2021年湖北自考電力電子變流技術(shù)課程考試大綱

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(shí)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(shí)驗(yàn)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。
（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(shí)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(shí)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?，輸入與輸出間不隔離。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(shí)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：CUK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，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