2021年湖北自考電力電子變流技術課程考試大綱

第一部分  課程性質與目標
一、課程性質與特點

本課程是高等教育自學考試“電氣工程及其自動化”專業(yè)（專升本）的一門專業(yè)課程。本課程的特點是與專業(yè)和工程實際聯(lián)系緊密，概念性較強，內容涵蓋較為全面。

二、課程目標與基本要求
目標是使學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用范圍及技術經濟指標；掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗原理。
三、與本專業(yè)其他課程的關系
此課程是專業(yè)必修課，是學好本專業(yè)的重要一環(huán)。其前期課程應有《電路》、《電子技術基礎》、《電機學》，只有具備了這些基本理論，才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。

第二部分  考核內容與考核目標
第1章 緒論
一、學習目的與要求
通過本章學習需要學生了解電力電子技術的發(fā)展史；熟悉電力電子技術的主要內容和應用領域；理解什么是電力電子技術。本章的內容試圖使學生對電力電子技術有一個初步的了解。
二、考核知識點與考核目標
（一）重點
識記：電力電子技術的內涵。
理解：電子學、電力學、電力電子技術、控制理論間的關系。
應用：電力變換的種類。
（二）次重點
識記：本教材的主要內容。
理解：電力電子技術的作用。
應用：電力電子技術在一般工業(yè)和電力系統(tǒng)等領域的應用。
（三）一般
識記：電力電子技術的發(fā)展史。
理解：電子管時代、晶閘管時代、全控型時代。
應用：相控方式、斬控方式的含義。

第2章 電力電子器件
一、學習目的與要求
電力電子器件是組成電力電子電路主電路器件。通過本章學習需要學生熟悉和掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結構、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行特點；重點掌握晶閘管和IGBT；了解和理解其它電力電子器件。
二、考核知識點與考核目標
（一）重點
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構、工作原理、電氣符號、觸發(fā)方式。
應用：晶閘管、典型全控型器件的主要參數、應用場合、如何選型。
（二）次重點
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象。
應用：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。
應用：其他電力電子器件的電氣符號、特性、應用場合。
第3章 整流電路
一、學習目的與要求
可控整流電路是廣泛應用的交流電能轉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構、工作原理、波形分析、數量關系和控制方法。
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。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、大功率可控整流電路。
二、考核知識點與考核目標
（一）重點
識記：單相全控橋式、半控橋式、三相可控整流電路。
理解：帶不同性質負載的電路結構、工作原理、波形分析。
應用：帶不同性質負載的數量關系和控制方法。
（二）次重點
識記：單相半波可控整流電路、變壓器漏抗的影響、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負載電力系統(tǒng)微型計算機保護的電路結構、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。
應用：單相半波可控整流電路帶不同性質負載的數量關系和控制方法。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、大功率可控整流電路。
理解：電容濾波的不可控整流電路、大功率可控整流電路結構、工作原理。
應用：整流電路中諧波分析和功率因數計算。
第4章 逆變電路
一、學習目的與要求
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換為交流電能直接供交流負載使用，是電子技術領域最為活躍的部分。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、考核知識點與考核目標
（一）重點
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。
應用：單相電壓型逆變電路的電路結構、波形分析及輸出基波電壓的計算。
（二）次重點
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構、工作原理。
應用：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、學習目的與要求
直流-直流變流電路是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{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、考核知識點與考核目標
（一）重點
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構、工作原理。
應用：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的波形分析、應用場合、輸出電壓、電流計算。
（二）次重點
識記：CUK斬波電路。
理解：CUK斬波電路的結構、工作原理。
應用：CUK斬波電路的波形分析、應用場合。
（三）一般
識記：復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：復合斬波電路和多相多重斬波電路的結構、工作原理。
應用：復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、學習目的與要求
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。在進行交流-交流變流時可以改變相關的電壓、頻率和相數等。只改變電壓、電流或對電路的通斷進行控制，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，本章討論的均為直接方式。
本章總的要求：熟悉交流調功電路、交流電力電子開關的工作原理；重點掌握單相交流調壓電路的工作原理、單相交交變頻電路的工作原理；了解三相交流調壓電路和三相交交變頻電路的工作原理。
二、考核知識點與考核目標
（一）重點
識記：單相交流調壓電路、單相交交變頻電路。
理解：單相交流調壓電路、單相交交變頻電路的結構、工作原理。
應用：單相交流調壓電路輸出計算、單相交交變頻電路的整流、逆變狀態(tài)的分析。
（二）次重點
識記：交流調功電路、交流電力電子開關。
理解：交流調功電路、交流電力電子開關的結構、工作原理。
應用：交流調功電路的波形分析；電力電子開關的投切。
（三）一般
識記：三相交流調壓電路和三相交交變頻電路。
理解：三相交流調壓電路和三相交交變頻電路的結構、工作原理。
應用：三相交流調壓電路和三相交交變頻電路的運行狀態(tài)分析。
第7章 PWM控制技術
一、學習目的與要求
PWM控制技術是在電力電子領域有著廣泛的應用，并對電力電子技術產生了十分深遠影響的一項技術。直接