电力电子课程设计任务书2015.11.25

《电力电子技术》课程设计任务书一、课程设计的性质和目的性质：是电气信息专业的必修实践性环节。

目的：1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；3、初步掌握电力电子电路的设计方法。

二、课程设计的题目（一）10KW直流电动机不可逆调速系统技术数据：直流电动机：型号：Z3—71 额定功率P N=10KW额定电压U N=220V 额定电流I N =55A转速n N =1000r/min 极数2P=4电枢电阻R N =0.5Ω 电枢电感L D =7mH励磁电压U L=220V 励磁电流I L=1.6A要求：调速范围D=10（二）单相双半波晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（三）单相双半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~90º（四）单相双半波晶闸管整流电路的设计（反电势、电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500KW3、移相范围30º~150º4、反电势：E=70V（五）单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（六）单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~90º（七）单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（反电势、电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500KW3、移相范围30º~150º4、反电势：E=70V（八）单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（九）单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（反电势、电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500KW3、移相范围30º~150º4、反电势：E=70V（十）单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（十一）单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（反电势、电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500KW3、移相范围30º~150º4、反电势：E=70V（十二）MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、开关频率5KHz4、占空比10%~90%5、输出电压脉率：小于10%（十三）IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、开关频率5KHz4、占空比10%~90%5、输出电压脉率：小于10%（十四）MOSFET升压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=50V2、输出功率：300W3、开关频率5KHz4、占空比10%~50%5、输出电压脉率：小于10%（十五）IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=50V2、输出功率：300W3、开关频率5KHz4、占空比10%~50%5、输出电压脉率：小于10%（十六）MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、输出电压波形：1KHz方波（十七）IGBT单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、输出电压波形：1KHz方波（十八）MOSFET单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、输出电压波形：1KHz方波（十九）IGBT单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：Ud=100V2、输出功率：300W3、输出电压波形：1KHz方波（二十）单相交流调压电路（反并联）设计（纯电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（二十一）单相交流调压电路（混合反并联）设计（纯电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º（二十二）单相桥式晶闸管有源逆变电路设计（反电势阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流50V/50Hz2、逆变功率：200W3、反电势：E=70V4、逆变角：β=35º（二十三）UPS电源设计三相380V交流市电转换为恒压恒频的三相380V交流电，为重要负荷供电。

重庆大学城市科技学院电气信息学院课程设计报告
电力电子技术课程设计任务书
一、设计目的
1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；
2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；
3、初步掌握电力电子电路的设计方法。

4、掌握电力电子技术 MATLAB/SIMULINK 建模与仿真。

二、设计要求
1、两人一个题目，按学号组合；
2、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；
3、驱动电路的设计；
4、保护电路的设计；
5、完成 MATLAB/SIMULINK 仿真；
6、画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理；说明控制电路
的工作原理；,
7、选择元器件参数；
8、绘出主电路典型波形（比较实际波形与理论波形）；
9、绘出触发信号（驱动信号）波形；
10、说明调试过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；
11、通过答辩；
3.设计成果要求：
3.1课程设计报告
4.考核内容与方式：
4.1考核的内容包括：学习态度；技术水平与实际能力；论文（计算、图纸）撰写质量；创新性；采取审定与答辩相组合的方式，成绩评定按百分制记分。

课程设计任务书
一、课题
晶闸管直流电动机不可逆调速系统设计
二、设计意义及目的
通过课程设计，一方面是学生对本课程所学内容加深理解，另一方面让学生熟悉工程设计的过程、规范和方法，能正确查阅技术资料、技术手册和标准，培养学生工程设计能力。

三、设计技术数据及要求
1. 直流电动机额定数据：P N=3KW，U N=220V，I N=17.5A，
n N=1500r/min。

2. 主电路中，晶闸管要有过电压、过电流及抑制其正向电压上升率、正向电流上升率的保护电路。

3.选择合适的晶闸管触发电路。

四、设计内容
1.系统调速方案的确定。

2.主电路的选择与计算：
a.整流变压器次级电压的计算，整流变压器次级电流及变压器容量的计算；
b.电枢整流桥路中晶闸管额定电压和额定电流的计算,以及晶闸管型号的确定。

C.电枢电感
L的计算，整流变压器漏电感B L的计算。

M
3.主电路中各种保护电路的选用及元件参数计算。

五、设计任务
1、设计任务书
2、摘要
3、目录
4、整流装备方案的选择
5、系统设备（元件）的选择与效验
6、参考文献
7、后记（收获和体会）
六、主要参考资料
《电力电子技术》黄家善机械工业出版社
《电力拖动自动控制系统》陈伯时机械工业出版社七、时间：二周。

电力电子的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电力电子器件的基本原理和分类，掌握其工作特性和应用范围。

2. 学习电力电子变换器的基本电路拓扑，理解其工作原理和转换过程。

3. 掌握电力电子器件的驱动与保护方法，了解其在实际电路中的应用。

技能目标：1. 能够运用电力电子器件设计简单的电力变换电路，并进行仿真分析。

2. 学会使用相关软件工具对电力电子电路进行性能评估和故障诊断。

3. 培养动手实践能力，能搭建简单的电力电子实验装置，并进行调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术的好奇心和探索精神，激发学习兴趣。

2. 增强学生的团队合作意识，培养在小组讨论和实验中积极沟通、协作的能力。

3. 培养学生的节能环保意识，理解电力电子技术在节能减排中的重要作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握电力电子基础知识的同时，提高实践操作能力，培养创新思维和团队协作精神。

通过具体的学习成果分解，教师可进行针对性的教学设计和评估，确保课程目标的实现。

二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开：1. 电力电子器件：- 基本原理与分类：讲解电力电子器件的工作原理，如晶闸管、IGBT等，并介绍各类器件的应用范围。

- 工作特性：分析电力电子器件的主要参数，如静态特性、动态特性等。

2. 电力电子变换器：- 基本电路拓扑：介绍常用的电力电子变换器拓扑结构，如AC-DC、DC-AC、DC-DC等，并分析其工作原理。

- 转换过程：讲解不同变换器的工作过程，包括能量转换、电压电流波形等。

3. 器件驱动与保护：- 驱动方法：介绍电力电子器件的驱动技术，如光耦隔离驱动、磁隔离驱动等。

- 保护方法：分析器件保护措施，如过压保护、过流保护等。

教学内容安排与进度：1. 第一周：电力电子器件基本原理与分类，工作特性分析。

2. 第二周：电力电子变换器基本电路拓扑，工作原理讲解。

3. 第三周：器件驱动与保护方法，实际应用案例分析。

《电力电子技术》课程设计报告题目：晶闸管10KW直流电动机调速系统设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气自动化技术1002学生姓名：曹畅学号：20102822054指导教师：刘政亷2012年6月25日至2012年7月6日华中科技大学武昌分校《电力电子技术》课程设计任务书目录1. 课程设计题目及要求 (1)1.1 题目 (1)1.2 控制要求 (1)1.3 系统总体方案设计 (2)2. 三相全控桥主电路设计 (3)2.1 电路及原理 (3)2.2 整流变压器参数计算 (4)2.3 晶闸管参数计算 (6)3. 触发电路设计 (7)3.1 KC04芯片引脚介绍 (7)3.2 KC04芯片原理图 (7)3.3 触发电路及原理 (8)4. 反馈电路参数的选择与计算 (11)4.1 测速发电机的选择 (11)4.2 电流截止反馈环节的选择 (11)4.3 调速静态精度的计算 (12)4.4 给定环节的选择 (14)4.5 电机负载变化转速恒定原理 (14)5.设计总结 (15)6.参考文献 (16)7.附录1 (17)附录2 (18)1. 课程设计题目及要求1.1 题目晶闸管10KW直流电动机调速系统设计1.2 控制要求工业生产中常常要求电动机具有宽的调速范围和调速精度，例如连续式轧钢机. 造纸机. 电梯等。

为此利用调节直流电机电枢电压获得良好的调速性能，而晶闸管三相桥全控整流电路可以根据伩号Ug（直流）的大小変化方便地改变直流输出电压的大小。

本课题要求设计一个由晶闸管整流桥、直流电动机、PI调节器(运放)组成的调速控制系统，完成完整电路原理图设计和绘制。

具体设计内容如下：1、晶闸管三相桥式全控整流电路旳基本工作原理（1）晶闸管型号規格选择（2）晶闸管保护设计（3）整流变压器设计(求U2)2、整流变压器设计3、三相脉冲触发器设计刺按下启动按钮，可选择工频/变频控制，手动控制（自动转换4、测速电路设计和PI调节器设计原始数据如下：（1）直流电动机：Z3-71 Pn = 10KW Un = 220V In = 55A Nn = 1000r/min 电枢电阻Ra = 0.5 Ω电枢电忎Ld = 7mH励磁电压UL = 220V 励磁电流IL = 1.6A（2）直流测速发电机：55CY61 Nn = 2000r/min Un = 110V（3）霍尓电流传感器：LA50（4）最小整流角α= 20度 Cos20 = 0.941.3系统总体方案设计图1—3由于电机容量较大，且要求电流脉动小，故选用三相全控桥式整流电路的供电方案。

课程设计说明书N O.1课程设计题目：三相半波整流电路的设计一、课程设计的目的《电力电子技术》课程是一门学科必修课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。

其目的是训练学生综合运用学过的交流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力。

通过设计能够使学生巩固、加深对交流电路基本原理的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

二、主电路的选择与设计方案设计思路：主电路采用三相半波可控整流电路；采用正弦波同步触发三个晶闸管，实现AC变DC，通过改变触发电路的相角可以调整DC电压.；三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，因此其应用较少。

但其所用元件较少，所以采用三相半波可控整流电路为主电路。

主电路的设计：1、当电路带电阻负载时的工作情况（1）原理说明三相半波可控整流电路为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流人电网。

三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。

假设将电路中的晶闸管换作二极管，并用VD表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。

此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则是该相所对应的。

二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压，在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt1～ωt2期间，α 相电压最高，VD1导通，ud= ua；在ωt2～ωt3期间，b 相电压最高，VD2导通，ud= ub；在ωt3～ωt4期间，c 相电压最高，沈 阳 大 学课程设计说明书 N O.2VD3导通，ud= uc。

此后，在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻，VD1又导通，重复前一周期的工作情况。

电力电子课程设计课本一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握电力电子学的基本概念、原理和应用，培养学生对电力电子技术的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够了解电力电子学的基本概念、原理和主要器件，理解电力电子电路的工作原理和性能，掌握电力电子技术的应用领域。

2.技能目标：学生能够分析简单的电力电子电路，进行电力电子器件的选择和应用，具备设计简单的电力电子电路的能力。

3.情感态度价值观目标：学生能够认识电力电子技术在现代社会中的重要性和地位，培养对电力电子技术的兴趣和热情，提高科学素养和创新能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括电力电子学的基本概念、原理和应用。

具体安排如下：1.电力电子学的基本概念和原理：介绍电力电子学的定义、特点和基本原理，讲解电力电子器件的分类、特性和应用。

2.电力电子电路：分析电力电子电路的工作原理和性能，介绍电力电子电路的常见应用领域，如电力变换、电力控制等。

3.电力电子技术的应用：介绍电力电子技术在现代社会中的应用案例，如变频调速、电动汽车、智能电网等，强调电力电子技术对现代社会的重要性和影响。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体方法如下：1.讲授法：通过讲解电力电子学的基本概念、原理和应用，使学生掌握电力电子技术的基本知识。

2.案例分析法：通过分析具体的电力电子应用案例，使学生了解电力电子技术在实际工程中的应用和价值。

3.实验法：学生进行电力电子实验，使学生亲自操作和观察电力电子电路的工作原理和性能，提高学生的实践能力和创新能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，本节课将采用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电力电子学教材，为学生提供系统、科学的学习材料。

2.参考书：推荐学生阅读电力电子学相关的参考书籍，拓展学生的知识面。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，为学生提供直观、生动的学习资源。

电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、培养学生运用工具的能力和方法。

5、提高学生课程设计报告撰写水平。

二、课程设计的要求1. 自立题目●题目：三相变频电源的设计；单相变频电源的设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS 电源等，②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。

首先要明确自己课程设计的设计内容。

设计装置（或电路）的主要技术数据●主要技术数据输入交流电源：三相380V，f=50Hz交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，（单相桥式电压型逆变主电路）控制方法为SPWM控制原理输出交流：电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相星形RL电路，R=10Ω，L=15mH●设计内容：1）、整流电路的设计和参数计算及选择（整流电路工作原理、输出波形分析、整流模块的计算及选型、滤波电容参数计算及选型）2）、三相逆变主电路的设计和参数选择（结合负载阐述三相电压型无源逆变电路的工作原理，分析输出相电压、线电压波形；对开关器件和快恢复二极管进行计算选择及选型）3）、三相SPWM控制及驱动电路的设计：根据SPWM调制原理分析逆变电路的输出相电压、线电压波形；设计驱动电路；选择控制模块和驱动模块。

（SPWM集成控制芯片或分立元件构成。

驱动模块有：日本富士EXB系列或三菱M579系列）4）、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图，并进行仿真研究和分析。

2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。

《电力电子技术》课程设计计划书一、课程设计的总体目标电力电子技术课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。

其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

《电力电子技术》课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。

通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。

二、课程设计时间分配课程设计时间为 10天。

（1）调研、查资料2天。

（2）总体方案设计2天。

（3）单元电路设计2天（画原理图，参数计算）。

（4）实验室完成相应电路的验证。

1天（5）撰写设计说明书2天。

（6）验收1天。

三、课程设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。

（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。

（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。

（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。

（5）广泛收集相关技术资料。

（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。

（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。

（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。

四、课程设计的内容（1）明确设计任务，对所要设计的任务进行具体分析，充分了解系统性能、指标内容及要求。

（2）制定设计方案。

（3）迸行具体设计：单元电路的设计；参数计算；器件选择；绘制电路原理图。

（4）撰写课程设计报告（说明书）：课程设计报告是对设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节。

五、课程设计报告的主要内容如下：（1）课题名称。