本科与研究生“电力电子技术”课程的教学考虑.pdfVIP

第六届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 本科和研究生“电力电子技术”课程的教学考虑 肖 岚 (南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016) 摘要：本科生课程的讲解以基本原理为主，实验属于基础性实验。研究生课程的安捧强调系统性，实验以培 养创新能力和实践能力为目标，是设计性和实验性实验的结合。定位不同，本科生和研究生课程讲授的内容侧重点 也不相同，进行的实验项目也不一样。本文对本科和研究生“电力电子技术”的课程教学和实验教学进行了讨论． 关键词：本科研究生课程教学实验 1 引言 电力电子课程是电气工程与自动化专业的重要平台课程，课程涉及面广、工程性强。笔者近 些年一直从事本校本科生“电力电子技术”课程和研究生‘‘功率电子学”课程的教学工作，在此谈谈 对该课程教学的一些考虑。 ·t电力电子技术”课程是电气工程及其自动化专业类的专业技术基础课，设置目的是使学生掌握 必要的电力电子技术的基础知识和分析设计方法，同时为后续课程打下理论和技术基础，为学生本 科毕业后从事相关专业的技术工作和终身学习打下基础。 研究生课程的安排强调了系统性。本校电力电子与电力传动专业的研究生课程包括“功率电子 学”、ct变换器原理与技术、“电源技术及应用”、“电力电子器件、“磁性元器件基础”和“电磁场与 电磁兼容”等课程。其中，“功率电子学”是本专业的核心学位课程，是其它后续专业课程的基础， 系统地介绍功率电子学的基本理论和方法，重点论述各种电能变换电路拓扑、控制原理、分析方 法、工作特性和应用领域。 本科和研究生课程的定位不同，讲授的内容侧重点也不相同，进行的实验项目也不一样。本 文对本科和研究生“电力电子技术”的课程教学和实验教学进行了介绍。 2课程教学安排的设计思想 本科“电力电子技术”课程主要根据丁道宏老师编写的教材讲解Ill。以器件发展为纲，将授课内 容划分为两大部分：低频半控器件晶闸管、相控电路及系统；高频全控器件、高频功率变换电路 及系统。通过从器件、电路到系统的三级内容讲授，给学生建立起电力电子系统的概念。研究生“功 率电子学”课程教学内容融合了多本教材的知识，主要讲授四种类型的变流技术和软开关技术。每 部分的讲解都围绕一个核心内容来贯串深入讲解，加深了学生对变流技术的理解。 本科教学将可控整流电路和直直变换器作为两个重要部分进行了详细讲解。对于可控整流电 路，内容的安排如下：单相半波可控整流电路、单相桥式可控整流电路、三相半波可控整流电路、 由两个三相半波输出串联的三相桥式可控整流电路、由两个三相半波并联构成的双反星形可控整 流电路。要求学生会画出电阻、大电感负载下的电路波形，掌握工作原理和电路特性，根据波形 计算电压、电流有效值和平均值，在此基础上设计晶闸管的电压电流定额。因此，它主要要求学 生掌握几种常见基本电路的工作原理，知道如何设计和应用。研究生“功率电子学”课程对AC／DC 500 第六届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 整流电路的讲解以“提高功率因数”作为核心，内容涉及了单象限可控整流电路、双象限可控整流 电路、四象限可控整流电路、各种新型全控型整流电路。在此基础上了解各种电路的输入特性和 输出特性。输入特性指整流电路对电网的影响，考虑了输入电流的相移因数和畸变因数，知道可 以通过哪些措施来改善电路的输入功率因数。输出特性给出了输出电压的谐波关系，知道可以通 过哪些措施来减小这些谐波分量。因此，相对本科课程的教学，难度加深，内容更趋系统化。 本科“电力电子技术”课程中，直直变换器主要介绍了BUCK降压式、BOOST升压式、单端 反激、单端正激、推挽、半桥和桥式直直变换器的工作原理和参数设计，对BUCK．BOOST变换 器和CUK变换器做了简单的原理介绍。主要要求学生掌握工作原理、会画电路在连续导通模式和 断续导通模式下的工作波形、进行参数计算。研究生“功率电子学课程对DC／DC直直变换电路的 讲解以“基本开关单元”为基础，在此基础上以“直接变换器和间接变换器为纲要，推导出各种非 隔离和隔离的变换器电路拓扑结构，明确了各电路之间的关系及具有的相应的特性。“基本开关单 元”如图l所示，功率开关用一个单刀双掷器件表示。电感L和电容用于滤除输入输出的纹波。当 以A或B为公