2021年湖北自考电力电子变流技术课程考试大纲

第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点

本课程是高等教育自学考试“电气工程及其自动化”专业（专升本）的一门专业课程。本课程的特点是与专业和工程实际联系紧密，概念性较强，内容涵盖较为全面。

二、课程目标与基本要求
目标是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验原理。
三、与本专业其他课程的关系
此课程是专业必修课，是学好本专业的重要一环。其前期课程应有《电路》、《电子技术基础》、《电机学》，只有具备了这些基本理论，才能对器件的工作状态予以理解，才能对变流电路的状况予以分析和计算，才能对变流电路产生的高次谐波予以分解和处理。同时，为后续课程打好基础。

第二部分  考核内容与考核目标
第1章 绪论
一、学习目的与要求
通过本章学习需要学生了解电力电子技术的发展史；熟悉电力电子技术的主要内容和应用领域；理解什么是电力电子技术。本章的内容试图使学生对电力电子技术有一个初步的了解。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：电力电子技术的内涵。
理解：电子学、电力学、电力电子技术、控制理论间的关系。
应用：电力变换的种类。
（二）次重点
识记：本教材的主要内容。
理解：电力电子技术的作用。
应用：电力电子技术在一般工业和电力系统等领域的应用。
（三）一般
识记：电力电子技术的发展史。
理解：电子管时代、晶闸管时代、全控型时代。
应用：相控方式、斩控方式的含义。

第2章 电力电子器件
一、学习目的与要求
电力电子器件是组成电力电子电路主电路器件。通过本章学习需要学生熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法。
本章总的要求：熟悉半控型器件与全控型器件的工作原理和运行特点；重点掌握晶闸管和IGBT；了解和理解其它电力电子器件。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：半控型器件——晶闸管、典型全控型器件——IGBT。
理解：晶闸管、典型全控型器件的结构、工作原理、电气符号、触发方式。
应用：晶闸管、典型全控型器件的主要参数、应用场合、如何选型。
（二）次重点
识记：不可控器件；功率晶体管。
理解：不可控器件伏安特性、功率晶体管的二次击穿现象。
应用：不可控整流电路分析、功率晶体管的安全工作区。
（三）一般
识记：其他电力电子器件。
理解：其他电力电子器件的工作原理、触发方式。
应用：其他电力电子器件的电气符号、特性、应用场合。
第3章 整流电路
一、学习目的与要求
可控整流电路是广泛应用的交流电能转换成直流电能的变换电路之一，单相可控整流电路是其中最简单最基本的电路；三相可控整流电路有利于电网的三相平衡，且输出电压的脉动比单相小，适用于中、大容量工业设备。
本章总的要求：掌握各种基本的整流电路和有源逆变电路的电路结构、工作原理、波形分析、数量关系和控制方法。
理解单相半波可控整流电路，掌握单相全控桥式整流电路，深刻理解单相半控桥式整流电路，熟练掌握波形分析方法。深刻理解三相半波可控整流电路，掌握三相全控桥式整流电路，深刻理解变压器漏抗的影响，熟练掌握波形分析方法。深刻理解整流电路的有源逆变状态。熟悉和掌握整流电路相位控制的实现。一般了解电容滤波的不可控整流电路、整流电路中谐波和功率因数、大功率可控整流电路。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：单相全控桥式、半控桥式、三相可控整流电路。
理解：带不同性质负载的电路结构、工作原理、波形分析。
应用：带不同性质负载的数量关系和控制方法。
（二）次重点
识记：单相半波可控整流电路、变压器漏抗的影响、整流电路的有源逆变状态、整流电路相位控制。
理解：单相半波可控整流电路带不同性质负载电力系统微型计算机保护的电路结构、工作原理、波形分析。变压器漏抗影响的波形分析。整流电路的有源逆变状态的工作条件。整流电路相位控制的原理。
应用：单相半波可控整流电路带不同性质负载的数量关系和控制方法。变压器漏抗影响的平均电压计算。整流电路的有源逆变状态的能量流动方向、应用场合、逆变失败的主要原因、防止逆变失败的主要措施。整流电路相位控制的实现方法，触发电路的定相。
（三）一般
识记：电容滤波的不可控整流电路、整流电路中谐波和功率因数、大功率可控整流电路。
理解：电容滤波的不可控整流电路、大功率可控整流电路结构、工作原理。
应用：整流电路中谐波分析和功率因数计算。
第4章 逆变电路
一、学习目的与要求
逆变电路分有源和无源逆变电路两类，本章的逆变电路是指无源逆变电路，其功能是将直流电能转换为交流电能直接供交流负载使用，是电子技术领域最为活跃的部分。本章通过对几个典型电路的分析，主要讲述了变压变频逆变器的组成和输出电压的控制方式。
本章总的要求：了解无源逆变的分类；掌握电压型单相逆变电路组成原理及工作波形；理解电压型、电流型三相逆变电路的组成原理；一般了解多重逆变电路和多电平逆变电路。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：换流方式；单相电压型逆变电路。
理解：逆变电路的基本工作原理；换流方式分类。
应用：单相电压型逆变电路的电路结构、波形分析及输出基波电压的计算。
（二）次重点
识记：三相电压型、电流型逆变电路。
理解：三相电压型、电流型逆变电路的工作过程和波形。
应用：三相电压型输出基波电压的计算、三相电流型逆变电路换流过程各阶段的电流路径分析。
（三）一般
识记：多重逆变电路和多电平逆变电路。
理解：多重逆变电路和多电平逆变电路的结构、工作原理。
应用：多重逆变电路和多电平逆变电路的功能。
第5章 直流-直流变流电路
一、学习目的与要求
直流-直流变流电路是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路，直接直流变流电路也称斩波电路，一般是指直接将直流电变为另一直流电，输入与输出间不隔离。间接直流变流电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离。本章讲述的直流-直流变流电路特指直接直流变流电路。
本章总的要求：熟悉掌握基本斩波电路；深刻理解降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路。熟悉CUK斩波电路。了解复合斩波电路和多相多重斩波电路的功能，一般了解带隔离的直流-直流变流电路。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：基本斩波电路。
理解：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的结构、工作原理。
应用：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的波形分析、应用场合、输出电压、电流计算。
（二）次重点
识记：CUK斩波电路。
理解：CUK斩波电路的结构、工作原理。
应用：CUK斩波电路的波形分析、应用场合。
（三）一般
识记：复合斩波电路和多相多重斩波电路。带隔离的直流-直流变流电路。
理解：复合斩波电路和多相多重斩波电路的结构、工作原理。
应用：复合斩波电路和多相多重斩波电路的功能。
第6章 交流-交流变流电路
一、学习目的与要求
交流-交流变流电路是把一种形式的交流电变成另一种形式的交流电。在进行交流-交流变流时可以改变相关的电压、频率和相数等。只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路，改变频率的电路称为变频电路。
交流-交流变流电路可以分为直接方式（无中间直流环节）和间接方式（有中间直流环节）两种，本章讨论的均为直接方式。
本章总的要求：熟悉交流调功电路、交流电力电子开关的工作原理；重点掌握单相交流调压电路的工作原理、单相交交变频电路的工作原理；了解三相交流调压电路和三相交交变频电路的工作原理。
二、考核知识点与考核目标
（一）重点
识记：单相交流调压电路、单相交交变频电路。
理解：单相交流调压电路、单相交交变频电路的结构、工作原理。
应用：单相交流调压电路输出计算、单相交交变频电路的整流、逆变状态的分析。
（二）次重点
识记：交流调功电路、交流电力电子开关。
理解：交流调功电路、交流电力电子开关的结构、工作原理。
应用：交流调功电路的波形分析；电力电子开关的投切。
（三）一般
识记：三相交流调压电路和三相交交变频电路。
理解：三相交流调压电路和三相交交变频电路的结构、工作原理。
应用：三相交流调压电路和三相交交变频电路的运行状态分析。
第7章 PWM控制技术
一、学习目的与要求
PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用，并对电力电子技术产生了十分深远影响的一项技术。直接