递。在“黑板+粉笔”的授课方式中,教师画电路图、波形图时,时间用的比较多,而运用多媒体教学,可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题,对学生理解电路工作原理有事半功倍的效果。因此将多媒体教学应用到该课程的教学中,通过多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,可以提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣。在课堂讲解过程中将课本上的知识利用多媒体形象化,并联系实际应用进行说明和讲解,促使学生对电力电子技术从感性认识上升到理性认识。

多媒体教学作为一种辅助教学手段,可以提高课堂的知识容量和讲课效率,但它仅仅是课堂讲授的一种方式,不应完全依赖这种教学手段。在教学过程中,教师要根据教学大纲的要求,合理安排多媒体教学,并观察学生的学习状态,适时地采用板书和口头授课。在使用多媒体教学课堂上,教师应多和学生交流,形成互动,使学生在较短的时间内掌握有关知识并学习教师分析问题和解决问题的方法。

五、加强实验与实践教学

电力电子技术是一门工程性和实用性很强的一门学科,在前面讨论了该课程的课堂教学,但知识要转化为使实用的科学技术才能体现其价值和意义,因此在教学中应加强实验和实践教学。

在实验教学中,学校安排的学时是有限的,教师应选择教材上具有代表性的实验来组织教学。虽然按教材上所做的实验只是对课本上的波形和数值进行验证,但学生可以从验证性实验中了解电力电子技术的实际应用,熟悉电力电子器件的性能和特点,以及一些常用电气仪表的使用方法,对以后的实践可以起到指导性的作用。实验室对学生开放相应的实验装置和设备,为学生的发展提供一个实验和实践的平台,提高他们的动手能力和创新能力。

在实验教学中,教师可以采用虚实结合的教学方式,即部分实验采用计算机仿真软件来实现。计算机仿真是指使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究,具有精度高、重复性好等特点,是进行科学研究和教学的重要手段之一。将仿真软件引入到教学中,可以让学生自己动手去设计或开发实用电路模型,并对电路的运行效果进行模拟实验。这样既能解决实验器材不能完全开放的问题,又能让学生充分发挥想象力,极大地提高学生的思维能力和动手能力。

六、结语

随着社会科学技术的发展,电力电子技术也在不断地更新。教师在教学中应跟上时代变化的步伐,不断地更新和充实教学内容,改进教学方法和手段,将课本上的理论知识联系到实践中去,培养新世纪所需的人才。

参考文献

[1]　王兆安,黄俊.电力电子技术[M].4版.北京:机械工业

出版社,2000.

[2]　韩　春.《电力电子技术》课程的教学改革与实践[J].南

京工程学院学报:社会科学版,2004,(12):23-25. [3]　王建冈.“电力电子技术”课程教学初探[J].自动化与仪

器仪表,2003,(5):36-38.

011 程琼,黄圣超:《电力电子技术》课程教学的改革

电力电子技术MATLAB仿真报告模板

《电气专业核心课综合课程设计》 题目：基于MATLAB的电力电子技术 仿真分析 学校： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 目录

1.整流电路仿真………………………………………………………………………………页码 1.1单相半波可控整流系统………………………………………………………………页码 1.1.1晶闸管的仿真…………………………………………………………………页码 1.1.2单相半波可控整流电路的仿真………………………………………………页码 1.2晶闸管三相桥式整流系统的仿真…………………………………………………页码 1.3相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的仿真………………………………页码 2.斩波电路仿真………………………………………………………………………………页码 2.1降压斩波电路（Buck变换器）………………………………………………………页码 2.1.1可关断晶闸管（GTO）的仿真…………………………………………………页码 2.1.2 Buck变换器的仿真………………………………………………………页码 2.2升压斩波电路（Boost变换器）………………………………………………………页 码 2.2.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真…………………………………………页码 2.2.2 Boost变换器的仿真……………………………………………………………页码4.逆变电路仿真………………………………………………………………………………页码 4.1晶闸管三相半波有源逆变器的仿真………………………………………………页码 5.课程设计总结………………………………………………………………………………页码参考文献……………………………………………………………………………………页码 电气专业核心课综合课程设计任务书

电力电子课程学习心得

前沿 在大二学习模电之后，这学期我们开始接触电力电子器件和多种变换器。其中包括直流变直流，无源逆变电路，整流和有源逆变电路，交流变交流电路，软开关变换器。电力电子技术（Power Electronics Technology）是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科，包括电压、电流、频率和波形变换，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科。电力电子技术与信息电子技术的主要不同就是效率问题，对于信息处理电路来说，效率大于15%就可以接受，而对于电力电子技术而言，大功率装置效率低于85%还是无法忍受。目前能源问题已是我国面临的主要问题之一，提高电源变换效率是电力电子工程师主要任务. 电力电子器件及应用 电力电子器件特点：1.具有较大的耗散功率2.工作在开关状态3.需要专门驱动电路来控制4.需要缓冲和保护电路。我们在本章学习了功率二极管，场效应二极管，电力二极管，IGBT . 可控整流器与有源逆变器： 主要内容： 整流器的结构形式、工作原理，分析整流器的工作波形，整流器各参数的数学关系和设计方法;整流器工作在逆变状态时的工作原理、工作波形。变压器漏抗对整流器的影响、整流器带电动机负载时的机械特性、触发电路等内容。 学习重点包括： (1) 学习不同型式整流电路的工作原理，波形分析与数值计算、各种负载对 整流电路工作情况的影响。 (2) 变压器漏抗对整流电路的影响，重点建立换相压降、换相重叠角等概念， 并掌握相关的计算，熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响。 (3) 掌握产生有源逆变的条件、逆变失败及最小逆变角的限制等。 (4) 熟悉锯齿波移相触发电路的原理，建立同步的概念，掌握同步电压信号的 选取方法。 交-交变换器： 主要内容： 晶闸管单相和三相交流调压器；全控型器件的交流斩波电路；交-交变频器；交-交(AC-AC)变换器的应用。 交流调压电路通常由晶闸管组成，用于调节输出电压的有效值。与常规的调压变压器相比，晶闸管交流调压器有体积小、重量轻的特点。其输出是交流电压，但它不是正弦波形，其谐波分量较大，功率因数也较低。 控制方法： (1) 通断控制。即把晶闸管作为开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。这种控制方式电路简单，功率因数高，适用于有较大时间常数的负载；缺点是输出电压或功率调节不平滑。 (2) 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。 基本结构和工作原理

基于Matlab的电力电子技术课程设计报告

《电力电子技术》 课程设计报告 题目：基于Matlab的电力电子技术 仿真分析 专业：电气工程及其自动化 班级：电气2班 学号：Z01114007 姓名：吴奇 指导教师：过希文 安徽大学电气工程与自动化学院 2015年 1 月7 日

中文题目 基于Matlab 的电力电子技术仿真分析 一、设计目的 （1）加深理解《电力电子技术》课程的基本理论； （2）掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力； （3）学习Matlab 仿真软件及各模块参数的确定。 二、设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： （1）根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，设计电路原理图； （2）利用MATLAB 仿真软件绘制主电路结构模型图，设置相应的参数。 （3）用示波器模块观察和记录电源电压、控制信号、负载电压、电流的波形图。 三、设计内容 （1）设计一个降压变换器（Buck Chopper ），其输入电压为200V ，负载为阻感性带反电动势负载，电阻为2欧，电感为5mH ，反电动势为80V 。开关管采用IGBT ，驱动信号频率为1000Hz ，仿真时间设置为0.02s ，观察不同占空比下（25%、50%、75%）的驱动信号、负载电流、负载电压波形，并计算相应的电压、电流平均值。 然后，将负载反电动势改变为160V ，观察电流断续时的工作波形。（最大步长为5e-6，相对容忍率为1e-3，仿真解法器采用ode23tb ） （2）设计一个采用双极性调制的三相桥式逆变电路，主电路直流电源200V ，经由6只MOSFET 组成的桥式逆变电路与三相阻感性负载相连接，负载电阻为1欧，电感为5mH ，三角波频率为1000Hz ，调制度为0.7，试观察输入信号（载波、调制波）、与直流侧假想中点N ‘的三相电压Uun ’、Uvn ’、Uwn ’，输出线电压UV 以及负载侧相电压Uun 的波形。 四、设计方案 实验1：降压变换器 dc-dc 变流电路可以将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。其中，直接直流变流电路又称为斩波电路，功能是将直流电变为另一直流电。本次实验主要是在Matlab 中设计一个降压斩波电路并仿真在所给条件下的波形和数值与理论计算相对比。降压斩波电路原理图如下所示，该电路使用一个全控型器件V ，这里用IGBT ，也可采用其他器件，例如晶闸管，若采用晶闸管，还需设置使晶闸管关断的辅助电路。为在V 关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD 。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，图中用m E 表示。若无反电动势，只需令0m E ，以下的分析和表达式中均适用。

合工大回归教育部

转发：1998年我校重归教育部纪实——陈心昭 现在的工大是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校、国家“985优势学科创新平台”建设高校，在徐校长的带领下继续迈向更加美好的 明天。 12年前，前任校长陈心昭先生在当时极为严峻的条件下力排万难，让日渐衰落的工大成功跻身教育部直属高校，才使后面的“211工程”、“985优势学科创新平台”成为可能，否则一切都是浮云！ 为了纪念建校65周年，原校长陈心昭教授写了这篇文章纪念当 时的点点滴滴，也让我们工大学子记住前人的艰辛！ 向已经退休的原校长陈心昭教授致以崇高的敬意！愿工大的明天 更加美好！ 1998年我校重归教育 部纪实 陈心昭 1998年3月召开的九届全国人大一次会议上通过了《关于国务院机构改革案方案的决定》。改革后国务院部委由原来的40多个减少到29个，主管我校的机械工业部改为国家机械工业局。根据《决定》的精神，国务院着手制定调整撤并部门所属学校建立新管理体制的方案。方案的基本考虑是，这些部属普通高校近百所，原则上都将实行中

央和地方共建，其中大部分以地方管理为主，少数以中央为主。我校在这次调整中能否进入以中央为主管理的行列，称为教育部直属高校，对于学校发展意义重大、影响深远。因此，学校的归属成为全校师生员工 十分关切的问题。 那时，原合肥工业大学与原安徽工学院合并不到一年。合肥工业大学的重组以及“211工程”的部门预审使学校出现了新气象，学校要加快发展已成为大家的强烈愿望。但是，长期投入不足，积累的矛盾和问题很多，两校合并后又出现很多问题需要妥善解决。在这样困难和复杂的情况下，又面临学校归属的严峻现实，对学校领导班子的压力很大。我感到压力更大，因为那年1月5日，朱剑中书记肝病复发往上海治疗，病情逐渐恶化，我们不能让这个问题增加他的压力影响治疗，主要责任只能由我来承担。合肥工业大学建校已五十多年，1960年就被列为全国重点大学，1960年至1962年曾隶属教育部，此后36年由机械部管理。如果在这次调整中能进入教育部，学校将有更大的发展空间。从掌握的情况看，当时撤销调整的部委，每家直属的全国重点高校多至1—2所，而机械部却多达5所。合工大当时在机械部排名第三，进入教育部的难度非常之大。尽管许多教师干部能够体谅，但我作为校长是要负这个历史责任的。因此，从3月10日全国人大通过《决定》起，我脑子里想的都是如何尽最大努力做工作，以取得好的结果。国务院的机构改革雷厉风行，有关高校调整方案将很快出台，下面两三个月十分关键。校党政领导班子对此非常重视，认识高度一致，大家认为：学校的归属问题

电力电子技术总结

1、电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 2、电力电子技术的诞生是以 1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对 晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（ GTO ）、电力双极型晶体管（ BJT ）和电力场效应晶 体管（Power-MOSFET ）为代表的全控型器件迅速发展。 5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。 6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（ PIC ）。 第二章 1、电力电子器件的特征 ◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。 ◆为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。◆由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。 ◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器2、电力电子器件的功率损耗 3、电力电子器件的分类 （1）按照能够被控制电路信号所控制的程度 ◆半控型器件：?主要是指晶闸管（Thyristor ）及其大部分派生器件。 ?器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。◆全控型器件：?目前最常用的是 IGBT 和Power MOSFET 。 通态损耗断态损耗开关损耗 开通损耗关断损耗

?通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。 ◆不可控器件：?电力二极管（Power Diode）?不能用控制信号来控制其通断。（2）按照驱动信号的性质 ◆电流驱动型：?通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。 ◆电压驱动型 ?仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控 制。 （3）按照驱动信号的波形（电力二极管除外） ◆脉冲触发型 ?通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控 制。 ◆电平控制型 ?必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件 开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。 4、几种常用的电力二极管：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管 肖特基二极管优点在于：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此， 其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。 弱点在于：当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此 多用于200V以下的低压场合；反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 5、晶闸管除门极触发外其他几种可能导通的情况 ◆阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应◆阳极电压上升率du/dt过高 ◆结温较高◆光触发

电力电子技术课程设计报告

课程设计说明书 设计题目：单相交流调压技术 专业班级： 2009级电气工程及其自动化 姓名：王昊 学号： 0915140068 指导教师：褚晓锐 2011年12月23日 （提交报告时间）

一.课程设计题目：单项交流调压技术的工程应用 二.课程设计日期: 2011年12月19日 三．课程设计目的： “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调功能的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 四．课程设计要求： :按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容： 1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的具体型号。 4、确定变压器变比及容量。 5、确定平波电抗器。 7、触发电路设计或选择。 8、课程设计总结。 9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。 设计技术参数工作量工作计划 1、单相交流220V电源。 2、交流输出电压U d 在0～220V连续可调。 3、交输出电2000W。1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的 具体型号。 第一周： 周一：收集资料。 周二～三：方案论证。 周四：主电路设计。

4、触发电路设计。 5、绘制主电路图。 周五：理论计算。 第二周： 周一：选择器件的具体型号 周二～三：触发电路设计。。 周四～五：总结并撰写说明书。 五．课程设计内容： 设计方案图及论证 将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的，为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220V ，经电路变换后，为连续可调的交流电。 各部分电路作用 220V 交流输入部分作用：为电路提供电源，主要是市电输入。 调压环节的作用：将交流220V 电源经过变压器、整流器等电路转换为连续可调的交 220V 交流输入 调压环节 输出连续可调的交流电 触发电路

大学生班干部xx年终总结范文

总结范本：_________大学生班干部xx年终总结范文 姓名：______________________ 单位：______________________ 日期：______年_____月_____日 第1 页共8 页

大学生班干部xx年终总结范文 在这次医保工作中，我是08级的负责人，完成了任务，以下是我的工作总结。 08级共469人参保，共收款37520元。没出现钱跟参保人数对不上的情况，只是还有部分人资料收集不齐全。整个学院共1432人参保，共收款114560元，基本完成任务，但我们的工作还是存在很多的不足： 1)我们的工作流程存在着比较大的缺陷。在工作上是“部长——干事”两级制，没有借鉴之前办理火车票的成功经验，没有充分发挥各级组长的作用，导致材料汇总比较混乱，部长压力过大。以下是我设想的工作流程： 各挂钩干事通知所挂钩班级 各年级组长组织收集该年级所有材料很款项 各年级挂钩干事整理材料和款项，联系挂钩班级查漏补缺 各挂钩干事把材料整理至最完美时交给组长 各组长把各组员得材料整理到最完美的时候交给部长 部长审核汇总 输入电子版材料 交给各班复查，核对无误上交 核对信息，确认无误，上交 简而言之就是使每个人都忙起来，充分发挥组长，挂钩干事的作用。各级工作由组长分配，由组长承担责任。 2) 应该承认我们的工作效率还不够高。我们当中很多人都还不熟悉excel等办公软件的操作，有很多人不够专注，导致出错率高，效率 第 2 页共 8 页

低。针对这问题，我们各干事首先自己要多学习office，一方面可以作培训，最重要的还是要端正心态，因为我们是服务性的部门，我们要对我们学院的学生负责任，来不得半点马虎 3)部门内部各组之间交流协作不多。这一点跟我们部门内部沟通问题有关，我们之间的沟通还不足够好。关于沟通问题，我向我们部门提出我的一些想法： 1不要认为沟通失效都是别人的问题，先从自己反思 2多换位思考 3自己信息传达是否失真 4出现问题及时反馈 5学会肯定，鼓励别人 4)个人认为医保宣传工作做得太差，导致很多人不愿意参保，我们的工作也变得困难丛丛。其实细心想过的都会知道以80块换一年的保障是十分值得的，而我们作为生活部，作为服务学生的部门，却没有宣传医疗保险的好处，这是说不过去的。由于参保率的要求，这也会带给我们工作上的麻烦。我觉得无论是出于参保率抑或是从服务学生的角度来看，我们都应该做好宣传工作。医保工作可以是我们部门将来的重要工作之一，但只有当我们当它是我们的工作，而不是学院的工作的时候，它才真正是我们的工作。 最后总结一下我们这次工作做得好的地方： 1)钱和人数对上，一共1432交费，共收款114560元，一毫不差。这不是轻巧的事，值得肯定。我们要继续发扬我们生活部这种细心严谨的精神。 2)我们延续了礼貌待人的工作态度 第 3 页共 8 页

电力电子技术课程设计报告

电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：201５级电气工程及其自动化 姓名： 学号: 指导教师：高婷婷,林建华 成绩:

摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子,三相，整流

目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)

4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)

1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 １.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 ３ 设计方案 ３.１三相全控整流电路设计

电力电子技术课程重点知识点总结

1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。

15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。

完整电力电子技术教案

电力电子技术教案 周次：

时间： 课题：绪论第一章第一节电力二极管 课时：2课时 教学目标：1、了解什么是电力电子技术 2、电力二极管的结构与伏安特性 3、掌握掌握电力二极管的主要参数和使用 重点、难点：电力二极管的伏安特性和主要参数 教具：教材粉笔 教学方法：讲授法 时间分配：新授 80分钟小结 15分钟作业布置 5分钟 教学过程： 绪论 相关知识 一、什么是电力电子技术 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术所变换的“电力”，功率可以大到数百MW甚至GVV，也可以小到数W甚至1W以下。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。通常所用的电力有交流和直流两种。从公用电网直接得到的电力是交流的，从蓄电池和干电池得到的电力是直流的。从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求，需要进行电力变换。如表0-1所示，电力变换通常可分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。直流变直流是指一种电压(或电流)的直流变为另一种电压(或电流)的直流，可用直流斩波电路实现。交流变交流可以是电压或电力的变换，称做交流电力控制，也可以是频率或相数的变换。进行上述电力变换的技术称为变流技术。． 二.电力电子器件的发展简介 1.传统电力电子器件 2.现代电力电子器件 （1）双极型器件 （2）单极型器件 （3）混合型器件 三、变换电路与控制技术 四、对本课程的教学要求 第一节电力二极管 相关知识 一、结构与伏安特性 1、结构 电力二极管的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管是一样的，都是以半导体PN结为基础的。电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的，图1-2示出了电力二极管的外形、结构和电气图形符号。从外形上看，电力二极管 主要有螺性型和平板型两种封装。 2、伏安特性 电力二极管的静态特性主要是指其伏安特性，如图 所示。当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压)，正向电流才开始明显增加，处于稳

电力电子技术课程设计报告

课程设计 题目三相桥式全控整流电路设计学院自动化学院 专业自动化 班级自动化0904班 姓名唐正霜 指导教师周颖 2012 年06 月23 日

课程设计任务书 学生姓名：唐正霜专业班级：自动化0904班 指导教师：周颖工作单位：自动化学院 题目：三相桥式全控整流电路的设计（带反电动势负载） 初始条件： 1．反电动势负载，E=60V，电阻R=10Ω，电感L无穷大使负载电流连续； 2．U2=220V，晶闸管导通角α=30°； 3．其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作得及其技术要求，以及说明书撰写待具体要求） 1.主电路的设计及原理说明； 2.触发电路设计，每个开关器件触发次序及相位分析； 3.保护电路的设计，过流保护，过电压保护原理分析 4.各参数的计算（包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率 计算，输出波形分析）； 5.应用举例； 6.心得小结。 时间安排： 6月18日查阅资料 6月19日- 20日方案设计 6月21日- 22日馔写电力电子课程设计报告 6月23 日提交报告，答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

写在前面 通过一学期的对《电力电子技术》的学习，我对电力电子中的基本电路如整流电路、逆变电路、DC/DC变换电路、交流电力控制电路等的工作原理及分析方法都有了比较深入的认识；对保护电路及电力电子器件的缓冲电路也了解了一些；也认识到了电力电子技术在当今社会各方面的广泛应用。但是，仅仅了解了书本上的理论知识而不会把它们应用到实际中去，这不能叫真正掌握了一门技术。只有学以致用、在实践中检验理论的正确性，才是学习的好方法。 随着实际应用中对电能的质量要求越来越高，对电能进行变换就显得非常必要。本文中所设计的三相全控整流电路正是在实际中应用非常广泛的一种变流电路，主要用于需要大功率的直流电的场合。对这个电路的设计，既可以帮助我巩固已经学过的电力电子技术的各方面的知识，也可以让我了解到在设计整个电力电子装置中所要面临的各种问题，并且可以在前人总结的经典电路的基础上实现一些小的创新。我相信，通过这次课程设计，一定可以锻炼我的思维能力和分析能力，对实践能力的提高也会有所帮助。 1 方案论证、设计思路及系统框图 根据任务书的要求，只要设计一个带反电势负载的三相桥式全控整流电路，对电路的带负载能力、输入与输出功率因数、谐波含有率及畸变等指标都未作出详细的规定。这为设计提供了很大的自由空间与灵活性。显然，针对以上要求，整个系统应该包括由功率器件组成的主电路、触发电路、控制电路、检测电路、隔离电路、保护及滤波电路组成，系统框图如图1-1所示。 主电路采用六个晶闸管组 成的三相桥式全控整流电路，触 发电路使用集成移相触发芯片 TC787及少数外围器件组成，用 霍尔元件检测流过负载的电流，图1-1 系统框图 主电路与信息电路采用变压器隔离方式。各个部分电路的原理将在以下的论述中逐一介

电力电子技术课程设计报告

电力电子技术课程设计 报告书 专业班级：16电气2班 姓名：王浩淞 学号：2016330301054 指导教师：雷美珍

目录 1、webench电路设计 1.1设计任务要求 输入电压为（8V-10V），输出电压为5V，负载电流为1A 1.2设计方案分析 图1.3.1主电路原理图 图1.3.2元器件参数 图1.3.3额定负载时工作值

图1.3.4输出电流和系统效率间的关系 如图1.3.4所示，在输出电流相同的情况下，输入电压越小，系统的稳态效率越高，因此提高效率的最直接方式就是降低系统的输入电压，其次在输入电压相同的情况下，我们可以调节输出电压的大小，使系统效率达到最大，例如当输入电压为9.0V时，根据图像输出电流为0.40A的时候效率最高。第二种方法是改变元器件的参数，通过使用DCR(直流电阻)小的电感元件来实现输出纹波电压降低。 1.3主芯片介绍 TPS561201和TPS561208采用SOT-23封装，是一款简单易用的1A同步降压转换器。这些器件经过优化，可以在最少的外部元件数量下工作，并且还经过优化以实现低待机电流。这些开关模式电源（SMPS）器件采用D-CAP2模式控制，可提供快速瞬态响应，并支持低等效串联电阻（ESR）输出电容，如特种聚合物和超低ESR陶瓷电容，无需外部补偿元件。TPS561201以脉冲跳跃模式工作，在轻负载操作期间保持高效率。TPS561201和TPS561208采用6引脚1.6×2.9（mm）SOT（DDC）封装，工作在-40°C至125°C的结温范围内。 1.4电气仿真结果分析

图1.4.1启动仿真图1.4.2稳态仿真 图1.4.3暂态仿真图1.4.4 负载暂态仿真 二、基于电力系统工具箱的电力电子电路仿真 2.1 设计要求和方案分析 本课程设计主要应用了MATLAB软件及其组件之一Simulink，进行系统的设计与仿真系统主要包括：Boost升压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。Boost升压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻，模拟显示中的一般负载，若实际负载中没有反电动势，只需令其为零即可。负载为主电路部分提供脉冲信号，控制全控器件IGBT的导通和关断，实现整个系统的运行。在Simulink中完成各个功能模块的绘制后，即可进行仿真和调试，用Simulink 提供的示波器观察波形，进行相应的电压和电流等的计算，最后进行总结，完成整个Boost 变换器的研究与设计。 2.2 simulink仿真模型分析 电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。占空比越大，Boost Chopper的输出电压值

电力电子技术实验(课程教案)

课程教案 课程名称：电力电子技术实验 任课教师：张振飞 所属院部：电气与信息工程学院 教学班级：电气1501-1504班、自动化1501-1504自动化卓越1501 教学时间：2017-2018学年第一学期 湖南工学院

课程基本信息

1 P 实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 一、本次课主要内容 1、晶闸管（SCR）特性实验。 2、可关断晶闸管（GTO）特性实验（选做）。 3、功率场效应管（MOSFET）特性实验。 4、大功率晶体管（GTR）特性实验（选做）。 5、绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。 二、教学目的与要求 1、掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 三、教学重点难点 1、重点是掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、难点是各器件对触发信号的要求。 四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。 五、作业与习题布置 撰写实验报告

2 P 一、实验目的 1、掌握各种电力电子器件的工作特性。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载 电阻R串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触 发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发导通，从而可测得 在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负 载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电 压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07 挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后 调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压 器调节的直流电压源。 实验线路的具体接线如下图所示：

电子设计自动化技术教学计划

《电子设计自动化技术》 课程教学计划 (90学时) 一、课程性质和任务 本课程是我校主干专业《电子电器应用与维修》专业的新课程。其任务是：使学生掌握电子设计自动化技术的基础知识，具备电子线路方面的计算机应用能力、电路的基本仿真设计能力和印制线路板的设计能力，并为培养学生的创新能力和全面素质打下良好的基础。 二、课程教学目标 (一) 知识教学目标 1. 理解电子设计自动化(EDA) 技术的基本概念。 2. 了解电子行业应用EDA技术的概况。 3. 进一步理解电子线路的电路结构、原理和特性。 4. 了解印制线路板的设计原则和制作工艺。 (二) 能力培养目标 1. 能正确使用EDA工具软件。 2. 能绘制符合规范要求的电原理图和印制线路板图。 3. 会对简单的电子线路进行仿真设计。 (三) 思想教育目标 1. 具有规范操作的意识和认真细致的工作作风。 2. 具有理论联系实际的能力和一定的创新精神和创业能力。 三、教学内容和要求 基础模块 (一) 绪论 1. 了解EDA技术的基本概念、发展与应用概况，了解常用EDA软件，了解本课程的主要内容和学习方法。 2. 了解电路仿真和PCB辅助设计在EDA技术中的作用和地位。 (二) 电路仿真软件基础 1. 了解仿真软件基本界面和帮助信息。 2. 掌握文件打开与建立、元器件操作、连线、文件存盘与退出、查看分析结

果和电路图输出等基本操作。 3. 理解子电路的含义及功能，掌握子电路的设计和使用方法。 (三) 仿真虚拟仪器使用 1. 了解数字万用表、函数信号发生器、示波器、扫频仪、信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等虚拟仪器的面板功能。 2. 掌握电路仿真虚拟仪器的参数设置、连接、显示调整以及测量结果记录等方法。 (四) 电路仿真分析与设计 1. 掌握仿真元件参数的设置方法及器件的替换方法。 2. 了解仿真软件的重要分析方法对电路设计的作用。 3. 掌握静态工作点的分析、AC分析、瞬态分析、参数扫描分析等常用分析方法。 4. 了解常用器件建模过程，了解在互联网上获取新器件仿真模型的方法，并将其引入仿真软件中。 5. 了解晶体管、常用模拟集成电路、数字集成电路的建模方法及过程，了解常用新器件的模型收集方法。 6. 了解仿真结果的应用方法。 7. 了解将仿真结果进行再处理和应用到技术文档中的方法。 8. 了解电路网络表文件与印制线路板设计之间的联系，加深对EDA技术的理解。 (五) 印制线路板基础知识 1. 了解印制线路板的基本概念、种类和制作工艺。 2. 了解印制线路板设计的基本过程。 3. 理解印制线路板布局原则。 4. 理解印制线路板布线原则。 (六) 原理图编辑 1. 了解原理图设计软件的基本界面和各种编辑器。 2. 掌握原理图设计软件的启动、文件管理、工作环境设置。 3. 掌握原理图设计软件的电路元件、电源、I/O端口的放置与连接。 4. 理解总线、网络标号的概念，掌握总线的应用。 5. 理解层次图的概念及作用，掌握层次图的应用。 6. 理解电气规则检查的作用，掌握电气规则检查的方法。 7. 理解网络表文件的概念和作用，掌握网络表文件和元件清单的生成方法。 8. 掌握元件的设计方法。 9. 了解原理图输出参数的设置，掌握原理图的输出方法。 10. 学会原理图编辑的文件操作、元件调用和连线操作。 11. 学会总线和网络标号的应用。 12. 能绘制原理图。 (七) PCB设计软件 1. 了解印制线路板的设计流程。 2. 理解原理图、网络表和PCB元件之间的匹配问题。 3. 掌握网络表文件的修改方法。 4. 理解印制线路板的设计规则，掌握印制线路板的设计基本规则。 5. 掌握印制线路板手工布线的方法。

电力电子技术实验报告答案

实验一锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相 触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 ④观察“3”～“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围

电力电子技术教案

第1、2课时课题: 电力电子技术绪论 教学目的和要求: 掌握电力电子技术等概念，了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。重点与难点: 掌握电力电子技术等相关概念 教学方法: 图片展示，应用介绍，结论分析。 预复习任务: 复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。 1什么是电力电子技术 电力电子与信息电子 信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换 电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。 电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下。两大分支 电力电子器件制造技术 电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。

变流技术（电力电子器件应用技术） 用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。 电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。 电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流 直流交流 输 出 输入 交流整流交流电力控制、变频、变相 直流直流斩波逆变 与相关学科的关系 电力电子学名称60年代出现。 与电子学（信息电子学）的关系 都分为器件和应用两大分支。 器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。 应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。 信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。 二者同根同源。 与电力学（电气工程）的关系 电力电子技术广泛用于电气工程中 高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、电镀、电加热、高性能交直流电源

boost斩波电路_升压斩波电路_电力电子技术课程设计报告书

电力电子技术课程设计 任务书 课程名称：直流斩波电路的性能研究 学院：电气学院 专业班级：自动化10班 姓名：吴学号：31100800 31100800 冯 31100800

2013年1月 目录 摘要 .................................................................... - 1 - 1 BOOST斩波电路工作原理................................................ - 2 - 1.1 主电路工作原理................................................. - 2 - 1.2 控制电路选择................................................... - 2 - 2 硬件调试 .............................................................. - 4 - 2.1 电源电路设计................................................... - 4 - 2.2 升压（boost）斩波电路主电路设计................................ - 5 - 2.3 控制电路设计................................................... - 6 - 2.4 驱动电路设计.................................................. - 10 - 2.5 保护电路设计.................................................. - 11 - 2.5.1 过压保护电路............................................ - 11 - 2.5.2 过流保护电路............................................ - 13 - 2.6 直流升压斩波电路总电路........................................ - 13 - 3总结.................................................................. - 15 - 4参考文献.............................................................. - 16 -