《电力电子技术实验》教学大纲

《电力电子技术实验》教学大纲课程编码：0515410适用专业：电气工程及其自动化开课学期：第5学期学分：1.5学时：24（实践）编写教师：蓝良生等审核人：彭建盛第一部分课程说明一、课程性质本课程是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科，是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程，是自动化专业的必修课。二、教学目的通过本课程的学习，使学生获得电能高效率变换与控制方面的知识，培养学生分析问题、解决问题的能力，并且具有一定的实验能力，为后续课程的学习及以后的工作打下基础。本课程的任务是使学生获得利用电力电子器件对电能进行变换和控制的基本理论与概念。通过学习，要求学生熟悉和掌握可控整流、有源逆变、变频、斩波、无源逆变等电力电子电路的工作原理、特点和基本应用，正确选用元件与触发电路。三、教学方法建议讲授法，实验法四、教学时数分配序列实验名称实验类型实验时数备注1单相半波可控整流电路、单相半控桥式整流电路与单结晶体管触发电路的研究验证性3必做2三相晶闸管半控桥式整流电路及三相集成触发电路的研究验证性3必做3单相桥式有源逆变电路实验验证性3选做4集成锯齿波触发电路及单相交流调压电路的研究验证性3必做5IGBT管的驱动、保护电路的测试及直流斩波电路、升降压电路的研究验证性3必做6BJT单相并联逆变电路验证性3必做7SPWM控制单相交-直-交变频电路的研究验证性3选做8综合性9必做合计24第二部分教学内容与基本要求一、实践教学实验一、单相半波可控整流电路、单相半控桥式整流电路与单结晶体管触发电路的研究（一）目的与要求1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理，测量相关各点的电压波形；2.熟悉单相半波可控整流电路与单相半控桥式整流电路在电阻负载和电阻—电感负载时的工作情况。分析、研究负载和元件上的电压、电流波形；掌握由分列元件组成电力电子电路的测试和分析方法。（二）实践内容及时数1.单结晶体管触发电路的测试；2.单相半波可控整流电路的研究；3.单相半控桥式整流电路的研究。实验学时：3实验二、三相晶闸管半控桥式整流电路及三相集成触发电路的研究（一）目的与要求了解三相桥式半控整流电路的工作原理及输出电压，电流波形。（二）实践内容及时数1.将整流变压器联成Dy11接法，将同步变压器联成Yy10接法；2.用同步电变压器的输出为触发同步信号产生触发脉冲；3.用触发脉冲驱动三相桥式半控整流电路并测出相应的波形。实验学时：3实验三、单相桥式有源逆变电路实验（一）目的与要求1.加深理解单相桥式有源逆变的工作原理，掌握有源逆变条件；2.了解产生逆变颠覆现象的原因。（二）实践内容及时数1．单相桥式有源逆变电路的波形观察。2．有源逆变到整流过渡过程的观察。3．逆变颠覆现象的观察。实验四、集成锯齿波触发电路及单相交流调压电路的研究（一）目的与要求1.熟悉集成锯齿波移相触发电路（KC05）的工作原理，测定KC05电路主要工作点的电压波形；2.掌握单相交流调压电路的工作原理，测定移相控制的单相交流调压电路电阻负载上的电压波形。（二）实践内容及时数1.应用KC05产生触发信号；2.测定移相控制的单相交流调压电路电阻负载上的电压波形。实验学时：3实验五、IGBT管的驱动、保护电路的测试及直流斩波电路、升降压电路的研究（一）目的与要求1.熟悉直流斩波电路及升、降压电路的工作原理；2.掌握IGBT器件的应用。驱动模块EXB841电路的驱动与保护环节的测试；3.掌握脉宽调制电路的调试及负载电压波形的分析。（二）实践内容及时数1.直流斩波降压电路；2.验证EXB841驱动模块的保护功能；3.直流斩波升降压电路。实验学时：3实验六、BJT单相并联逆变电路（一）目的与要求1.熟悉由功率双极晶体管（BJT）组成的单相并联逆变电路的工作原理；2.了解功率双极晶体管的驱动和保护；3.掌握无源逆变电路的调试及负载电压、电流参数和波形的测量。（二）实践内容及时数1.建立振荡电路产生工频的方波；2.连接逆变电路产生交流电压；3.测试输出电压电流波形。实验学时：3实验七、SPWM控制单相交-直-交变频电路的研究（一）目的与要求1.熟悉单相交-直-交变频电路的组成，掌握SPWM控制的工作原理（包括8038芯片及IR2110芯片的功能、参数的调节及SPWM控制的实现）；2.掌握对各单元输出点电压波形的测定与分析；3.掌握对单相交-直-交变频电路在电阻负载及电阻、电感负载时的电压与电流波形的分析；4.分析、研究工作频率对电路工作波形的影响。（二）实践内容及时数1.产生SPWM信号；2.测试阻性负载的电压电流波形；3.测试感性负载的电压电流波形。实验学时：3二、综合训练题（项目）1.SPWM信号的产生和交流电机的直流驱动。第三部分考核方式与教材选用一、考核方式及成绩评定办法1.平时成绩=∑（实验预习×30%+实验操作×40%+报告成绩×30%）/所开的实验个数2.实验操作考试：设计若干个考试实验题目，由学生抽签定题；根据学生完成情况由主考教师给出成绩。3.实验总成绩=平时成绩×60%+实验操作考试成绩×40%。二、推荐教材自编教材：GDKS-5电力电子及电气自动控制实训装置实验指导书三、教学参考书目1.电力电子技术，赵莉华主编，机械工业出版社；2.电力电子技术，李先允主编，中国电力出版社。