M407029B 大功率电能变换与交流传动
（2学分，32学时；专业教育平台专业拓展选修课程模块；适用专业：电气工程及其自动化；先修课：电路、电力电子技术、电机学、自动控制原理）
本课程为电气工程及其自动化专业拓展选修课程，通过本课程学习能够了解交流电能变换的发展历程、现状与发展趋势，了解交流-直流及直流-交流变换系统的种类、结构及工作原理；掌握交流-直流变换器拓扑、控制策略、实现方式和评价指标；理解交流-直流变换系统在城市轨道交通供电等领域的应用方案；掌握直流-交流变换器拓扑、调制策略、实现方式和评价指标；掌握异步电机的基本调速方式和矢量控制的基本原理。理解直流-交流变换系统在大功率电力机车以及高速动车组中的应用方案。通过结合实际应用的讲授可帮助学生锻炼利用交流电能变换理论解决实际问题的能力，培养分析和解决实际问题的能力，为毕业设计和继续深造奠定坚实基础。
课程教学内容和要求
序号 |
知识单元（章节） |
知识点 |
教学要求 |
推荐学时 |
教学方式 |
支撑课程目标 |
1 |
绪论 |
交流和直流电能变换基础 |
1.了解电能变换发展历程 2.了解电能变换现状与发展趋势 3.了解交流-直流变换系统的种类、结构及工作原理 |
2 |
讲授 |
1 |
2 |
交流电能变换基础 |
1、电压型变换器的工作原理 2、脉宽调制技术的原理和实现方式 |
1、掌握电压型变换器的基本工作原理 2、掌握脉宽调制的原理 3、掌握自然采样和规则采样的区别 4、理解不同采样方式下脉宽调制的谐波特性 5、能够利用Matlab等工具对不同实现方式以及不同变换器的PWM策略进行仿真，并分析其输出电压谐波特性 6、能够通过Matlab等工具编写程序，了解PWM的数字实现原理 |
8 |
理论讲授，案例讨论 |
2 |
3 |
交流-直流变换器拓扑及其控制策略 |
1、多脉波整流电路2、PWM整流电路 |
1、掌握多脉波不控整流电路工作原理 2、掌握移相变压器的基本原理 3、了解多脉波整流器在城市轨道供电系统的应用 |
4 |
讲授 |
2，3 |
4 |
直流-交流变换器的拓扑及其调制策略 |
1、两电平DC-AC逆变器 2、多电平DC-AC逆变器 |
1、掌握两电平DC/AC电路工作原理 2、掌握二极管箝位型多电平逆变器和级联型多电平变换器的工作原理 3、理解载波层叠和载波移相调制策略的原理 4、掌握异步电机的工作原理和机械特性曲线 5、理解异步电机的V/F控制原理和实现方式 6、了解异步电机的动态数学模型和矢量控制原理 7、了解逆变技术在高速列车/大功率电力机车等场合的实际应用 |
18 |
理论讲授，课堂演示，随堂讨论 |
4,5 |
