成人高等函授教育自學(xué)輔導(dǎo)書科目名稱： 電力電子技術(shù)層次： .本科一適用專業(yè)： 電氣工程類新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校成教院《電力電子技術(shù)》函授自學(xué)指導(dǎo)書一、教材名稱：電力電子變流技術(shù)（作者：黃俊機(jī)械工業(yè)出版社）二、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門橫跨電力、電子和控制的新興學(xué)科。它主要研究電力電子器件對電能進(jìn)行變換和調(diào)控的技術(shù)，包括對電壓、電流、頻率等方面的調(diào)控、變換。本課程也可以作為其他相關(guān)專業(yè)的專業(yè)選修課。三、本課程的地位和作用《電力電子技術(shù)》是用半導(dǎo)體功率器件借助微電子技術(shù)控制強(qiáng)電流，實(shí)現(xiàn)電能傳輸，變換和利用的技術(shù)。已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)本專業(yè)人才中占有重要地位。電力電子技術(shù)是國際上發(fā)展最快的技術(shù)之一，也是影響21世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。四、學(xué)習(xí)目的與要求通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備掌握各種電力電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法、參數(shù)計(jì)算、設(shè)計(jì)與分析方法，并掌握其基本的實(shí)驗(yàn)方法和故障分析及處理的方法，培養(yǎng)學(xué)生具有對電能變換和控制電路進(jìn)行分析的能力和對電力、電子器件基本應(yīng)用的能力，為《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。五、本課程的學(xué)習(xí)方法為了學(xué)好本課程，首先要具有正確的學(xué)習(xí)目的和態(tài)度，應(yīng)為我國社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)而學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)中要刻苦鉆研、踏踏實(shí)實(shí)、虛心求教、持之以恒。在學(xué)習(xí)時(shí)要抓住物理概念、工作原理和分析方法；要理解問題是如何提出和引申的，又是怎樣解決和應(yīng)用的；要注意各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系，前后是如何呼應(yīng)的；要重在理解，能提出問題，積極思考，不要死記；通過習(xí)題可以鞏固和加深對所學(xué)理論的理解，并培養(yǎng)分析能力和運(yùn)算能力，所以應(yīng)按要求完成布置的作業(yè)題。解題前，要對所學(xué)內(nèi)容基本掌握；解題時(shí)，要看懂題意，注意分析，熟練應(yīng)用各種理論和公式。除學(xué)習(xí)規(guī)定教材外，應(yīng)參閱相關(guān)的參考書。如有條件，可通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和鞏固所學(xué)理論，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。通過各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)分析和解決問題的能力和創(chuàng)新精神。解決問題不是僅僅照著書本上的例題作練習(xí)題，而是要求使用已有的知識(shí)對提出的要求和論據(jù)能理解和領(lǐng)悟，并能提出自己的思路和解決問題的方案，這是一個(gè)創(chuàng)新過程。六、自學(xué)內(nèi)容與指導(dǎo)第一章晶閘管（一）自學(xué)內(nèi)容：本章將對晶閘管的概念、特點(diǎn)和分類等問題作介紹，重點(diǎn)介紹晶閘管的工作原理、基本特性、主要參數(shù)以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問題。（二）本章重點(diǎn)：晶閘管的工作原理、基本特性。（三）本章難點(diǎn)：晶閘管的主要參數(shù)（四）本章考點(diǎn)：晶閘管的導(dǎo)通條件、主要參數(shù)和驅(qū)動(dòng)。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：本章介紹了最早出現(xiàn)的電力電子器件---晶-閘管。晶閘管為半控器件，即只能通過門極控制其開通，而不能通過門極控制其關(guān)斷，且具有單向?qū)щ姷奶匦裕谙嗫卣髋c有源逆變電路中應(yīng)用廣泛。本章首先通過對晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，得出晶閘管的開通、關(guān)斷及維持導(dǎo)通條件；接著對晶閘管特性進(jìn)行講解，使學(xué)生了解晶閘管應(yīng)用過程中應(yīng)該注意的問題；最后給出晶閘管的主要參數(shù)，使學(xué)生掌握如何選擇晶閘管。本章要求學(xué)生學(xué)習(xí)之前掌握必要的模擬電子技術(shù)方面的知識(shí)，而學(xué)習(xí)本章之后應(yīng)重點(diǎn)掌握晶閘管的開通原理、晶閘管的關(guān)斷條件及維持導(dǎo)通條件，了解晶閘管的開通、關(guān)斷特性及門極特性，對晶閘管的一些主要參數(shù)有所了解，并學(xué)會(huì)如何選擇晶閘管。第二章單相可控整流電路（一）自學(xué)內(nèi)容：常用的幾種單相可控整流電路，分析和研究其工作原理、基本數(shù)量關(guān)系，以及負(fù)載對整流電路的影響。變壓器漏抗對整流電路的影響。整流電路的諧波和功率因數(shù)的分析。大功率整流電路的特點(diǎn)。相位控制電路的驅(qū)動(dòng)控制。（二）本章重點(diǎn)：單相可控整流電路原理分析，基本數(shù)量關(guān)系，負(fù)載對整流電路的影響。（三）本章難點(diǎn)：波形分析。（四）本章考點(diǎn)：原理分析，數(shù)量關(guān)系，波形分析（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：本章學(xué)習(xí)最常用的幾種單相可控整流電路，分別是單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路和單相橋式半控整流電路。通過對電路的分析和對工作原理的研究，使學(xué)生了解相控整流的一些基本概念，學(xué)會(huì)波形分析的方法，了解負(fù)載性質(zhì)對整流電路的影響，并掌握不同電路、不同負(fù)載情況下的電路參數(shù)計(jì)算。重點(diǎn)是各種整流電路的波形分析和基本電量的計(jì)算方法。難點(diǎn)是不同負(fù)載對整流電路的影響和單相橋式半控整流電路失控現(xiàn)象的分析。第三章三相可控整流電路（一）自學(xué)內(nèi)容：常用的幾種三相可控整流電路，分析和研究其工作原理、基本數(shù)量關(guān)系，以及負(fù)載對整流電路的影響。整流電路的諧波和功率因數(shù)的分析。大功率整流電路的特點(diǎn)。相位控制電路的驅(qū)動(dòng)控制。（二）本章重點(diǎn)：三相半波整流電路和三相橋式全控整流電路的波形分析、參數(shù)計(jì)算。換相重疊角和換相壓降的計(jì)算。（三）本章難點(diǎn)：對換相重疊現(xiàn)象的分析。（四）本章考點(diǎn)：原理分析，數(shù)量關(guān)系，波形分析（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：當(dāng)整流負(fù)載容量較大，或者要求整流電壓的脈動(dòng)小、易濾波，或者要求快速控制的時(shí)候，應(yīng)采用對電網(wǎng)來說是平衡的三相整流裝置。三相可控整流電路的類型很多，包括三相半波可控整流電路、三相橋式全控整流電路、雙反星型整流電路等。在這些電路里最基本的是三相半波可控整流電路，其余類型的電路均可看做三相半波整流電路以不同方式串聯(lián)或并聯(lián)而成。因此本章首先重點(diǎn)介紹三相半波可控整流電路的工作原理、波形分析及其參數(shù)計(jì)算；在此基礎(chǔ)上又詳細(xì)分析了三相全控橋式整流電路的工作原理、波形分析及其參數(shù)計(jì)算；接著分析了整流電路的諧波問題，指出諧波大小與脈動(dòng)頻率有著直接聯(lián)系；另外，考慮到實(shí)際應(yīng)用中，由于變壓器存在漏抗問題，會(huì)造成換相過程中出現(xiàn)換相重疊問題，產(chǎn)生換相壓降，因此專門用一節(jié)內(nèi)容來分析整流電路產(chǎn)生換相重疊的原因、并給出換相壓降和換相重疊角的計(jì)算；最后，通過對雙反星型整流電路的分析，得出大功率整流電路的特點(diǎn)。要順利地進(jìn)行導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算，關(guān)鍵在于對基本求導(dǎo)公式要有清晰正確的記憶，否則計(jì)算就可能無法進(jìn)行。所以希望同學(xué)們對此要有清醒的認(rèn)識(shí)，一定要常記、常用，只有這樣才能真正掌握相關(guān)運(yùn)算。第四章有源逆變電路（一）自學(xué)內(nèi)容：有源逆變的工作原理，各種逆變電路的波形分析、參數(shù)計(jì)算，逆變產(chǎn)生條件及逆變顛覆的產(chǎn)生原因。（二）本章重點(diǎn)：逆變產(chǎn)生條件；各種逆變電路的波形分析、參數(shù)計(jì)算；逆變顛覆的產(chǎn)生原因；直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)的工況分析及其控制方法的實(shí)現(xiàn)問題。（三）本章難點(diǎn)：逆變顛覆的產(chǎn)生原因、直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制方法的實(shí)現(xiàn)。（四）本章考點(diǎn)：各種逆變電路的波形分析、參數(shù)計(jì)算。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：逆變分兩種，一種是有源逆變，一種是無源逆變。本章學(xué)習(xí)的是有源逆變電路。本章首先通過對單相雙半波電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載系統(tǒng)的分析，得出有源逆變產(chǎn)生的條件；接著分析三相半波逆變電路和三相橋式逆變電路的工作原理、波形分析和參數(shù)計(jì)算；在第三節(jié)對逆變顛覆及其產(chǎn)生原因做了詳細(xì)的講解；然后，通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)例--直-流-可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)的分析，把第二章、第三章和本章的內(nèi)容進(jìn)行融會(huì)貫通，并對其兩種主要的控制方法做了詳細(xì)的分析；本章最后給出電力電子裝置的主要技術(shù)功能指標(biāo)來說明設(shè)計(jì)電力電子裝置應(yīng)該注意的問題。第五章交流調(diào)壓電路與斬波電路（一）自學(xué)內(nèi)容：交流調(diào)壓電路的工作原理、波形分析、數(shù)值分析及諧波分析。交流調(diào)功電路及交流電力電子開關(guān)的工作原理?；緮夭娐?、復(fù)合斬波電路和多相多重?cái)夭娐返奶攸c(diǎn)、工作原理、波形分析、數(shù)值分析及應(yīng)用。（二）本章重點(diǎn)：交流調(diào)壓電路的工作原理、波形分析、數(shù)值分析。降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理、輸入輸出關(guān)系、電路解析方法、工作特點(diǎn)。（三）本章難點(diǎn)：復(fù)合斬波電路。（四）本章考點(diǎn)：交流調(diào)壓電路的工作原理、波形分析、數(shù)值分析。基本斬波電路的特點(diǎn)、工作原理、波形分析、數(shù)值分析及應(yīng)用。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：本章的內(nèi)容分為兩大部分，一部分屬于變換，即交流調(diào)壓電路；一部分屬于變換，即直流斬波電路。在交流調(diào)壓電路里，首先以單相相控交流調(diào)壓入手，分析了單相相控交流調(diào)壓電路在純阻性負(fù)載及感性負(fù)載下的輸出情況；并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了三相相控交流調(diào)壓電路在不同a角情況下輸出波形的變化。在直流斬波電路中，詳細(xì)講述了降壓斬波和升壓斬波電路原理，并詳細(xì)分析了兩種電路的輸出波形及參數(shù)計(jì)算；簡單分析了多相多重型斬波電路、多象限斬波電路的工作原理及控制方法；并對斬波電路里晶閘管所使用的強(qiáng)迫換流電路做了簡單講解。第六章晶閘管的串并聯(lián)和保護(hù)（一）自學(xué)內(nèi)容：晶閘管電壓電流的計(jì)算與保護(hù)，晶閘管的過電壓保護(hù)，晶閘管的過電流保護(hù)與電壓電流上升率的限制，晶閘管的串聯(lián)和并聯(lián)。（二）本章重點(diǎn)：晶閘管串并聯(lián)會(huì)出現(xiàn)的問題及其解決方法。（三）本章難點(diǎn)：分析理解過電壓和過電流產(chǎn)生的原因（四）本章考點(diǎn)：晶閘管串并聯(lián)會(huì)出現(xiàn)的問題及其解決方法。過電壓和過電流產(chǎn)生的原因和采取的措施。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：可以說本章是晶閘管的應(yīng)用分析。對較大型的變流裝置，單個(gè)晶閘管的電壓、電流定額遠(yuǎn)不能滿足要求，這種情況下往往需要將晶閘管串聯(lián)或并聯(lián)起來使用，以提高晶閘管支路的耐壓能力或通流能力。然而，簡單的串并聯(lián)晶閘管往往會(huì)帶來許多問題。在本章中針對串并聯(lián)晶閘管出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，找出問題的解決方法。另外，在實(shí)際電路的應(yīng)用過程中，往往會(huì)出現(xiàn)各種各樣的過載情況---如電-流過載、電壓過載等，本章第二節(jié)針對實(shí)際情況，講解了應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)的問題及其解決方法。第七章自關(guān)斷器件（一）自學(xué)內(nèi)容：晶閘管電壓電流的計(jì)算與保護(hù)，晶閘管的過電壓保護(hù)，晶閘管的過電流保護(hù)與電壓電流上升率的限制，晶閘管的串聯(lián)和并聯(lián)。（二）本章重點(diǎn)：各種器件的性能比較。（三）本章難點(diǎn)： 的二次擊穿問題、 的開關(guān)原理、 的擎住效應(yīng)。（四）本章考點(diǎn)：各種具有自關(guān)斷能力的器件的原理、特性及優(yōu)缺點(diǎn)。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：本章講述了多種具有自關(guān)斷能力的器件的原理、特性、優(yōu)缺點(diǎn)及各種器件的驅(qū)動(dòng)、緩沖和保護(hù)電路，通過對本章學(xué)習(xí)，使得學(xué)生能夠在設(shè)計(jì)過程中合理選擇電力電子器件，并為提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及性價(jià)比打下基礎(chǔ)。本章中的主要內(nèi)容有：的原理及的二次擊穿問題；的開通、關(guān)斷原理及主要參數(shù)；電力的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)；T、電力 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì);緩沖和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)； 、 的原理；器件小結(jié)等。第八章無源逆變電路及 逆變電路（一）自學(xué)內(nèi)容：無源逆變電路的類型及分類，器件換相無源逆變電路、負(fù)載換相無源逆變電路和強(qiáng)迫換相無源逆變電路。各種逆變電路的工作原理?？刂频幕驹恚孀冸娐芳翱刂品椒?。（二）本章重點(diǎn)：各種逆變電路換相過程的分析、三相電壓型（18度導(dǎo)電型）無源逆變電路原理分析?？刂频幕驹恚孀冸娐芳翱刂品椒?。（三）本章難點(diǎn)：換相過程中各器件的電壓、電流分析。（四）本章考點(diǎn)：各種逆變電路的工作原理。 控制的基本原理，逆變電路及控制方法。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：在第四章中學(xué)過逆變分為有源逆變和無源逆變，本章講述無源逆變電路。首先對無源逆變電路的類型及分類進(jìn)行講解，又根據(jù)換相方式將本章分為三大部分---器-件換相無源逆變電路、負(fù)載換相無源逆變電路和強(qiáng)迫換相無源逆變電路。在器件換相無源逆變電路中，重點(diǎn)分析單相電壓型無源逆變電路原理、三相電壓型無源逆變電路原理，簡單講述了三相電流型無源逆變電路原理、單相電壓型逆變電路的調(diào)壓方法，并對電壓型、電流型逆變電路進(jìn)行比較；在負(fù)載換相無源逆變電路中，重點(diǎn)分析了并聯(lián)諧振式逆變電路和串聯(lián)諧振式逆變電路的換相過程；在強(qiáng)迫換相無源逆變電路中，重點(diǎn)分析了串聯(lián)電感式電壓型逆變電路、輔助晶閘管換相式電壓型無源逆變電路和串聯(lián)二極管式電流型逆變電流的換相過程，并對換相過程中的定量分析和參數(shù)選擇做了講解。掌握控制的基本原理，逆變電路及控制方法。第九章交-交變頻電路（一）自學(xué)內(nèi)容：單相交-交變頻電路調(diào)頻調(diào)壓原理，工作狀態(tài)，無環(huán)流控制和有環(huán)流控制兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在單相交-交變頻電路的基礎(chǔ)上，對三相交-交變頻電路進(jìn)行了簡單講述。（二）本章重點(diǎn)：單相交-交變頻電路調(diào)壓、調(diào)頻原理；減少輸出電壓紋波的方法；交-交變頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)。（三）本章難點(diǎn)：單相交-交變頻電路的工作狀態(tài)及相應(yīng)狀態(tài)下的電路控制。（四）本章考點(diǎn)：變頻電路的工作方式，交-交變頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)：交-交變頻電路是不通過中間直流環(huán)節(jié)而把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成不同頻率的交流電的變換電路。本章講述了單相交-交變頻電路調(diào)頻調(diào)壓原理，分析其工作狀態(tài)，介紹如何減少輸出電壓紋波的方法，并分析單相交-交變頻電路的無環(huán)流控制和有環(huán)流控制兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在單相交-交變頻電路的基礎(chǔ)上，對三相交-交變頻電路進(jìn)行了簡單講述。另外，將交-交變頻電路與目前常用的交-直-交變頻電路進(jìn)行比較，來說明交-交變頻電路的應(yīng)用場合。七、自學(xué)進(jìn)度及各章節(jié)學(xué)時(shí)安排本課程學(xué)習(xí)時(shí)間一學(xué)期，每周應(yīng)保證自學(xué)及作業(yè)，總計(jì)不少于52學(xué)時(shí)。在自學(xué)過程中，除了看教材外一定要做練習(xí)，要獨(dú)立完成作業(yè)。只有通過練習(xí)才能達(dá)到對所學(xué)內(nèi)容理解、消化的目的，進(jìn)而掌握它。各章節(jié)學(xué)時(shí)安排如下自學(xué)進(jìn)度表學(xué)時(shí)章節(jié)自學(xué)重點(diǎn)第一章：晶閘管晶閘管的工作原理、基本特性主要參數(shù)第二章：單相可控整流電路常用的幾種單相可控整流電路，分析和研究其工作原理、基本數(shù)量關(guān)系，以及負(fù)載