电力电子技术实验教案
电力电子技术教案
教案
2017～2018学年第二学期
学院(系、部)
教研室(实验
电气工程教研室
室)
课程名称电力电子技术
授课班级
主讲教师
职称
使用教材《电力电子技术》王兆安主编
xxxxxxx
二○一七年一月
电力电子技术课程教案
导入：电力电子技术的应用案例。
新授：
1 基本概念
什么是电力电子技术
电力电子技术：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至mW级。
电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。
两大分支
（1）电力电子器件制造技术
电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。
（2）变流技术（电力电子器件应用技术）
用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。
电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
与相关学科的关系
电力电子学 (Power Electronics)名称60年代出现；
1974年，美国的用倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。
（1）与电子学（信息电子学）的关系
都分为器件和应用两大分支；
器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术；
应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同；
信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电
路的器件一般只工作在开关状态；
（2）与电力学（电气工程）的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中：高压直流输电、静止无功补偿、电力机
2024版电力电子技术教案
电力电子控制系统的设计与实现
系统设计
根据实际需求选择合适的控制方法和器件，设计电力电子控制系统 的电路结构、控制策略和保护措施。
系统实现
根据系统设计图纸和技术要求，进行器件选型、电路布局、焊接调 试等工作，完成电力电子控制系统的制作和调试。
系统优化
针对实际运行过程中出现的问题，对系统进行优化改进，提高系统的 稳定性和可靠性，降低能耗和成本。
02
柔性交流输电的设 备
包括静止无功补偿器（SVC）、 可控串联补偿器（TCSC）、静 止同步补偿器（STATCOM）等。
03
柔性交流输电的应 用
在提高线路输送容量、改善系统 稳定性、抑制系统振荡等方面具 有广泛应用。
06 电力电子技术的实验与仿真
CHAPTER
电力电子技术的实验方法与步骤
实验准备
特点
电力电子器件具有高耐压、大电流、低损耗、快速开关等特点，是实现电能转 换和电路控制的核心元件。
常见电力电子器件介绍
01
02
03
04
05
二极管
晶闸管
可关断晶闸管 （GTO）
电力场效应晶体管 绝缘栅双极型晶体
（Po…
管（I…
主要用于整流电路，具有单 向导电性。
一种半控型器件，通过门极 控制其导通，但无法控制其 关断，常用于交流调压和直 流调速等场合。
电力电子技术教案
第 1 次课 3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15 第一章电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)
课题（章节）
教学目的与要求：
通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三
节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主
要参数、应用场合等。
教学重点、难点：
器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。
教学方法及师生互动设计：
启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。
课堂练习、作业：
1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？
2、试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？
本次课堂教学内容小结
介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、
基本特性和主要参数。本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电
子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的
基础知识。
第 1 页
第 2 次课 3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23 第一章电力电子器件 1.4 1.5 1.6
课题（章节）
教学目的与要求：
通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数
工程应用情况。充分了解电力电子器件的驱动方式。对其它新型器件也有所了解。
电力电子技术课程设计教案
一、一、 教学课题学课题: : 电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计 二、教学目的和任务二、教学目的和任务 电力电子技术是研究利用电力电子器件、电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，电路理论和控制技术，电路理论和控制技术，实现对电能的控制、实现对电能的控制、变换和传输的科学，其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。电力电子技术不但本身是一项高新技术，力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。而且还是其它多项高新技术发展的基础。而且还是其它多项高新技术发展的基础。因此，因此，提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。 通过电通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的：力电子技术的课程设计达到以下几个目的：
1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Intel 网检索需要的文献资料。网检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。、提高学生课程设计报告撰写水平。 三、课程设计的基本要求三、课程设计的基本要求
1. 教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目
注意事项：注意事项： ① 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计，题目难度和工作量要适应在一周内完成，题目要结合工程实际。学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计，如开关电源、调光灯、镇流器、如开关电源、调光灯、镇流器、UPS UPS 电源等，但不允许选择其他班题目方向的内容设计（复合变换除外）。
教案电力电子技术功率变换与电力电子器件
教案电力电子技术功率变换与电力电子器件教案：电力电子技术——功率变换与电力电子器件
一、引言
电力电子技术在现代社会中发挥着重要作用，它涉及到功率变换和
电力电子器件的应用。功率变换是将电能以不同的形式输出，满足各
种电气设备的工作需求。而电力电子器件则是实现功率变换的关键。
本教案将介绍功率变换的基本原理、分类以及常见的电力电子器件。
二、功率变换的基本原理
功率变换是指将输入电能以不同的形式输出，利用电力电子器件实
现电能的加工和控制。功率变换的基本原理是将输入电能转换为所需
的输出电能，并通过控制电力电子器件的导通与关断，实现输出电压、电流的调节。常见的功率变换方法包括直流和交流功率变换。
1. 直流功率变换
直流功率变换是将交流电能通过整流器转换成直流电能，再通过逆
变器将直流电能转换为交流电能。整流器使用二极管或晶闸管等器件，将交流电能转换为单向的直流电能。逆变器则将直流电能通过开关管
等器件，按照一定的规律转换为交流电能。
2. 交流功率变换
交流功率变换是将交流电能通过直接改变电压、电流的形式实现输
出的调节。常见的交流功率变换方法包括变压器变换、自耦变压器变换、电容变压器变换等。
三、电力电子器件
电力电子器件是实现功率变换的关键组成部分，其性能和可靠性直
接影响到功率变换效果。常见的电力电子器件包括晶闸管、二极管、
可控硅、场效应管等。
1. 晶闸管
晶闸管是一种具有控制特性的四层PN结管，通过控制其门极电流，可以实现导通和关断。晶闸管具有耐大电流、耐高压、工作可靠等特点，广泛应用于各种电力变换和控制系统中。
电力电子技术实验教案
电力电子技术实验教案
一、实验目的：
1、了解电力电子技术的基本原理和应用领域；
2、学习电力电子元器件的基本特性和使用方法；
3、掌握电力电子实验仪器的使用方法；
4、通过实验了解电力电子技术的各种调制方式和控制技术；
5、培养学生的动手实践和问题解决能力。
二、实验内容：
1、电力电子元器件的特性测试；
2、单相桥式整流电路实验；
3、直流调压电路实验；
4、单相逆变电路实验；
5、三相逆变电路实验；
6、电力电子调制与控制技术实验。
三、实验仪器和设备：
1、实验箱；
2、示波器；
3、信号发生器；
4、电流表和电压表；
5、稳流电源和稳压电源；
6、相关电力电子元器件。
四、实验步骤：
1、电力电子元器件的特性测试
（1）学习使用测量电流、电压和功率的三用电表，测量并记录不同电力电子元件的电流-电压特性曲线。
（2）测量并记录二极管的正向特性曲线。
（3）测量并记录晶闸管的控制特性曲线。
（4）测量并记录场效应管的传导特性曲线。
（5）测量并记录开关管（如开关二极管、开关三极管）的关断特性曲线。
2、单相桥式整流电路实验
（1）搭建单相桥式整流电路，观察并记录电压和电流的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和脉宽调制等方式，观察并分析输出电压和电流的变化规律。
3、直流调压电路实验
（1）搭建直流调压电路，观察并记录输出电压的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和调压器参数等方式，观察并分析输出电压的变化规律。
4、单相逆变电路实验
（1）搭建单相逆变电路，观察并记录输出电压和电流的波形。
（2）通过改变输入电压、负载电阻和脉宽调制等方式，观察并分析输出电压和电流的变化规律。
电力电子技术教学教案
电力电子技术教学教案
简介：
电力电子技术是一门涉及电力系统中电力控制、调节与转换的学科。本教学教案旨在通过全面的课程安排和教学方法，帮助学生全面了解
电力电子技术的原理和应用，并培养学生的实践能力和解决问题的能力，以适应电力行业快速发展的需求。
第一章：课程概述
1.1 课程背景
在电力系统中，电力控制、调节与转换起着至关重要的作用。电力
电子技术是一门研究这些技术的学科，通过运用电子器件和控制技术，实现对电能的有效控制和转换。
1.2 课程目标
本课程旨在帮助学生：
- 掌握电力电子技术的基本原理和核心概念；
- 熟悉各种电力电子器件的工作原理和应用；
- 能够设计和实施简单的电力电子系统；
- 具备解决实际电力电子问题的能力。
第二章：教学内容和安排
2.1 教学大纲
本课程包括以下主要内容：
- 电力电子技术概述
- 电力电子器件与电路
- 直流-直流变换器
- 直流-交流变换器
- 交流-直流变换器
- 交流-交流变换器
- 无线输电技术
- 电力电子在可再生能源系统中的应用
2.2 课时安排
本课程总共分为36个学时，按照以下安排进行授课：- 第1-3周：电力电子技术概述（6学时）
- 第4-7周：电力电子器件与电路（12学时）
- 第8-11周：直流-直流变换器（12学时）
- 第12-15周：直流-交流变换器（12学时）
- 第16-19周：交流-直流变换器（12学时）
- 第20-23周：交流-交流变换器（12学时）
- 第24-27周：无线输电技术（12学时）
- 第28-31周：电力电子在可再生能源系统中的应用（12学时）- 第32-36周：实验课程（20学时）
电工电子技术教案11-模块十一 电力电子技术
电工电子技术及应用教案（83）
【课题编号】
83-11-01
【课题名称】
认识晶闸管
【教学目标】
知识传授目标：
1.掌握晶闸管的结构和电路符号。
2.理解晶闸管的工作原理。
3.解晶闸管的特性、国产晶闸管型号及其含义及主要参数。
能力培养目标
1.培养学生的抽象思维能力。
2.养成一定的动手实践能力。
【教学重点】
晶闸管的工作原理和应用技术。
【难点分析】
晶闸管的结构和种类，晶闸管的伏安特性曲线及主要参数。
【学情分析】
学生的抽象思维能力较弱，不易直接讲解晶闸管的工作原理，就先通过演示实验，让学生观察到晶闸管的特性和应用，以激发他们的学习兴趣，从而引导他们掌握晶闸管的工作原理。
【教学方法】
实验法、讲授法
【教具资源】
晶闸管及演示其导通的实验装置、多媒体课件
【课时安排】
1学时
【教学过程】
一、导入新课
晶闸管是一种利用弱电控制强电的半导体器件，它使电子技术应用非常广泛。国防军事、工业交通、农业商业、家用电器方面，无不渗透着电力电子技术的新成就。
二、讲授新课
教学环节1 晶闸管的结构符号
教师活动：投影晶闸管的多媒体动画。
学生活动：观察晶闸管的多媒体动画。初步掌握晶闸管的结构和电路符号。
教学环节2 晶闸管的工作原理
演示
教师活动：演示晶闸管的触发导通实验
学生活动：观察实验现象，理解晶闸管导通的条件和关断的条件。
讲解
教师活动：重点讲解晶闸管内部可看成是两个三极管连结。有触发信号时内部电路形成强烈的正反馈，其使迅速导通。
教学环节3晶闸管的伏安特性
教师活动：投影晶闸管伏安特性曲线的多媒体课件。
学生活动：观察伏安特性曲线的转折点并理解原理。
电力电子技术实验教案
实验一锯齿波同步移相触发电路
一、实验目的
1、加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
2、掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
二、实验所需挂件及附件
实验装置电源控制屏操作说明
DJDK-1型实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能完成《电力电子技术》课程所开设的主要实验。
电源控制屏如图1.2所示，它主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。屏上还设有定时器兼报警记录仪，供教师考核学生实验之用；在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，从这些插座提供有源挂件的电源；在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，此外还设有供实验台照明用的40W日光灯。
1、三相电网电压指示
三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相、欠压情况，操作交流电压表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。
2、电源控制部分
它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。当打开电源总开关时，红灯亮；当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮，此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有电压输出。
3、三相主电路输出
三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。输出的电压大小由“调速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A、B、C输出线电压为200V，可完成电力电子实验以及直流调速实验；当开关置于“交流调速”侧时，A、B、C输出线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。在A、B、C三相附近装有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压。同时在主电源输出回路中还装有电流互感
电力电子技术教案1
单相逆变电路工作原理及特点
工作原理
单相逆变电路采用单相桥式整流电路将直流电转换为交流电，通过控制开关管的 导通与关断，实现直流电到交流电的转换。
特点
电路结构简单，控制方便，但输出波形质量较差，谐波含量较高。
三相逆变电路工作原理及特点
工作原理
三相逆变电路采用三相桥式整流电路 将直流电转换为交流电，通过控制三 组开关管的导通与关断，实现直流电 到三相交流电的转换。
电力电子技术教案1
contents
目录
• 课程介绍与目标 • 电力电子器件基础 • 整流电路分析与设计 • 逆变电路分析与设计 • 直流-直流变换器分析与设计 • 交流-交流变换器分析与设计
01
课程介绍与目标
电力电子技术定义及应用领域
能源转换
如太阳能、风能发电系统中的 逆变器。
电力系统
无功补偿、有功滤波等。
06
交流-交流变换器分析与设计
交流调压器工作原理及特点
要点一
工作原理
要点二
特点
通过控制晶闸管的导通角来调节输出电压的大小，实现交 流电压的调节。
具有无触点、无机械磨损、响应速度快、调节范围宽等优 点，但同时也存在谐波污染和功率因数较低等缺点。
交流调功器工作原理及特点
工作原理
通过控制晶闸管的通断时间来调节负载 的平均功率，实现交流功率的调节。
电力电子技术教案
电力电子技术教案
教案：电力电子技术
教学内容：
本节课的教学内容来自于《电力电子技术》教材的第四章，主要讲述了晶闸管的基本原理、特性及其应用。具体内容包括晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要参数以及晶闸管的应用电路等。
教学目标：
1. 使学生了解晶闸管的结构和工作原理，理解其伏安特性及主要参数。
2. 培养学生掌握晶闸管的应用电路，提高学生的实际应用能力。
3. 培养学生对电力电子技术的兴趣，激发学生继续学习的动力。
教学难点与重点：
难点：晶闸管的伏安特性及主要参数的计算和理解。
重点：晶闸管的应用电路及其设计方法。
教具与学具准备：
教具：多媒体教学设备、黑板、粉笔。
学具：教材、笔记本、荧光笔。
教学过程：
一、实践情景引入（5分钟）
1. 提问：同学们，你们在日常生活中是否遇到过需要控制电流方向的情况？
二、知识讲解（15分钟）
1. 教师简要讲解晶闸管的结构，通过多媒体展示晶闸管的图片，让学生直观地了解晶闸管的外观。
2. 教师讲解晶闸管的工作原理，通过示例电路图，让学生理解晶闸管的工作过程。
3. 教师详细讲解晶闸管的伏安特性及主要参数，通过示例题目，让学生学会计算和理解晶闸管的伏安特性及主要参数。
三、例题讲解（10分钟）
1. 教师选取一道具有代表性的例题，进行讲解，让学生掌握晶闸管的应用电路设计方法。
2. 学生跟随教师一起完成例题，确保学生能够独立完成类似题目的计算和分析。
四、随堂练习（5分钟）
1. 教师布置几道练习题，让学生在课堂上完成。
2. 教师巡回指导，解答学生的疑问，确保学生能够掌握晶闸管的应用电路设计方法。
电力电子技术实验（课程教案）
电⼒电⼦技术实验（课程教案）课程教案
课程名称：电⼒电⼦技术实验
任课教师：张振飞
所属院部：电⽓与信息⼯程学院
教学班级：电⽓1501-1504班、⾃动化1501-1504⾃动化卓越1501
教学时间：2017-2018学年第⼀学期
湖南⼯学院
课程基本信息
1
P 实验⼀、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验
⼀、本次课主要内容
1、晶闸管（SCR）特性实验。
2、可关断晶闸管（GTO）特性实验（选做）。
3、功率场效应管（MOSFET）特性实验。
4、⼤功率晶体管（GTR）特性实验（选做）。
5、绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。
⼆、教学⽬的与要求
1、掌握各种电⼒电⼦器件的⼯作特性测试⽅法。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
三、教学重点难点
1、重点是掌握各种电⼒电⼦器件的⼯作特性测试⽅法。
2、难点是各器件对触发信号的要求。
四、教学⽅法和⼿段
课堂讲授、提问、讨论、演⽰、实际操作等。
五、作业与习题布置
撰写实验报告
2
P
⼀、实验⽬的
1、掌握各种电⼒电⼦器件的⼯作特性。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
⼆、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
将电⼒电⼦器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R串联后接⾄直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，直⾄器件触发导通，从⽽可测得
在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R⽤DJK09 上的可调电阻负载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最⼤可通过电流为1.3A；直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电⼒电⼦器件均在DJK07挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从⽽得到⼀个输出可以由调压器调节的直流电压源。
电力电子技术教案
电力电子技术教案
教案标题：电力电子技术教案
教案目标：
1. 了解电力电子技术的基本概念和原理。
2. 掌握电力电子技术在实际应用中的重要性和作用。
3. 培养学生的实践能力，能够运用电力电子技术解决实际问题。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学重点：
1. 电力电子技术的基本概念和原理。
2. 电力电子技术在实际应用中的重要性和作用。
教学难点：
1. 学生对电力电子技术的理解和应用能力。
2. 学生如何团队合作和解决实际问题。
教学准备：
1. 教学资料：电力电子技术相关的教材、课件和实例。
2. 实验设备：电力电子技术实验箱、示波器等。
3. 实验材料：电阻、电容、二极管等。
教学过程：
一、导入（5分钟）
1. 引导学生回顾电力电子技术的概念和应用领域。
2. 提出问题，激发学生的学习兴趣。
二、知识讲解（20分钟）
1. 介绍电力电子技术的基本原理和分类。
2. 分析电力电子技术在电力系统、电动车辆和可再生能源等领域的应用案例。
三、实验演示（30分钟）
1. 展示电力电子技术实验箱的使用方法和实验步骤。
2. 以直流调压电路为例，演示电力电子技术的实际应用。
四、实践操作（40分钟）
1. 将学生分成小组，每组设计一个电力电子技术应用方案。
2. 学生根据所学知识，选择合适的电力电子器件和电路搭建实验。
3. 学生进行实验操作，并记录实验数据和结果。
4. 学生讨论和总结实验结果，提出改进意见。
五、总结归纳（10分钟）
1. 学生汇报实验结果和总结经验。
2. 教师进行总结和点评，引导学生对电力电子技术的理解和应用进行归纳。