《電力電子技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《電力電子技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)一、課程簡(jiǎn)介課程代碼：62203適用專業(yè)：鐵道機(jī)車學(xué)時(shí)數(shù)：56學(xué)時(shí)（理論44學(xué)時(shí)，實(shí)踐12學(xué)時(shí)）學(xué)分?jǐn)?shù)：3.5學(xué)分課程類型：理論+實(shí)踐（B類）開課學(xué)期：第三學(xué)期編寫時(shí)間：2018年1月承擔(dān)單位：牽引動(dòng)力學(xué)院二、課程定位和目標(biāo)課程定位：本課程是鐵道機(jī)車專業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的必修課，是電子技術(shù)、電力技術(shù)和控制技術(shù)綜合交叉學(xué)科，在專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要的地位，主要培養(yǎng)學(xué)生電力電子相關(guān)理論與實(shí)踐能力，機(jī)車電力電子裝置及設(shè)備的檢查維護(hù)與檢修的專業(yè)能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、表達(dá)分析等綜合素質(zhì)和能力。本課程的先修課程有《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《儀表測(cè)量》、《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》，以上課程主要培養(yǎng)學(xué)生基本的電工技術(shù)相關(guān)理論，為電力電子器件特性學(xué)習(xí)、電路分析與應(yīng)用等內(nèi)容奠定良好基礎(chǔ)。后續(xù)課程有《電力機(jī)車電機(jī)與電器》、《電力機(jī)車控制系統(tǒng)》，通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，了解電力機(jī)車中有關(guān)電力電子設(shè)備的檢查、檢修，更好地培養(yǎng)學(xué)生電力機(jī)車控制相關(guān)理論與電路分析及機(jī)車調(diào)試的專業(yè)能力。教學(xué)目標(biāo)：本課程通過(guò)七個(gè)學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)電力電子相關(guān)理論與實(shí)踐技能。本課程培養(yǎng)的綜合職業(yè)能力具體如下：（一）專業(yè)能力1電力二極管、晶閘管特性及應(yīng)用能力2全控型電力電子器件（電力場(chǎng)效應(yīng)管PowerMOSFET、絕緣柵雙極晶體管IGBT）特性及應(yīng)用能力3可控整流電路理論分析與應(yīng)用能力4直流斬波電路（降壓buck電路、升壓boost電路）理論分析與應(yīng)用能力5交流電力控制電路分析與應(yīng)用能力6逆變電路（單相、三相）理論分析與應(yīng)用能力7牽引變流器電路分析與應(yīng)用能力（二）方法能力1資料收集整理能力2制定、實(shí)施工作計(jì)劃能力3檢查、判斷能力4綜合分析判斷能力5理論知識(shí)的運(yùn)用能力6學(xué)習(xí)能力（三）社會(huì)能力1團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力2溝通協(xié)調(diào)能力3語(yǔ)言表達(dá)能力4安全與自我保護(hù)能力5責(zé)任心與職業(yè)道德三、課程內(nèi)容規(guī)劃《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排如下：序號(hào)學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)方法課時(shí)分配講授實(shí)驗(yàn)1全控型器件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)—電力電子器件）重點(diǎn)：器件的結(jié)構(gòu)、原理難點(diǎn)：器件的特性、參數(shù)講授+實(shí)驗(yàn)1022小功率整流電路的設(shè)計(jì)—可控整流電路重點(diǎn)：電阻性負(fù)載電路的分析難點(diǎn)：電感性負(fù)載電路的分析講授+實(shí)驗(yàn)1243Buck斬波電路的設(shè)計(jì)—直流斬波電路重點(diǎn)：斬波電路的工作原理難點(diǎn)：電流不連續(xù)的工作模式講授+實(shí)驗(yàn)424電風(fēng)扇無(wú)極調(diào)速的控制—交流電力控制電路重點(diǎn)：晶閘管交流開關(guān)難點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟涣髡{(diào)壓電路講授+實(shí)驗(yàn)2251KW單相逆變器的設(shè)計(jì)—逆變電路重點(diǎn)：逆變器工作原理難點(diǎn)：逆變器的電路結(jié)構(gòu)講授+實(shí)驗(yàn)426PWM控制技術(shù)重點(diǎn)：脈寬調(diào)制的工作原理難點(diǎn)：SPWM控制的交—直—交變頻器講授47牽引變流器重點(diǎn)：牽引變流器的結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：牽引變流器的工作原理講授8合計(jì)4412總計(jì)56四、學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)本課程的學(xué)習(xí)情境是依據(jù)電力電子基本變換及相關(guān)應(yīng)用，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，按照電力電子技術(shù)主要內(nèi)容，即電力電子器件、整流電路、斬波電路、交流調(diào)壓電路、逆變電路、機(jī)車牽引變流電路等相關(guān)變換電路的構(gòu)成、原理、波形分析以及基本計(jì)算，并對(duì)機(jī)車領(lǐng)域涉及的電力電子設(shè)備具有分析電路構(gòu)成、初步判斷故障等專業(yè)能力。通過(guò)課堂情境設(shè)置和實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的同時(shí)，讓學(xué)生掌握認(rèn)知事物內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)化的科學(xué)分析方法，培養(yǎng)學(xué)生相互溝通、團(tuán)隊(duì)合作、去偽存真、明辨是非等社會(huì)工作能力。根據(jù)職業(yè)崗位要求，將本課程的教學(xué)內(nèi)容分為七個(gè)學(xué)習(xí)情景：序號(hào)學(xué)習(xí)情境名稱學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)場(chǎng)地要求學(xué)習(xí)方法建議學(xué)時(shí)1全控型器件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)—電力電子器件）1.掌握電力電子器件的結(jié)構(gòu)及工作原理。2.了解電力電子器件的主要參數(shù)。主要內(nèi)容：二極管、晶閘管、電力場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管多媒體教室電力電子器件實(shí)驗(yàn)臺(tái)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法122小功率整流電路的設(shè)計(jì)—可控整流電路1.掌握可控整流電路的基本電路。2.了解可控整流電路的結(jié)構(gòu)。3.掌握整流電路波形的分析方法及基本計(jì)算方法。主要內(nèi)容：?jiǎn)蜗喟氩煽卣麟娐?、單相橋式可控整流電路、晶閘管的有源逆變工作狀態(tài)反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載多媒體教室可控整流電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法163Buck斬波電路的設(shè)計(jì)—直流斬波電路1.了解斬波器的工作原理。2.掌握降壓斬波電路的分析及基本計(jì)算。主要內(nèi)容：降壓式斬波變換電路、基本斬波器的工作原理、升壓式斬波變換電路輸出電壓波紋多媒體教室直流斬波電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法64電風(fēng)扇無(wú)極調(diào)速的控制—交流電力控制電路1.掌握交流開關(guān)的基本電路并能熟練運(yùn)用。2.了解交流調(diào)壓技術(shù)。主要內(nèi)容：交流開關(guān)及其應(yīng)用電路、晶閘管交流開關(guān)及應(yīng)用、由過(guò)零觸發(fā)開關(guān)電路組成的單相交流調(diào)功器、固態(tài)開關(guān)、單相交流調(diào)壓電路多媒體教室單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法45逆變電路1.掌握基本逆變電路的工作原理；2.掌握PWM型逆變電路。主要內(nèi)容：無(wú)源逆變及其基本電路、電壓型和電流型逆變器、脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路多媒體教室無(wú)源逆變電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法66PWM控制技術(shù)1.掌握脈寬調(diào)制的工作原理2.掌握交—直—交變頻電路工作原理主要內(nèi)容：脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路多媒體教室校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法47牽引變流器1.了解機(jī)車牽引領(lǐng)域常見(jiàn)的變流電路。2.掌握四象限整流電路的基本原理。主要內(nèi)容：牽引逆變器主要部件和單元體牽引逆變器工作原理及控制四象限整流電路習(xí)題四變流技術(shù)在電力機(jī)車中的應(yīng)用多媒體教室校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地任務(wù)教學(xué)法講述法實(shí)踐操作法小組討論法仿真教學(xué)法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法8五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)本課程設(shè)計(jì)的考核在課程設(shè)計(jì)中分階段進(jìn)行，電力電子器件測(cè)試部分的考核采用隨機(jī)抽取器件，按照教師要求進(jìn)行測(cè)試的辦法進(jìn)行，對(duì)每位同學(xué)逐一進(jìn)行。搭建電路部分的考核可按組進(jìn)行，主要考核對(duì)電路原理的認(rèn)識(shí)和理解。本課程期末采用閉卷考試方式進(jìn)行，綜合成績(jī)（百分制）=出勤成績(jī)（百分制）（40%）+實(shí)作成績(jī)（百分制）（60%）。出勤成績(jī)根據(jù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告、出勤率及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、邏輯思維、分析問(wèn)題能力等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。實(shí)作成績(jī)則在課程設(shè)計(jì)中根據(jù)考核結(jié)果給出。六、教學(xué)資源1．教材的選用推薦使用教材：《電力電子技術(shù)項(xiàng)目教程》（西南交通大學(xué)出版社，2017.8主編：崔晶、王博）。校本實(shí)訓(xùn)教材：《電力電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，樊潤(rùn)潔、陳靜）2．課程資源的開發(fā)與利用本課程的教學(xué)資源，除多媒體課件之外，還有建設(shè)中的試題庫(kù)。教學(xué)參考資料如下：［1]王兆安黃俊。電力電子技術(shù)。北京。機(jī)械工業(yè)出版社.2000［2]劉敏軍王秀珍。機(jī)車電力電子技術(shù)。北京。中國(guó)鐵道出版社.2012［3]王維平?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用。南京。東南大學(xué)出版社.2001七、實(shí)施建議此節(jié)描述對(duì)任課教師、教學(xué)條件等的具體要求。1.師資配備建議任課教師必須掌握電力電子技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)，能熟練完成電力電子開關(guān)器件的檢測(cè)并掌握基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需的操作技能。有較為豐富的電力電子技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐活動(dòng)背景，熟悉電力電子技術(shù)在鐵道機(jī)車牽引動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用。掌握基于行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)法，具有良好的職業(yè)道德和責(zé)任心。2.教學(xué)條件配備建議序號(hào)設(shè)備名稱1多媒體教室及設(shè)備2電