電力電子綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱

電力電子綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱課程中文名稱：電力電子綜合實(shí)驗(yàn)課程英文名稱：SyntheticExperimentsofPowerElectronics課程編號(hào)：204T0626學(xué)分：0.5學(xué)時(shí)：8先修課程：電子技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程課程類別：專業(yè)核心課程必修使用教材：游志宇戴鋒張珍珍.電力電子PSIM仿真與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2020.開課單位：電氣與新能源學(xué)院一、課程性質(zhì)電力電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)是電力電子技術(shù)課程的后續(xù)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。電力變換器采用數(shù)字控制是目前工業(yè)界產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)字控制可以提升電力變換器的功能及性能，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，而且越來越多的電力變換產(chǎn)品已大量采用數(shù)字控制技術(shù)。本課程的實(shí)施目的在于提供電力變換器采用數(shù)字控制的學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生通過PSIM軟件，除以仿真方式學(xué)習(xí)電力變換器的原理、分析及設(shè)計(jì)外，同時(shí)通過PSIM的SimCoder工具將控制電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制程序，并燒寫入DSP控制板，完成從仿真到實(shí)際功率板的DSP數(shù)字控制，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)電路及控制器的正確性。二、課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：通過本課程學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的“四個(gè)自信”，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握科學(xué)的方法論和認(rèn)識(shí)論，塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。課程目標(biāo)2：能夠根據(jù)電力電子裝置的特征選擇研究路線，對(duì)采用的電力電子變換器工作原理進(jìn)行分析和建模，對(duì)所建模型進(jìn)行開環(huán)頻率特性分析，結(jié)合所學(xué)自動(dòng)控制知識(shí)完成該變換器的閉環(huán)控制，設(shè)計(jì)合適的補(bǔ)償器，并完成閉環(huán)特性分析，最后給出合理的實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)3：能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與解釋，并通過信息從不同角度的分析與綜合給出合理、有效的解釋，結(jié)合該電力電子裝置在不同工況環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)波形，分析波形產(chǎn)生的機(jī)理，分析該電力電子裝置的抗擾動(dòng)能力，并給出更優(yōu)化的抗擾動(dòng)機(jī)制；結(jié)合電力電子裝置的電壓電流測(cè)量波形，對(duì)其諧波進(jìn)行分析并給出合適的諧波抑制方案。課程目標(biāo)4：了解現(xiàn)代仿真工具原理與特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)與運(yùn)用PSIM軟件進(jìn)行電力電子變換器的設(shè)計(jì)與仿真,熟練使用PSIM的功能模塊完成電力電子裝置的搭建，以及補(bǔ)償電路的搭建，熟悉在PSIM里運(yùn)用離散模塊以及C語(yǔ)言編程完成離散控制算法的實(shí)現(xiàn)。課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系1.研究指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠根據(jù)對(duì)象特征，選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。指標(biāo)點(diǎn)4.4：能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)32.使用現(xiàn)代工具指標(biāo)點(diǎn)5.1：了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)4三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及學(xué)時(shí)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)備注驗(yàn)證設(shè)計(jì)綜合必做選做1PSIM的使用與DSP程序的燒錄22電壓模式Buck降壓變換器設(shè)計(jì)與控制23單相離網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與控制24三相并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與控制2四、各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體內(nèi)容及與課程目標(biāo)的支撐關(guān)系序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容及要求支撐的課程目標(biāo)1PSIM的使用與DSP程序的燒錄運(yùn)用PSIM搭建電力電子變換器電路、PSIM仿真波形的分析、基于TIF28335仿真模型和元件的離散化、程序的燒寫、所需要使用的示波器\直流電源\交流電源\直流電子負(fù)載\交流負(fù)載\功率測(cè)量?jī)x等設(shè)備的操作。課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)42電壓模式Buck降壓變換器設(shè)計(jì)與控制電壓模式的Buck降壓變換器的開關(guān)平均時(shí)間小信號(hào)建模、開環(huán)頻率特性分析、補(bǔ)償器的分析與設(shè)計(jì)、閉環(huán)特性的分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和比較課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)33單相離網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與控制單相離網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型建立、開環(huán)頻率特性分析、補(bǔ)償器的分析與設(shè)計(jì)、閉環(huán)特性的分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和比較課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)34三相并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)與控制三相離網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型建立、開環(huán)頻率特性分析、補(bǔ)償器的分析與設(shè)計(jì)、閉環(huán)特性的分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和比較課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式前期準(zhǔn)備占10%；平時(shí)表現(xiàn)占10%；實(shí)驗(yàn)占40%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%支撐畢業(yè)要求課程目標(biāo)考核與評(píng)價(jià)方式合計(jì)前期準(zhǔn)備平時(shí)表現(xiàn)動(dòng)手能力團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)報(bào)告……指標(biāo)點(diǎn)4-2課程目標(biāo)1、244161640指標(biāo)點(diǎn)4-4課程目標(biāo)1、344161640指標(biāo)點(diǎn)5-1課程目標(biāo)1、4228820總分占比%10%10%40%40%100

2.課程成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格1.能夠根據(jù)電力電子裝置的特征選擇研究路線，并給出合理的實(shí)驗(yàn)方案。前期準(zhǔn)備平時(shí)表現(xiàn)動(dòng)手能力團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)報(bào)告36-4032-3624-31<242.能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與解釋，并通過信息從不同角度的分析與綜合給出合理、有效的解釋。前期準(zhǔn)備平時(shí)表現(xiàn)動(dòng)手能力團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)報(bào)告