2021版（第5至第8学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第5至第8学期）

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《电力电子技术》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2023-04-06 13:09:01浏览次数:22414

《电力电子技术》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	学科基础课程		课程性质	理论	课程属性	选修
课程名称	电力电子技术			课程英文名称	Power Electronics
课程编码	F10ZX35E			适用专业	电子信息工程
考核方式	考试			先修课程	电路分析基础、模拟电子技术
总学时	48	学分		3	理论学时		42
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				实验学时：6
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《电力电子技术》是电子信息工程专业的学科拓展课程，学生具备基础理论知识后，可以通过专业拓展辅修课程丰富专业知识能力，也是将来进一步开展理论研究的重要基础。课程主要讲授内容包括电力电子器件的基本特性和原理；整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、交流-交流交流电路及PWM控制电路的工作原理和定量、定性分析。学生通过课堂学习、实验和自学，能够掌握基本的电能变换和控制技术，为更好的利用和控制电能奠定基础。使学生具备电子信息工程专业的设计、制造、服务等的基础知识、基本技能和基本素质，具有运用基本原理和基本分析方法解决实际问题的能力。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：使学生掌握电力电子技术的基本概念、基本原理及一般分析方法。	3-1：能够利用自然科学原理和专业基础知识，实现电子信息领域相关的应用系统的分析与设计。	3、工程知识
能力目标	目标2：使学生具有运用基本原理和基本分析方法解决实际问题的能力。	4-1：具备应用数学、自然科学、工程科学基本原理及专业知识，对电子信息领域相关应用系统的设计、开发中出现的问题，进行有效的描述、分析、推理及解决。	4、问题分析能力
素质目标	目标3：掌握专业基础知识，了解我国专业技术的发展趋势，培养正确的人生观和价值观。	8-1：了解国情，理解社会主义核心价值观，具有良好的人文社会科学素养、社会责任感，以及正确的人生观、世界观、价值观。	8.职业规范

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块

学时

主要教学内容与策略

学习任务安排

支撑课程目标

电力电子技术及电力电子器件

重点：电力电子技术的基本概念，电力二极管、晶闸管、GTO、GTR、IGBT、MOSFET等电力电子器件的结构、特性。

难点：各种电力电子器件的基本特性。

思政元素：电力电子技术的基本发展历史；电力电子技术的发展前景；激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

教学方法与策略：（1）采用线下教学。重点讲授，互动讨论，网络学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标3

单相可控整流电路

重点：单相桥式全控整流电路的原理与计算，各种负载对整流电路工作情况的影响。

难点：单相桥式全控整流电路原理与计算。

教学方法与策略：采用线下教学。重点讲解，互动讨论。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

三相可控整流电路

重点：三相桥式全控整流电路；变压器漏感对整流电路的影响，整流电路的谐波和功率因数分析。

难点：变压器漏感对整流电路的影响。

教学方法与策略：采用线下教学。重点讲解，互动讨论。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

有源逆变电路

重点：有源逆变电路的概念、逆变产生的条件，三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算，逆变失败与最小逆变角的限制。

思政元素：介绍电力电子技术的发展历程，具有时代特征的知识理念，增强学生的创新意识。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

无源逆变电路

重点：换流的概念及方式，无源逆变电路的概念、工作原理和分类；电压型逆变电路的分类和工作原理，电流型逆变电路的分类和工作原理。

难点：电压型和电流型逆变电路。

思政元素：介绍电力电子技术的发展历程，具有时代特征的知识理念，增强学生的创新意识。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

直流斩波电路

重点：降压斩波电路和升压斩波电路的电路结构、工作过程、工作波形分析；电流连续时输出电压平均值、输出电流平均值的计算。

难点：归纳一般规律的思路和方法。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

交流调压电路

重点：交流调压电路的应用，单相、三相交流调压电路的相关概念，电路组成，电路特点。

难点：单相-三相交流调压电路分析。

思政元素：交流电力电容器是控制无功功率的重要手段，可以稳定电网电压，改善供电质量。电是我们生活中不可缺少的元素，

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

交流变频电路

重点：单相交-交变频电路的输入输出特性。

难点：单相交-交变频电路的输入输出特性。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1目标2

目标3

PWM控制技术

重点：PWM控制技术的基本原理，PWM逆变电路及其控制方法。

难点：PWM逆变电路及其控制方法。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

软开关技术

重点：软开关技术的基本概念和分类。

难点：典型软开关电路的工作原理

思政元素：软开关技术是时代发展的产物，以此案例培养学生不断创新的意识和理念。

教学方法与策略：采用线下教学，重点讲解，自主学习。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：复习。

目标1

目标2

目标3

（二）实践教学

实践类型	项目名称	学时	主要教学内容	项目类型	项目要求	支撑课程目标
实验	三相桥式全控整流和有源逆变电路实验	2	重点：三相桥式全控整流和有源逆变电路实验难点：线路的连接。思政元素：由理性认识走入感性认识，理论联系实际。	验证	实验2人一组，须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标1 目标2 目标3
实验	直流斩波电路	2	重点：直流斩波电路难点：验证电路的接线方法、有关仪器的使用。思政元素：真实的数据是真理的镜子。	验证	实验2人一组，须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标1 目标2 目标3
实验	三相交流调压电路	2	重点：三相交流调压电路。难点：验证电路的接线方法、有关仪器的使用。	验证	实验2人一组，须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标1 目标2 目标3
	备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等。

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末考试等三部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的30%）：采用百分制。平时成绩分作业（占10%）、课堂问答（占10%）和考勤（占10%）三个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.作业；2.课堂问答；3.考勤。

优秀

（90～100分）

1、作业书写工整、书面整洁；90％以上的习题解答正确。

2、回答问题准确；能提出问题或有自己的见解。

3、全勤。

良好

（80～89分）

1、作业书写工整、书面整洁；80％以上的习题解答正确。

2、回答问题准确。

3、出勤率在80%以上。

中等

（70～79分）

1、作业书写较工整、书面较整洁；70％以上的习题解答正确。

2、回答问题基本准确。

3、出勤率在70%以上。

及格

（60～69分）

1、作业书写一般、书面整洁度一般；60％以上的习题解答正确。

2、能够理解并回答问题。

3、出勤率在60%以上。

不及格

（60以下）

1、字迹模糊、卷面书写零乱；超过40％的习题解答不正确。

2、不能够理解并回答问题、

3、出勤率在60%以下。

2.实验成绩（占总成绩的10%）：采用百分制。评分标准如下表：

等级	评分标准
等级	实验报告
优秀（90～100分）	实验数据记录全面、实验内容及步骤准确和完整、书写工整、书面整洁；90％以上的实验结果正确，分析合理。
良好（80～89分）	实验数据记录全面、实验内容及步骤准确和完整、书写工整、书面整洁；80％以上的实验结果正确，分析合理。
中等（70～79分）	实验数据记录较全面、实验内容及步骤较准确和完整；70％以上的实验结果正确，分析基本合理。
及格（60～69分）	有实验数据记录、有一些实验内容及步骤；60％以上的实验结果正确，无分析或有分析但分析不够合理。
不及格（60以下）	无实验报告或实验报告所记录数据超过40％不准确，缺少实验内容和步骤及分析等。

3.期末考试（占总成绩的60%）：采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	主要题型	支撑目标	分值
电力电子器件	电力二极管的基本特性，晶闸管的工作原理和特性。	填空题选择题分析题	目标1 目标2	6
整流电路	单相桥式全控整流电路的原理与计算，各种负载对整流电路工作情况的影响。三相桥式全控整流电路；变压器漏感对整流电路的影响，整流电路的谐波和功率因数分析。	填空题选择题计算题	目标1 目标2 目标3	30
逆变电路	有源逆变电路的概念、逆变产生的条件，三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算。换流的概念及方式，无源逆变电路的概念、工作原理和电路分析。	填空题选择题分析题计算题	目标1 目标2 目标3	20
直流斩波电路	降压斩波电路和升压斩波电路的电路结构、工作过程、工作波形分析；电流连续时输出电压平均值、输出电流平均值的计算。	填空题选择题分析题计算题	目标1 目标2 目标3	20
交流调压电路	单相、三相交流调压电路的相关概念、电路组成，电路分析	填空题选择题分析题计算题	目标1 目标2 目标3	10
变频电路	单相、三相交―交变频电路的结构、特点及应用。	填空题选择题	目标1 目标2	4
PWM控制技术	PWM控制技术的基本原理，PWM逆变电路及其控制方法。	填空题选择题分析题	目标1 目标2 目标3	10

六、教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师学历（位）：硕士研究生其他：具有硕士研究生及以上学历的高级工程师或讲师
2	授课地点	√教室 √实验室 □室外场地 □其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：建立企业微信群，随时与学生沟通线下地点及时间安排：根据上课时间安排每周一次线下答疑

七、选用教材

[1].王兆安，刘进军. 电力电子技术. 第五版. 北京：机械工业出版社，2009

八、参考资料

[1].王兆安，刘进军. 电力电子技术. 第五版. 北京：机械工业出版社，2009

[2].周渊深，宋永英，吴迪. 电力电子技术. 第三版. 北京：机械工业出版社，2016

[3].M. D. Singh, K. B. Khanchandani. Power Electronics. Second Edition.北京：清华大学出版社，2011

网络资料

https://www.bilibili.com/video/BV1a4411Q7CA/

执笔人：张惠敏

参与人：陈彦芳、黄环

系（教研室）主任：曹丽娟

学院（部）审核人：连元宏A