《电力电子装置及系统》教学大纲

《电力电子装置及系统》教学大纲适用范围版本科人才培养方案202X课程代码05153091课程性质专业选修课学分学分2学时学时（理论学时）3232先修课程电路原理、电力电子技术、自动控制原理等后续课程无适用专业电气工程及其自动化开课单位电气工程与自动化学院一课程说明《电力电子装置及系统》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课本课程主要传授各类常用电力电子装置及系统的工作原理与设计方法，使学生熟悉各类常用电力电子装置及系统的结构及工作原理，主要包括功率器件、高频开关电源、逆变电源等常用电力电子装置，熟悉各种功率器件及其应用，掌握电力电子装置的设计方法，并能够运用所学知识进行常用电力电子装置的初步设计本课程注重基本理论知识的深入学习，使学生掌握常用电力电子装置的工作原理及控制思想，培养学生运用综合知识的能力和解决工程实际问题的能力二课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标课程目标熟悉各类常用电力电子装置的结构及工作原理，包括功率器件、高频开关电源、1:逆变电源等常用电力电子装置，掌握电力电子装置的理论知识，具备解决常用电力电子装置复杂工程问题的能力课程目标正确运用电力电子装置的工作原理、功率器件及控制知识等，能够分析电力电子2装置及系统中工程应用及设计中的问题，培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，提高分析能力课程目标运用综合的思维，利用合适的电力电子装置设计方法，能够进行常用电力电子装3置的初步设计，并且性能满足需求，将创新、工匠精神及爱国精神等融入课程，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生精益求精的大国工匠精神，勇于开拓创新的学习态度三课程目标与毕业要求《电力电子装置及系统》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表lo表课程教学目标与毕业要求关系1支撑强毕业要求指标点课程目标度

1.工程知识

1.4能够将电气工程及其课程目标1:熟悉各类常用电力电子装置的结构及工自动化专业知识用于复作原理，包括功率器件、高频开关电源、逆变电源杂电气工程问题解决方等常用电力电子装置，掌握电力电子装置的理论知H案的比较与优化识，具备解决常用电力电子装置复杂工程问题的能力

2.问题分析

2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原课程目标2正确运用电力电子装置的工作原理、功理，分析并表达复杂电气率器件及控制知识等，能够分析电力电子装置及系M工程问题的特性，获得多统中工程应用及设计中的问题，培养学生发现问种解决方案题、思考问题、解决问题的能力，提高分析能力

3.设计/开发

3.1能够掌握工程设计和课程目标3运用综合的思维，利用合适的电力电解决方案产品开发全周期、全流程子装置设计方法，能够进行常用电力电子装置的初的基本方法和技术，了解步设计，并且性能满足需求，将创新、工匠精神及M影响设计目标和技术方爱国精神等融入课程，激发学生科技报国的家国情案的各种因素怀和使命担当，培养学生精益求精的大国工匠精神，勇于开拓创新的学习态度注表中（高）、（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度四教学内容基本要求与“H M学时分配.理论部分1理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2表教学内容、基本要求与学时分配2理论对应的课程教学内容教学要求，教学重点难点学时目标绪论教学要求了解电力电子装置及系统的应用、分L

1.1电力电子装置及系统概述类及前景；掌握半导体电力电子开关器件的特L2半导体电力电子开关器件性；了解电力电子器件的应用

21、

2、

31.3电力电子器件的应用技术重点半导体电力电子开关器件的特性难点半导体电力电子开关器件的特性.高频开关电源教学要求了解高频开关电源的发展及基本组2成；掌握单端反激开关电源的工作原理和典型高频开关电源概述

2.1电路；了解高频开关变压器的设计；了解功率单端反激开关电源

2.2因数为的高频整流器

1、、高频开关变压器

31232.3重点单端反激开关电源的原理功率因数为的高频整流

2.41难点单端反激开关电源的工作原理和典型电器路

3.逆变器教学要求掌握恒频恒压正弦波逆变器拓扑结

3.1恒频恒压正弦波逆变器构、类型及应用；掌握交流电动机变频调速系

3.2交流电动机变频调速系统统控制原理；掌握感应加热电源工作原理及应

3.3感应加热电源用

31、

2、3重点常见单相逆变器拓扑；控制系统；交流电动机变频调速系统控制原理；感应加热电源工作原理及应用难点直流偏磁问题；控制系统

4.不间断电源UPS教学要求了解UPS的功能及原理;掌握UPS的

4.1UPS的功能及原理组成和设计；了解UPS输出电压控制原理重点的功能及原理；的组成和设计难的组成和设计UPS UPS

4.2UPS

41、

2、3点的设计UPS输出电压控制

4.3UPS的模块化及串并联冗余

4.4UPS技术.直流•直流变流装置教学要求了解应用直流斩波变换的调速系统5应用直流斩波变换的调速工作原理；了解滑差电机调速系统的调速原理；

5.1了解具有中间变换环节的变换器主电系统DC/DC

41、

2、3路、控制电路及驱动电路的工作原理难点滑差电机调速系统

5.2具有中间变换环节的变换器主电路、控DC/DC具有中间变换环节的

5.3制电路及驱动电路的工作原理变换器DC/DC

6.晶闸管变流装置教学要求掌握晶闸管交流变换器的工作原理；

6.1晶闸管交流变换器掌握晶闸管相控调速系统控制原理；掌握交流晶闸管相控调速系统净化型稳压电源工作原理；掌握晶闸管谐振型

6.2交流净化型稳压电源逆变器的结构及应用

6.

351、

2、3晶闸管谐振型逆变器重点晶闸管交流变换器的工作原理；晶闸管

6.4谐振型逆变器的原理及应用难点晶闸管相控调速系统控制原理；晶闸管谐振型逆变器的原理.电力系统用电力电子装置教学要求掌握电力系统无功补偿原理及常用7无功补偿装置；掌握电力系统有源滤波装置原电力系统无功补偿

7.1理及应用；掌握电力系统谐波与无功功率综合电力系统有源滤波装置

7.2补偿原理；了解远距离直流输电系统的特点电力系统谐波与无功功率

7.3重点;电力系统无功补偿原理及常用无功补偿装综合补偿

51、

2、3置；电力系统有源滤波装置原理及应用；电力

7.4远距离直流输电系统系统谐波与无功功率综合补偿原理难点常用无功补偿装置；电力系统谐波与无功功率综合补偿原理.电力电子装置的研制与试教学要求了解电力电子装置的研制流程；了8验解研究对象的方案论证；掌握主电路设计；掌握控制系统及辅助电源设计；掌握电磁兼容技电力电子装置的研制流程

8.1术和措施；能应用电路仿真；了解整机调试与研究对象的方案论证

8.2电性能试验；了解结构设计和例行试验

8.3主电路设计

61、

2、3重点主电路设计；控制系统及辅助电源设计；控制系统及辅助电源设计

8.4电磁兼容技术和措施电磁兼容技术和措施

8.5难点控制系统及辅助电源设计；电磁兼容技

8.6电路仿真术和措施整机调试与电性能试验

8.7合计32

五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、仿真等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养学生比较全面地理解电力电子装置的结构和工作原理，通过实例分析掌握各种常用电力电子装置拓扑结构、设计思想及相应的控制原理，能够进行常用电力电子装置的初步设计，加深对理论知识的融化和吸收，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力以少而精为原则，精选教学内容，精讲多练；及时掌握学生学习效果，采用布置作、业和阶段考核等形式，并安排习题课，巩固课堂所学知识；借助线上沟通软件，开展网上答疑和辅导，提高教学效率

六、课程资源.推荐教材1杨荫福.电力电子装置及系统,北京:清华大学出版社1[M],

2006..参考书2王兆安,电力电子技术第五版.北京:机械工业出版社1[M],

2020.陈坚等.电力电子学一电力电子变换和控制技术第三版北京:高等教育出版社2[M].,

2002.编，金爱娟等译.线性控制系统工程.北京:清华大学出版社3Morris Driels[M],

2005..期刊3电力电子技术，西安电力电子技术研究所主办1电工技术学报，中国电工技术学会主办2CES中国电机工程学报，中国科学技术协会主管，中国电机工程学会主办3国际电力电子及运动控制会议中国电工技术学会主办4IPEMC,CES5IEEE Transactionson IndustrialElectronics,IEEE IndustrialElectronics Society.网络资源4爱课程网〃

1.http:中国大学慕课网2蒋启龙.电力电子技术年

3.20219月赵争鸣,现代电网中的电力电子装置与系统年月.

4.20211

七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3表课程考核对课程目标的支撑3考核环节占比课程目标考核/评价细则123过课根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，辆1q q q程分分；100性20考表2以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入1055核现课程总评成绩主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程1q qq作度，满分分；20100业每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此10552环节的最终成绩；（）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课3程总评成绩（）期末考核成绩分，以期末考核成绩乘以其在总1100qqq评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；期末考核60

（2）主要考核功率器件、高频开关电源、逆变电源等各252510类常用电力电子装置的结构及工作原理.、控制方法、电力电子装置的设计及应用等内容合计分100453520

八、考核与成绩评定考核方式及成绩评定

1.考核方式本课程主要以课堂表现、作业、期末考核（大作业）等方式对学生进行考核评价考核基本要求考核总成绩由期末考核（大作业）成绩和过程性考核成绩组成其中期末考核（大作业）成绩为分（权重）；课堂表现、作业等过程性考核成绩为分（权重）；10060%10040%过程性考核和期末考核（大作业）分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例.过程性考核成绩的标准2过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4表过程性考核方式评价标准4考核方所占比100x9090x8080x7070x60x60式重（%）积极参与教学认真参与教偶尔参与教上课不认上课不认真，活动，踊跃回学活动，回答学活动，回答真，偶尔参不参与教学活课堂表50答问题，准确问题准确率问题准确率与教学活动现率大于90%大于80%大于70%动o o o作业完整，思作业完整，准不交作业次不交作业不交作业次245路清晰，准确确率大于以内，准确率次以内，准以上，准确率作业50率大于90%,字80%,字迹工大于70%确率大于小于60%oo迹工整整60%o。