电气机器与电力电子建模EEEN40341

课程内容：

本课程将为学生提供电力系统中执行能量转换过程的元件所涉及技术的必要基础。课程将概述电气能量转换系统的结构、功能、应用及其表示方法。

课程大纲：

1、电气机器

• 同步与异步电气机器的工作原理及其简化稳态等效电路。

• 基于dq理论的动态建模原理（参考系理论、单位转换、动态方程）。

• 异步电机动态模型及实现（动态方程推导、模型软件实现）。

• 同步电机动态模型及实现（动态方程推导、模型软件实现）。

• 简化动态建模。

• 双馈感应发电机工作原理。

• 额定工况下电机工作原理。

2、电力电子学

• 功率电子开关器件（如IGBT和二极管）的基本原理。

• 单相和三相整流器的原理、工作过程及建模（模型软件实现）。

• 单相和三相逆变器的原理、工作过程及建模（模型软件实现）。

• 两电平电压源逆变器的建模、控制与调制。

• 多电平变换器拓扑结构简介（内部设计与内部控制环路）。

• 可再生能源接口逆变器的实现、建模与分析。

• 电力系统中负载建模的介绍。

课程目标：

本课程旨在使学生理解电力系统中使用的电气机器和电力电子设备的原理及其相关应用，并使学生能够使用数学表示和仿真工具对这些系统进行建模。课程将帮助学生理解电气机器动态建模理论的基础，以及描述这些设备动态行为的相关方程组。学生还将学习如何在软件中实现、设置和执行这些标准动态机器模型。此外，课程还将介绍相关电力电子开关的基本工作原理，并在此基础上讲解电力电子变换器的运行原理，以及这些设备运行过程的数学表示与分析方法。

学习成果：

完成本课程学习后，学生将能够：

1、评估和比较基本电力电子器件（二极管/IGBT/MOSFET/晶闸管）的运行与行为。

2、设计、评估并进行数学分析/解决基本电力电子系统（逆变器/整流器）的运行与行为。

3、构建模型并分析电动机及基本等效模型。

4、构建模型并评估分析带动态模型的电动机行为。

5、分类可再生能源（风能和太阳能），开发模型，并分析通过转换器将可再生能源连接至电力系统的过程。