现代电力电子与控制技术  080800M01002H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:李子欣,宁圃奇
授课时间: 星期四,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼109
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
课程编号: 080800M01002H 课时: 50 学分: 3.00
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:李子欣,宁圃奇 助教:
英文名称: Modern Power Electronics and Control 召集人:

教学目的、要求

本课程为电气工程学科研究生的学科基础课和核心课。主要学习现代电力电子器件及线路,即DC/AC、AC/DC、DC/DC、AC/AC等多种典型变换器的工作原理、调制方法、建模方法和控制方法。要求通过学习掌握现代电力电子技术的基础知识和基本理论,并了解其最新的发展现状和将来的发展趋势。

预修课程

电路原理、模拟/数字电路基础、自动控制原理、电力电子技术

教 材

自编

主要内容

第一章	现代电力电子技术引论
掌握现代电力电子技术的内涵和主要作用,了解电力电子技术的发展历史、现状及未来的发展趋势。
第二章	现代电力电子器件
掌握现代电力电子器件的基本特征和主要类型,以及功率二极管、晶闸管、集成门极换流晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的基本结构、工作原理、特性及主要参数,掌握电力电子器件的保护、散热和建模仿真的基本方法。了解宽禁带电力电子器件的基本特点和现代电力电子器件的发展趋势。
第三章	DC/AC变换器及其调制
了解电力电子线路及其控制系统的基本构成、分类和基本功能、主要应用。掌握DC/AC变换器的分类及常见电路拓扑。掌握DC/AC变换器的基本工作原理、调制原理及单相和三相逆变器的典型调制方法,包括方波调制、正弦脉宽调制、三次谐波注入调制、空间矢量调制等。了解多电平变流器和电流源型变流器的典型调制方法。 
第四章	DC/AC变换器建模及控制
掌握电压源型两电平DC/AC变换器的典型建模方法,开环、闭环合复合控制方法的原理及特点。掌握单相、三相逆变器在离网和并网情况下的典型控制策略,包括单环控制、双环控制下的电压、电流控制方法。 
第五章	PWM型AC/DC变换器建模及控制
掌握基于电压源变流器的单相和三相PWM型AC/DC变换器的工作原理、运行范围与系统参数的基本关系,掌握单相和三相PWM型AC/DC变换器的双闭环控制方法。了解电力电子变换器的高性能控制技术前沿。 
第六章	不控型与相控型AC/DC变换器建模及控制
掌握典型的单相、三相二极管不控整流电路的输入特性、输出特性。掌握单相、三相相控型AC/DC变换器的工作原理(触发方法)、输入特性、输出特性和典型的闭环控制方法。 
第七章	DC/DC变换器建模及控制
掌握常见的DC/DC变换器典型电路。介绍Buck、Boost、Cuk等常见DC/DC变换器的工作原理、建模方法及不同拓扑的控制策略。
第八章	AC/AC变换器及其控制
掌握常见AC/AC变换器的分类。了解交流调压器、周波变换器、矩阵变换器和模块化多电平矩阵变换器的基本工作原理及控制方法。
第九章	复合变换器及其控制
掌握具有中间交流环节的复合型DC/DC变换器、具有中间直流环节的复合型AC/AC变换器的基本工作原理、建模方法及控制方法。

参考文献

陈坚《电力电子学-电力电子变换和控制技术》,高等教育出版社
Bin Wu《High-Power Converter and AC Drivers》,IEEE Press
D. Grahame Holmes《Pulse Width Modulation for Power Converters Principles and Practice》,IEEE Press