电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计
题目:单相交流电源自动稳压器
专业: 电气工程及其自动化
班级: 姓名:
学号:
指导教师: 完成时间:
电力电子技术课程设计任务书
课程编号j1610015 课程名称电力电子技术周数 1 实施地点广东海洋大学班级人数
起止时间17周1~17周5 形式√集中□分散指导教师
设计进度安排17周1上午：集中讲解
17周1下午~18周4下午：
总体方案设计，环节设计，相关实验17周5上午：完成设计报告
17周5下午：设计答辩，上交设计报告。
设计内容单相交流电源自动稳压器
调压方式：自耦变分级+晶闸管无触点自动开关
性能指标：容量3KVA，输入2000~240V，输出220±5V 设计步骤：1变压器设计
2晶闸管计算，选择；冷却设计
3控制电路设计
4触发电路设计
5开关保护与显示电路设计
6相关实验
7设计报告
要求1按进度安排进行设计。
2个人独立为主完成全部设计。
3组织小组（5~7人）讨论交流，每人至少作一次环节设计报告。4答疑时间：17周2~5每天上午；地点：科技楼413。
5 设计报告内容:
(1)设计任务;(2)总体设计说明;(3)各环节电路设计说明;
(4)相关实验;(5)系统电路图;(6)器件清单
一、设计目的：
通过课程设计,掌握电力电子电路及综合模拟电路,数字电路,自动控制设计的各环节基本内容与要求,完成将来实际工程设计的必需的基础训练。
二、设计内容：
单相交流电源自动稳压器
调压方式：自耦变分级+晶闸管无触点开关+开环或闭环自动控制
性能指标：容量3KVA，输入200V~240V，输出220±5V
三、设计要求：
1.学生在教师指导下，参照设计程序，完成系统总体方案设计、各环节(主电路、自动调压与触发电路、电源控制及保护显示电路等)的结构设计、设计原理说明、电路图、各元件的计算选择、及相关实验或仿真
2. 分组作设计报告。
3. 上交完整的设计报告书
单相交流电源晶闸管无触点自动稳压器
一、设计要求与原始资料：
1.1 容量：额定容量3KV A额定电压220V额定电流15A
1.2 电源输入电压：单相交流50HZ，200~240V
1.3输出空载电压：220±ΔV=220±5V
1.4调压方式：自耦变压器分档+晶闸管无触点开关+开环或闭环自动控制
1.5电源控制：空气开关+接触器+ 起动/停止按钮
1.6保护：熔断器过流保护+压敏电阻过压保护
1.7显示：输入有电发光二极管显示，输出电压表，分流器+电流表显示
二、系统总体设计：
2.1、系统总体结构图
2.2、说明：系统总图如上图所示，220-240的交流电从输入端口输入，经开关电路后到晶闸管控制电路，然后就到输出端，在输出端和晶闸管间接入一个反馈控制电路，以调整电压符合设计要求。
三、系统环节电路设计：
3.1电源控制、显示与保护电路设计：
(1)电路图：
(2).工作原理说明：
电源输入后，首先经空气总开关控制，然后就有熔断器的过流保护，接着就有二极管的电源检测，紧接着就是交流接触器的开关控制电路，最后接个压敏电阻以实现过压保护。
3.2 自耦变压器设计
(1) 输入额定电压电流：220~240V交流电。
(2)输出额定电压分档：
采用均匀分档：
设自耦变压器分档电压差⊿Va=6V。
则输出偏差指标⊿V=(⊿Va/2)(240/220）=3.3V
输入220V时输出电压:
标准档: 220V
升高档VH= 220+k⊿Va= 226，232，238，……。
降低档VL=220- k⊿V = 214，208，202， ......
对应输入允许最高最低电压: UH=(220+⊿V )/(VL/220)
UL=(220-⊿V )/(VH/220)
参考计算M程序:
DVA=6
DV=(240/220)* (DVA/2)
VL=220-[1,2,3,4,5,6]*DVA
UH=(220+DV)./(VL/220)
VH=220+[1,2,3,4,5,6]*DVA
UL=(220-DV)./(VH/220)
计算结果: DV(ΔV)=3.3V --满足
VL=214、208、202V时UH=246V , VH=226、232、238V,时UL=197V--满足
设计结果分6档: 204,212,220,228, 236,244V
(3)电路图：
3.4 调压主电路设计
(1) 主电路（如右图）：
(2)晶闸管选择：(参考) 双向晶闸管
电压: (2~3)*电源峰值电压=800V。
电流有效值: (2~3)*额定电流=50A。
触发电流为：10mA。
3.5 调压算法设计
(1)闭环算法: 离散I算法
输出电压Uo<220-ΔV → ?已输出最高档: Y→保持
N→上调1档
输出电压Uo<220+ΔV → ?已输出最低档: Y→保持
N→下调1档
(2)控制周期T > Uo检测电路稳定时间, 可取20个工频周期以上.
