机车电力电子技术1

*********************************************************************《机车电力电子技术》教案

*********************************************************************课程编号：

《机车电力电子技术》课程教学大纲

学时：（64）学分：（4）

一、教学大纲的说明

机车电力电子技术课程教学大纲是教学指导性文件，它是作为工科专科学生学习该课程必须达到的合格要求，是学校制订教学计划和教学内容的依据，也是编写基本教材和进行课程教学质量评估的重要依据。

1．授课对象：车辆工程专业（电力机车方向），高职三年制学生。

2．课程性质：《机车电力电子技术》课程是车辆工程专业（电力机车方向）的一门专业必修课。

3．任务及要求：通过学习本课程，应使学生掌握电力电子技术理论及其在电力机车上的应用等方面知识，主要学习电力电子器件、相控整流电路、斩波电路与逆变电路、交流调压电路、触发电路与驱动电路、电力机车控制系统单元电路、电力机车控制电源柜、电力机车电子控制柜和微机控制柜、电力机车其他电子电路、电子电路常见故障分析与应急处理等方面知识，培养学生学会综合运用所学知识，分析、设计、解决相关技术问题的能力。

4．与其它课程的联系

先修课程：《电工技术》、《Visual Basic程序设计》、《单片机原理及应用》等。

后修课程：《电力机车控制》等。

二、教学大纲

1、课程内容

第1章绪论

电力电子器件的发展；电力电子技术的发展；交流电动机控制技术的发；我国电力机车的发展。

第2章电力电子器件

电力电子器件概述；大功率整流二极管；晶闸管；门极关断晶闸管（GTO）；功率晶体管（GTR）；功率MOS场效应晶体管（功率MOSFET）；绝缘栅双极晶体管（IGBT）；MOS 控制晶闸管（MCT）；功率集成电路（PIC）；电力电子器件的冷却。

第3章相控整流电路

单相半控桥式整流电路；单相全控桥式整流电路；三相半波可控整流电路；三相全控桥整流电路；三相半控桥整流电路。

第4章斩波电路与逆变电路

斩波电路；逆变电路；缓冲电路。

第5章交流调压电路

概述；晶闸管交流开关；晶闸管单相交流调压电路；晶闸管三相交流调压电路。

第6章触发电路与驱动电路

概述；晶闸管触发电路；GTO门极驱动电路；GTR门极驱动电路；功率MOSFET门极驱动电；IGBT驱动与保护技术。

第7章电力机车控制系统单元电路

检测单元；控制单元；触发系统元件。

第8章电力机车控制电源柜

SS9型电力机车的控制电源柜；HX D3型电力机车的DC 110 V电源装置。

第9章电力机车电子控制柜和微机控制柜

SS4改型电力机车电子控制柜；SS8型电力机车微机控制柜；HXD3型电力机车网络控制系统。

第10章电力机车其他电子电路

显示诊断装置；劈相机起动电路；列车运行监控记录装置。

第11章电子电路常见故障分析与应急处理

检测单元和电源柜的故障判断；SS4改型电力机车电子控制柜常见故障判断及处理；SS9型电力机车微机控制柜的使用维护和常见故障判断及处理；HXD3型电力机车典型故障分析及处理。

2、重点与难点

重点：

大功率整流二极管；晶闸管；门极关断晶闸管（GTO）；绝缘栅双极晶体管（IGBT）；功率集成电路（PIC）；单相半控桥式整流电路；单相全控桥式整流电路；斩波电路；逆变电路；缓冲电路；晶闸管交流开关；晶闸管单相交流调压电路；晶闸管触发电路；GTO门极驱动电路；IGBT驱动与保护技术；检测单元；控制单元；触发系统元件；SS9型电力机车的控制电源柜；HXD3型电力机车的DC 110 V电源装置；SS4改型电力机车电子控制柜；SS8型电力机车微机控制柜；HXD3型电力机车网络控制系统；显示诊断装置；劈相机起动电路；列车运行监控记录装置；检测单元和电源柜的故障判断；SS4改型电力机车电子控制柜常见故障判断及处理；SS9型电力机车微机控制柜的使用维护和常见故障判断及处理；

HXD3型电力机车典型故障分析及处理。

难点：

晶闸管；门极关断晶闸管（GTO）；绝缘栅双极晶体管（IGBT）；功率集成电路（PIC）；单相半控桥式整流电路；单相全控桥式整流电路；逆变电路；晶闸管单相交流调压电路；控制单元；SS9型电力机车的控制电源柜；HXD3型电力机车的DC 110 V电源装置；SS4改型电力机车电子控制柜；SS8型电力机车微机控制柜；HXD3型电力机车网络控制系统；显示诊断装置；劈相机起动电路；列车运行监控记录装置；检测单元和电源柜的故障判断；SS4改型电力机车电子控制柜常见故障判断及处理；SS9型电力机车微机控制柜的使用维护和常见故障判断及处理；HXD3型电力机车典型故障分析及处理。

3．实验与实践环节

（1）电力电子器件特性测试；

（2）单相半控桥式整流电路；

（3）三相桥式全控整流电路及有源逆变；

（4）直流斩波电路；

（5）单相交流调压电路。

4．学时分配（共64学时）

三、教材及主要参考书

教材：刘敏军，王秀珍主编．机车电力电子技术．中国铁道出版社．2012年。

参考书：李瑞荣主编．电力机车电子技术．中国铁道出版社．2008年。

大纲批准：（主管教学校长）

大纲审定：（主管教学院长）

大纲制定：（执笔教师）

*********************************************************************《机车电力电子技术》电子教案

1 概论

1.1 电力电子器件的发展

1．晶体管

2．二极管

3．晶闸管

4．电力电子器件

图1.1电力电子器件家族“树”

5．电力电子器件种类

（1）按器件内部载流子参与导电的种数不同，分三大类：