湖北省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱[213]

1、湖北省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱：電力電子變流技術(shù) 課程代碼：02308 第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)本課程是高等教育自學(xué)考試“電氣工程及其自動化”專業(yè)（專升本）的一門專業(yè)課程。本課程的特點(diǎn)是與專業(yè)和工程實際聯(lián)系緊密，概念性較強(qiáng)，內(nèi)容涵蓋較為全面。二、課程目標(biāo)與基本要求目標(biāo)是使學(xué)生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；熟悉各種電力電子裝置的應(yīng)用范圍及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；掌握各種電力電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法、設(shè)計計算方法及實驗原理。三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系此課程是專業(yè)必修課，是學(xué)好本專業(yè)的重要一環(huán)。其前期課程應(yīng)有電路、電子技術(shù)基礎(chǔ)、電機(jī)學(xué)，只有具備了這些基本理論，才

2、能對器件的工作狀態(tài)予以理解，才能對變流電路的狀況予以分析和計算，才能對變流電路產(chǎn)生的高次諧波予以分解和處理。同時，為后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)第1章 緒論一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)需要學(xué)生了解電力電子技術(shù)的發(fā)展史；熟悉電力電子技術(shù)的主要內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域；理解什么是電力電子技術(shù)。本章的內(nèi)容試圖使學(xué)生對電力電子技術(shù)有一個初步的了解。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：電力電子技術(shù)的內(nèi)涵。理解：電子學(xué)、電力學(xué)、電力電子技術(shù)、控制理論間的關(guān)系。應(yīng)用：電力變換的種類。（二）次重點(diǎn)識記：本教材的主要內(nèi)容。理解：電力電子技術(shù)的作用。應(yīng)用：電力電子技術(shù)在一般工業(yè)和電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用

3、。（三）一般識記：電力電子技術(shù)的發(fā)展史。理解：電子管時代、晶閘管時代、全控型時代。應(yīng)用：相控方式、斬控方式的含義。第2章 電力電子器件一、學(xué)習(xí)目的與要求電力電子器件是組成電力電子電路主電路器件。通過本章學(xué)習(xí)需要學(xué)生熟悉和掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性和使用方法。本章總的要求：熟悉半控型器件與全控型器件的工作原理和運(yùn)行特點(diǎn)；重點(diǎn)掌握晶閘管和IGBT；了解和理解其它電力電子器件。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：半控型器件晶閘管、典型全控型器件IGBT。理解：晶閘管、典型全控型器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣符號、觸發(fā)方式。應(yīng)用：晶閘管、典型全控型器件的主要

4、參數(shù)、應(yīng)用場合、如何選型。（二）次重點(diǎn)識記：不可控器件；功率晶體管。理解：不可控器件伏安特性、功率晶體管的二次擊穿現(xiàn)象。應(yīng)用：不可控整流電路分析、功率晶體管的安全工作區(qū)。（三）一般識記：其他電力電子器件。理解：其他電力電子器件的工作原理、觸發(fā)方式。應(yīng)用：其他電力電子器件的電氣符號、特性、應(yīng)用場合。第3章 整流電路一、學(xué)習(xí)目的與要求可控整流電路是廣泛應(yīng)用的交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的變換電路之一，單相可控整流電路是其中最簡單最基本的電路；三相可控整流電路有利于電網(wǎng)的三相平衡，且輸出電壓的脈動比單相小，適用于中、大容量工業(yè)設(shè)備。本章總的要求：掌握各種基本的整流電路和有源逆變電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波

5、形分析、數(shù)量關(guān)系和控制方法。理解單相半波可控整流電路，掌握單相全控橋式整流電路，深刻理解單相半控橋式整流電路，熟練掌握波形分析方法。深刻理解三相半波可控整流電路，掌握三相全控橋式整流電路，深刻理解變壓器漏抗的影響，熟練掌握波形分析方法。深刻理解整流電路的有源逆變狀態(tài)。熟悉和掌握整流電路相位控制的實現(xiàn)。一般了解電容濾波的不可控整流電路、整流電路中諧波和功率因數(shù)、大功率可控整流電路。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：單相全控橋式、半控橋式、三相可控整流電路。理解：帶不同性質(zhì)負(fù)載的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析。應(yīng)用：帶不同性質(zhì)負(fù)載的數(shù)量關(guān)系和控制方法。（二）次重點(diǎn)識記：單相半波可控整流電路、變

6、壓器漏抗的影響、整流電路的有源逆變狀態(tài)、整流電路相位控制。理解：單相半波可控整流電路帶不同性質(zhì)負(fù)載電力系統(tǒng)微型計算機(jī)保護(hù)的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析。變壓器漏抗影響的波形分析。整流電路的有源逆變狀態(tài)的工作條件。整流電路相位控制的原理。應(yīng)用：單相半波可控整流電路帶不同性質(zhì)負(fù)載的數(shù)量關(guān)系和控制方法。變壓器漏抗影響的平均電壓計算。整流電路的有源逆變狀態(tài)的能量流動方向、應(yīng)用場合、逆變失敗的主要原因、防止逆變失敗的主要措施。整流電路相位控制的實現(xiàn)方法，觸發(fā)電路的定相。（三）一般識記：電容濾波的不可控整流電路、整流電路中諧波和功率因數(shù)、大功率可控整流電路。理解：電容濾波的不可控整流電路、大功率可控整流電

7、路結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：整流電路中諧波分析和功率因數(shù)計算。第4章 逆變電路一、學(xué)習(xí)目的與要求逆變電路分有源和無源逆變電路兩類，本章的逆變電路是指無源逆變電路，其功能是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能直接供交流負(fù)載使用，是電子技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的部分。本章通過對幾個典型電路的分析，主要講述了變壓變頻逆變器的組成和輸出電壓的控制方式。本章總的要求：了解無源逆變的分類；掌握電壓型單相逆變電路組成原理及工作波形；理解電壓型、電流型三相逆變電路的組成原理；一般了解多重逆變電路和多電平逆變電路。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：換流方式；單相電壓型逆變電路。理解：逆變電路的基本工作原理；換流方式分類。應(yīng)用：單

8、相電壓型逆變電路的電路結(jié)構(gòu)、波形分析及輸出基波電壓的計算。（二）次重點(diǎn)識記：三相電壓型、電流型逆變電路。理解：三相電壓型、電流型逆變電路的工作過程和波形。應(yīng)用：三相電壓型輸出基波電壓的計算、三相電流型逆變電路換流過程各階段的電流路徑分析。（三）一般識記：多重逆變電路和多電平逆變電路。理解：多重逆變電路和多電平逆變電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：多重逆變電路和多電平逆變電路的功能。第5章 直流-直流變流電路一、學(xué)習(xí)目的與要求直流-直流變流電路是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，包括直接直流變流電路和間接直流變流電路，直接直流變流電路也稱斬波電路，一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姡斎肱c輸

9、出間不隔離。間接直流變流電路是在直流變流電路中增加了交流環(huán)節(jié)，在交流環(huán)節(jié)中通常采用變壓器實現(xiàn)輸入輸出間的隔離。本章講述的直流-直流變流電路特指直接直流變流電路。本章總的要求：熟悉掌握基本斬波電路；深刻理解降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路。熟悉CUK斬波電路。了解復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路的功能，一般了解帶隔離的直流-直流變流電路。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：基本斬波電路。理解：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的波形分析、應(yīng)用場合、輸出電壓、電流計算。（二）次重點(diǎn)識記：CUK斬波電路。理解：CU

10、K斬波電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：CUK斬波電路的波形分析、應(yīng)用場合。（三）一般識記：復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路。帶隔離的直流-直流變流電路。理解：復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：復(fù)合斬波電路和多相多重斬波電路的功能。第6章 交流-交流變流電路一、學(xué)習(xí)目的與要求交流-交流變流電路是把一種形式的交流電變成另一種形式的交流電。在進(jìn)行交流-交流變流時可以改變相關(guān)的電壓、頻率和相數(shù)等。只改變電壓、電流或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制電路，改變頻率的電路稱為變頻電路。交流-交流變流電路可以分為直接方式（無中間直流環(huán)節(jié)）和間接方式（有中間直流環(huán)節(jié)）兩種，

11、本章討論的均為直接方式。本章總的要求：熟悉交流調(diào)功電路、交流電力電子開關(guān)的工作原理；重點(diǎn)掌握單相交流調(diào)壓電路的工作原理、單相交交變頻電路的工作原理；了解三相交流調(diào)壓電路和三相交交變頻電路的工作原理。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：單相交流調(diào)壓電路、單相交交變頻電路。理解：單相交流調(diào)壓電路、單相交交變頻電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：單相交流調(diào)壓電路輸出計算、單相交交變頻電路的整流、逆變狀態(tài)的分析。（二）次重點(diǎn)識記：交流調(diào)功電路、交流電力電子開關(guān)。理解：交流調(diào)功電路、交流電力電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：交流調(diào)功電路的波形分析；電力電子開關(guān)的投切。（三）一般識記：三相交流調(diào)壓電路和三相交交

12、變頻電路。理解：三相交流調(diào)壓電路和三相交交變頻電路的結(jié)構(gòu)、工作原理。應(yīng)用：三相交流調(diào)壓電路和三相交交變頻電路的運(yùn)行狀態(tài)分析。第7章 PWM控制技術(shù)一、學(xué)習(xí)目的與要求PWM控制技術(shù)是在電力電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并對電力電子技術(shù)產(chǎn)生了十分深遠(yuǎn)影響的一項技術(shù)。直接直流斬波電路實際上就是直流PWM電路，這是PWM控制技術(shù)應(yīng)用較早也成熟較早的一類電路。PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最具有代表性，正是因為PWM控制技術(shù)在逆變電路中廣泛而成功應(yīng)用，才奠定了PWM控制技術(shù)在電力電子技術(shù)中的突出地位。通過本章學(xué)習(xí)需要學(xué)生熟悉PWM控制的基本原理。掌握PWM逆變電路及其控制方法。了解PWM跟蹤控制技術(shù)和PWM

13、整流電路及其控制方法。本章總的要求：熟悉PWM控制的基本原理。掌握單相橋式PWM逆變電路的結(jié)構(gòu)，深刻理解單相橋式PWM逆變電路單極性和雙極性PWM控制方式和對應(yīng)輸出波形。熟悉異步調(diào)制、同步調(diào)制和規(guī)則采樣法的基本概念；弄清楚提高直流電壓利用率和減少開關(guān)次數(shù)的方法；熟悉電壓空間矢量PWM控制。了解PWM跟蹤控制技術(shù)和PWM整流電路及其控制方法。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：PWM控制的基本原理；單相橋式PWM逆變電路。理解：單相橋式PWM逆變電路的結(jié)構(gòu)、控制方式、過程分析。應(yīng)用：單極性和雙極性PWM控制方式和對應(yīng)輸出波形，變頻變壓的方法。（二）次重點(diǎn)識記：調(diào)制與采樣。理解：異步調(diào)制、同步

14、調(diào)制和規(guī)則采樣法的基本概念。應(yīng)用：提高直流電壓利用率和減少開關(guān)次數(shù)的方法。（三）一般識記：PWM跟蹤控制技術(shù)和PWM整流電路。理解：PWM跟蹤控制技術(shù)和PWM整流電路及其控制方法；電壓空間矢量PWM控制。應(yīng)用：滯環(huán)比較方式、三角波比較方式、單相PWM整流電路的運(yùn)行方式。第8章 軟開關(guān)技術(shù)一、學(xué)習(xí)目的與要求現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢是小型化、輕量化，同時對裝置的效率和電磁兼容也提出了更高要求。提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化。但簡單提高開關(guān)頻率會使開關(guān)損耗增加，電路效率嚴(yán)重下降，電磁干擾也增大。軟開關(guān)技術(shù)主要解決電路中的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲問題，使開關(guān)頻率可以大幅增加。本章總的要

15、求：需要學(xué)生掌握軟開關(guān)基本概念、軟開關(guān)的工作原理和過程；熟悉幾種典型的軟開關(guān)電路；了解軟開關(guān)技術(shù)新進(jìn)展。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：軟開關(guān)基本概念。理解：軟開關(guān)的工作特點(diǎn)，在電路中引入諧振改善了開關(guān)的開關(guān)條件。應(yīng)用：零電壓和零電流軟開關(guān)技術(shù)。（二）次重點(diǎn)識記：軟開關(guān)電路的代表。理解：零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路、零電壓開關(guān)PWM電路、零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路。應(yīng)用：各類軟開關(guān)電路特點(diǎn)。（三）一般識記：軟開關(guān)技術(shù)新進(jìn)展。理解：頻率更快、效率更高。應(yīng)用：應(yīng)用領(lǐng)域和性能要求。第9章 電力電子器件應(yīng)用的共性問題一、學(xué)習(xí)目的與要求本章講述的是對電力電子器件應(yīng)用于電路中所需面對的一些共性問題，如驅(qū)動、保護(hù)

16、和串并聯(lián)等問題進(jìn)行介紹，從而使學(xué)生初步掌握應(yīng)用電力電子器件時解決這些問題的基本思路和方法。本章總的要求：熟悉典型全控型器件驅(qū)動電路的工作過程；重點(diǎn)掌握電力電子器件驅(qū)動類型；掌握晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足的要求；熟悉電力電子器件保護(hù)的類別；了解電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)使用。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）重點(diǎn)識記：電力電子器件驅(qū)動類型。理解：晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足的要求。應(yīng)用：晶閘管觸發(fā)電路、典型全控型器件驅(qū)動電路的工作過程。（二）次重點(diǎn)識記：電力電子器件保護(hù)。理解：過電壓、過電流產(chǎn)生。應(yīng)用：過電壓、過電流保護(hù)電路分析。（三）一般識記：電力電子器件的串聯(lián)和并聯(lián)。理解：晶閘管的串并聯(lián)。應(yīng)用：晶閘管串聯(lián)均壓措

17、施、晶閘管并聯(lián)均流措施。第10章 電力電子技術(shù)的應(yīng)用一、學(xué)習(xí)目的與要求電力電子技術(shù)既是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)，又是一門工程技術(shù)，廣泛應(yīng)用于幾乎所有與電能相關(guān)的領(lǐng)域。本章主要闡述了電力電子技術(shù)在以下領(lǐng)域的應(yīng)用：直流調(diào)速、變頻器和交流調(diào)速系統(tǒng)、不間斷電源、開關(guān)電源功率因數(shù)校正技術(shù)、在電力系統(tǒng)中及其他應(yīng)用。涉獵范圍非常廣泛。本章總的要求：學(xué)生們通過對電力電子技術(shù)應(yīng)用的了解，能夠體會到本課程在專業(yè)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域的重要性，也是學(xué)生們在將來畢設(shè)中的良好畢設(shè)課題，可以達(dá)到理論聯(lián)系實際的作用。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)本章屬于學(xué)生的了解內(nèi)容，無考核知識點(diǎn)。第三部分 有關(guān)說明與實施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考

18、核目標(biāo)中，按照“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三個能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。各能力層次為遞進(jìn)等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是： 識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表述，是低層次的要求。理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個知識點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。二、教材1、指定教材：電力電子技術(shù)第5版，機(jī)械工業(yè)出版社、王兆安 劉進(jìn)軍主編、2009年。2、參考教材三、自學(xué)方法指導(dǎo)1、在

19、開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點(diǎn)及對知識點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。2、閱讀教材時，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點(diǎn)，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出重點(diǎn)，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、完成書后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核

20、目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)過程中對所學(xué)知識進(jìn)行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系。四、對社會助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點(diǎn)。 2、應(yīng)掌握各知識點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對各知識點(diǎn)的考核目標(biāo)。 3、輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。4、輔導(dǎo)時，應(yīng)對學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡"認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學(xué)通"的方法。 5、輔導(dǎo)時，要

21、注意突出重點(diǎn)，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。 6、注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會獨(dú)立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。 7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。 8、助學(xué)學(xué)時：本課程共3學(xué)分，建議總課時54學(xué)時，其中助學(xué)課時分配如下： 章 次 內(nèi) 容 學(xué) 時 第1章緒論4第2章電力電子器件6第3章整流電路12第4章逆變電路6第5章直流直流變流電路6第6章交流交流變流電路6第7章PWM控制技術(shù)6第8章軟開關(guān)技術(shù)4第9章電力電子器件應(yīng)用的共性問題4合 計54五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定(包括能力層次比例、難易度比例、內(nèi)容程度比例、題型、考試方法和考試時間等)1、本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標(biāo)都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點(diǎn)。2、試卷中對不同能力層次的試題比例大致是："識記"為 40 %、"理解"為 40 、"應(yīng)用"為 20 。3、試題難易程度應(yīng)合