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《电力电子技术Ⅰ》课程教学大纲 总学时：40 学 分：2.5 理论学时：40 实验学时：0 面向专业：农业电气化与自动化、 电气工程及其自动化 课程代码：2300038 先开课程：模拟电子技术、电机与拖动基础 课程性质：必修 执笔人：刘晓红 审定人：连正国 刘立山 第一部分：理论教学部分 一、说明 1、课程的性质、地位和任务 本课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化专业的必修课、学科基础课。电力电子作为强弱电的接口技术，有非常强的实用价值。它主要研究有关各类变流装置中发生的电磁过程、基本原理、控制方法、设计计算以及它们的技术经济指标。《电力电子技术》作为学科基础课，主要是基础理论的内容，有关应用部分由后续课程《运动控制原理与系统》、《变频器原理与应用》与《开关电源技术》来解决。 2、课程教学和教改基本要求 学习这门课程时，要着重基本概念、基本电路的理解和对基本电路的分析、设计能力的培养，具备一定的计算和调试能力,做到器件、电路、应用三个方面结合。 二、教学内容与课时分配 电力电子器件 （6学时） 晶闸管、GTO、电力MOSFET、GTR、IGBT，以及MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件；电力电子器件的串并联；电力电子器件的保护；电力电子器件的驱动电路。 重点：电力电子器件的基本性能及其在使用中的注意事项 难点：电力电子器件的基本原理、电力电子器件的动态特性分析 建议教学方法：课堂讲授 本章思考题： 1. 使晶闸管导通的条件是什么？2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？3. 图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。 晶闸管导电波形4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少? 5. GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？6. 如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？7. IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？8. 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各元件的作用9. 试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。 重点：单相全控桥式整流电路的原理与计算、三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算 难点：整流原理分析与计算 建议教学方法：课堂讲授 本章思考题： 1.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0°和60°时的负载电流Id，并画出d与id波形。2.具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为2 ；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。3.单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：①作出ud、id、和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。4.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。5.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当a=30°时，要求：① 作出ud、id和i2的波形；② 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。6.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当a=60°时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。7.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。8.三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其矢量图此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？ 变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图9.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？ 基本斩波电路；复合斩波电路和多相多重斩波电路。 重点：降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，输入输出