电力电子技术课程标准

云南工程职业学院课程教学标准课程名称：电力电子技术课程类型：专业课所属学院：汽车机电学院撰稿人：耿海彪联系电话：[phone]负责人：李荣芳2018年5月《电力电子技术》学习领域课程标准专业改革与建设的核心是课程。核心课程教学质量和核心能力培养水平决定了专业人才的培养质量。一、课程教学标准建设的基本原则1、精准定位原则核心课程和核心能力课程要从行业、企业发展状态和职业岗位技术、技能的需求范畴进行精确定位，以保证专业课程模块的完整性和有效性。2、可操作性原则课程教学标准是课程实施的依据，必须具备可操作性。3、基于工作过程的系统化原则专业课程应以就业为导向、职业能力内涵为目标构建系统化的课程内容，形成以核心（课程）能力为主，相关课程为辅的模块化结构。4、满足和促进企业技术进步原则核心课程和核心能力课程应具备应用性、前瞻性，能满足企业用人需求、促进企业技术进步，为毕业生的可发展空间留有余地。5、课程范型与职业能力匹配原则坚持课程范型与职业能力匹配原则。根据课程性质，可采用问题中心的课程范型、训练中心的课程范型、任务中心的课程范型、体验中心的课程范型、培训中心的课程范型。二、学习领域定位按照精准定位原则对课程学习领域定位进行简洁和准确的描述。具体包含三部分内容。1、本课程是高职高专继电保护及电力系统、供用电技术、电气技术专业等相关专业二年级学生开设的专业核心基础课程，本课程主要培养学生电子技术的职业能力和职业素养。2、通过本课程的学习，使学生掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确选择和使用它们，熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路的电磁过程，掌握其分析方法、工作波形和变换器电路的初步设计计算，了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合，了解各种开关元件的控制电路；培养学生读图与分析能力；掌握器件选择、电量测量、电路调整、故障分析等方面的实践能力；培养学生通过实践环节，提升总结、整理理论的能力；培养团结合作精神，敢于独立承担任务的责任意识。3、本课程以《高等数学》、《电工基础》、《电子技术基础》为先修课程，要求学生具有微积分知识，并具有应用线性代数、复数运算的能力，同时要求学生具有电磁方面的基础知识，并具有电路分析能力，本课程后续课程《电机控制技术》、《交流调速系统》、《电机拖动基础》等专业课程的学习奠定良好的理论基础知识和能力基础，也为学生毕业后适应电力行业各专业技术岗位的要求打下坚实的职业能力和素质基础。三、学习目标1、专业能力目标（1）熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确选择和使用它们；（2）熟悉和掌握单相可控整流电路的组成、工作原理，数量分析特点和适用范围；（3）掌握三相半波可控整流电路不同负载时的组成、工作原理、波形分析，电路中各电量的计算；（4）了解电力电子装置中触发电路和驱动电路，正确设计与选择触发电路；（5）熟悉和掌握有源逆变电路的组成、工作原理，数量分析特点和适用范围；（6）掌握交流开关和交流调压电路工作原理和线路性能特点；（7）熟悉和掌握无源逆变电路和变频电路的组成、工作原理，数量分析特点和适用范围；（8）熟悉和掌握直流斩波电路的组成、工作原理，数量分析特点和适用范围；（9）熟悉和了解软开关技术；2、方法能力目标（1）通过对本课程的学习，学生能够准确选择测量所需仪器、设备，熟练使用；（2）能够读懂常用电路的原理图和安装接线图；（3）能够根据任务要求自行设计、连接电路；（4）能够对电路进行准确地测量，并分析测量数据、进行总结；（5）能够使用常用工具对电气设备和实际电路进行测试，并根据测试结果分析、判断、进而排除故障；3、社会能力目标（1）能够树立较强的安全用电意识，具有良好的职业道德、职业规范；（2）能科学的思考、分析和解决问题，自觉地不断学习新技术、新知识；（3）能认真预习、听课，完成设计任务；（4）在学习中，能够虚心地取长补短，积极与同学、老师进行交流和探讨；（5）具有团队合作精神，与同组团结互助，进行良好的沟通、交流。四、学习内容学习内容是由学习目标描述的主题学习领域。每个学习领域由能力描述的学习情境、学习单元和参考学时三部分组成。学习情境中包含情境名称和学习内容；学习单元要求指明必须学习和掌握的关键知识、原理或核心能力。学习情境学习单元参考学时情境名称情境描述1：电力电子器件1.电力电子器件的概念、分类；2.晶闸管的工作原理，基本特性、主要参数；3.其他新型电力电子器件。1.绪论2102电力电子器件82.各种电力电子电路1.掌握单相可控整流电路的组成，工作原理；2.能看懂电路的基本结构，能正确设计、选择晶闸管元件；3.掌握三相可控整流电路的组成，工作原理；4.能看懂电路的基本结构，能正确设计、选择晶闸管元件；5.有源逆变电路的工作原理；6.有源逆变电路的应用；7.了解逆变电路的组成和工作原理；8.掌握单相无源逆变电路和三相无源逆变电路的工作原理；9.了解交流电力控制电路和交交变频电路的基本工作原理和相关基本概念理解降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理，掌握这两种电路的输入输出关系、电路解析方法、工作特点；10.了解交流电力控制电路和交交变频电路的基本工作原理和相关基本概念；11.交流调压电路的基本构成和基本工作原理，交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念，交交变频电路的电路构成，工作原理；3.整流电路8324.逆变电路85.直流-直流变流流电路86.交流-交流变流电路83.PWM技术和软开关技术1.掌握PWM控制的基本原理，PWM逆变电路及其控制方法，了解PWM跟踪控制技术，PWM整流电路及其控制方法；2.PWM控制的基本原理，PWM逆变电路及其控制方法；3.软开关电路的工作原理；4.软开关电路的应用。7.1PWM电路控制的基本原理2187.2PWM逆变电路控制的方法47.3PWM跟踪控制技术47.4PWM整流电路及其控制方法28.1软开关的概念及电路分类28.2典型的软开关电路28.3软开关技术的新进展24.电力电子器件应用的共性问题1.掌握电力电子器件的驱动方法；2.掌握电力电子器件的保护方法；3.掌握电力电子器件的串联和并联使用的问题和相应的解决办法9电力电子器件的共性问题445.电力电子技术的应用1.掌握晶闸管直流电动系统的应用技术；2.掌握变频和交流调速系统的应用；3.掌握不间断电源技术的应用；4.掌握开关电源技术的应用；5.掌握功率因数矫正技术；6.掌握电力电子技术在电力系统的应用；7.了解电力电子技术在其他新领域的应用。10电力电子技术的应用88五、学习领域设计说明1.学习领域设计学习情境是学习领域课程进行知识与技能传授的纽带，本学习领域课程安排有关电力电子技术实际应用与系统认知等5个学习情境，每个学习情境从项目目标、项目任务、教师知识与能力要求、学生知识与能力准备、教学材料、使用工具、实施步骤提出了要求。《电力电子技术》学习情境汽车构造与拆装情境1情境2情境3调光灯的设计与制作电风扇无级调速的应用开关电源12学时14学时16学时情景4情景5变频器软开关技术16142.学习情境设计学习情境1：调光灯的设计与制作参考学时：12学习目标使学生学会调光灯的安装与调试技能，了解触发电路与主电路同步到基本概念。在小组合作实施任务过程中培养与人合作精神。学习单元教学方法和建议单元名称任务载体1.绪论电力电子技术的简介引导文教学法，小组讨论法。引导学生利用网络查阅电力电子技术发展史话的相关资料。2.1电力电子器件电力电子器件的介绍任务教学法，理解单相半波及单相桥式整流电路、单相交流调压电路和单结晶体管触发电路的工作原理。学会建立电力电子电路的基本概念。学习情境2：电风扇无级调速的应用参考学时：14学习目标能分析锯齿波触发电路、集成触发电路和数字触发电路的工作原理。能分析三相可控整流电路的工作原理，并熟悉输出电压和晶闸管两端的电压波形。能根据整流电路形式及元件参数进行输出电压、电流等参数的计算和元器件的选择。熟悉可控整流电路的保护方法。了解同步到概念和同步到方法。熟悉有源逆变的工作原理和典型的有源逆变电路。在在项目实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。熟悉电力电子电路的分析方法。初步具备电力电子装置的安装与调试能力、成本核算方法。学习单元教学方法和建议单元名称任务载体3整流电路整流电路的工作原理引导教学法，小组讨论法。建议采用实体进行教学过程。分析锯齿波触发电路、集成触发电路和数字触发电路的工作原理。讲解三相半波整流和三相桥式整流电路的工作原理。4逆变电路的逆变电路的性能及工作原理根据要求对锯齿波触发电路和数字触发电路进行调试，输出理想的同步触发信号。拓展了解有源逆变电路原理及其应用。能熟练使用示波器、万用表、对触发电路进行调试、检测与检修，具有较强的电路故障维修能力。学习情境3：开关电源参考学时：16学习目标1、认识GTR和功率MOSFET。2、会选择和测试GTR和功率MOSFET3、熟悉DC/DC变换电路的基本概念。4、能分析DC/DC变换电路的工作原理。5、在小组合作实施项目过程中培养与人合作精神。6、学会分析问题和解决问题的方法。7、强化成本核算和安全用电、规范职业行为。学习单元教学方法和建议单元名称任务载体2.2电力二极管不可控器件-电力二极管任务教学法，分组教学法。建议用万用表和二极管进行实验教学。2.3晶闸管晶闸管的工作原理和性能任务教学法，分组教学法。建议分别采用典型的晶闸管现场试验和理论讲解教学。2.4典型的全控器件典型全控器件的工作原理个主要参数任务教学法，分组教学法。建议对典型全控器件工作原理进行细致的讲解并用器件进行现场试验教学。5直流-直流变流电路1、相关电路性能原理和性能的介绍；2、复合斩波电路和多项斩波电路；3、带隔离的直流-直流交流电路。讲授法演示法案例法多媒体教学法学习情境4：变频器参考学时：16学习目标1、了解变频器发展和应用。2、掌握中变频器的基本工作原理。3、会选用和检测IGBT管。4、掌握IGBT器件的基本工作原理和常用的驱动保护电路原理。5、掌握脉宽调制型逆变电路的工作原理。6、在项目实施过程中，培养团队合作精神。学习单元教学方法和建议单元名称任务载体7.1PWM控制的基本原理PWM控制的基本原理和相关性能的介绍任务教学法，讲授法演示法案例法多媒体教学法。7.2PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路的计算和调制方法，谐波分析方法。讲授法小组讨论法提问引导法7.3PWM跟踪技术PWM滞环比较方式和三角波比较方式。实练操作引导法练习法。7.4PWM整流电路及其控制方法PWM整流电路及其控制方法和相关的工作原理讲授法演示法案例法多媒体教学法学习情境：5软开关技术参考学时：14学习目标1.具备熟知软开关的基本概念的能力；2.具备熟知软开关电路的分类的能力；3.具备熟知典型的软开关电路的能力；4.具备熟练读图分析的能力；5.具备熟练应用行动向导的教学方法的能力。学习单元教学方法和建议单元名称任务载体8.1软开关的基本概念；软开关的基本概念和相关原理的介绍讲授法、、引导法、现场教学法、互动式教学法8.2软开关电路的分类；软开关电路的分类和相关功能的介绍讲授法演示法多媒体教学8.3典型的软开关电路。典型的软开关电路应用的介绍讲授法演示法多媒体教学法六、考核方式建议考核方式可参考专业教学标准建议的考核方式。专业核心能力课程由单纯的课程成绩考核转向对学生的岗位职业能力综合评价考核方式采用基于能力培养的过程考核方式。针对专业能力、方法能力和社会能力等进行考核。考核按实训单元进行，每个实训单元中学生必须完成相应的任务。课程考核建议评分计算标准为:课程总成绩（100%）=学习情境1成绩（xx%）+学习情境2成绩（xx%）+……学习情境n成绩（xx%）。六、考核方式建议建立过程考评（任务考评）与期末考评（课程考评）相结合的方法，强调过程考评的重要性。过程考评分为考勤和期中测试，考勤占30％，期中成绩占20％，期末考评占50％。具体考核要求见表8。表8考核要求考评方式过程考评（项目考评）50％期末考评