电力电子课程设计报告
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黑龙江大学
课程设计说明书
学 院：机电工程学院
专 业：电气工程及其自动化
课程名称：电力电子技术
设计题目：
姓 名：
学 号：
指导教师：靖澎 王世刚 袁明
成 绩：
一、课程设计的性质和目的
性质：是电气自动化专业的必修实践性环节。
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、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
6、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；
7、初步掌握电力电子电路的设计方法。
二、课程设计的内容：
1、整流电路的选择
2、整流变压器额定参数的计算
3、晶闸管（全控型器件）电压、电流额定的选择
4、平波电抗器电感值的计算
5、保护电路（缓冲电路）的设计
6、触发电路（驱动电路）的设计
7、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
8、用MATLAB进行仿真，观察结果
三、设计报告要求
依据“课程设计说明书”（电子文档）的模板格式撰写。内容应包括：
1、主电路设计说明
2、控制电路设计说明
3、仿真结果讨论（说明是否达到设计指标的要求）
4、附录：主电路和控制电路原理图
四、参考资料
电力电子技术教材及相关资料
五、课程设计的题目:
1、桥式全控整流及有源逆变电路的仿真
设计一：（1）单相桥式全控整流及有源逆变电路阻感负载2100uv 50fHz 1R
0.5LmH60 99EV，计算输出电压、电流的值
设计二：（2）三相半波整流及有源逆变电路阻感负载2220uv 10R
0.01LH60 200EV，计算输出电压、电流的值
设计三：（3）三相桥式整流及有源逆变电路2220uV 1R 1LmH 400MEV
60计算输出电压、电流的值
观察电源电压、输出电压、电流，门极电压、晶闸管两端电压电流波形。
2、桥式全控整流及有源逆变电路的仿真
设计一：（1）单相桥式全控整流电路阻感负载2100uv 2R 200EV
30，计算输出电压、电流的值，选择晶闸管
设计二：（2）三相半波整流及有源逆变电路阻感负载2220uv 10R 40EV
60，计算输出电压、电流的值，选择晶闸管
设计三：（3）三相桥式整流及有源逆变电路2220uV 2R 200MEV 60计算输出电压、电流的值，选择晶闸管
观察电源电压、输出电压、电流，门极电压、晶闸管两端电压电流波形。
3、IGBT电压型单相桥式无源逆变电路设计
设计条件：（1）输入直流电压：Ui=100V 60fHz
（2）1000R 100CF 110CF
（3）1LH 110R
观察电源电压为50HZ，输出负载电压波形为100HZ时的波形。
4、MOSFET电压型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：Ui=200V
（2）输出功率：500W
（3）输出电压波形：1KHz方波
5、直流变换器的设计
设计一：直流IGBT降压变换器的设计
（1）输入直流电压：E=100V，输出电压：U0=30V
（2）电阻负载：R=10欧
（3）开关频率10KHz，1LmH
观察gu、Du、du、DCu、IGBTi、Di波形
设计二：升、降压变换器的设计
（1）输入直流电压：E=100V，
（2）电阻负载：R=10欧 100CF 0.35LmH
（3）开关频率10KHz，
要求：0u>100V与0u<100V, 观察0u、Li、IGBTi、Di波形
6、MOSFET升压斩波电路设计
设计一：（1）输入直流电压：E=100V，输出电压：U0=200V
（2）负载等值电阻：R=10欧 0.1LmH 200CF
（3）开关频率5KHz
观察gu、du、MOSFETi、i波形。
设计二：Cuk变换器的设计
（1）输入直流电压：E=100V，
（2）电阻负载：R=30欧 储能电容11.5cF 滤波电容5CF
122LLmH
（3）开关频率16.6667KHz，
要求：0u>100V与0u<100V, 观察0u、1Li、IGBTi、Di、2Li波形
7、单相交流调压电路的设计
设计一：（1）电源电压：交流220V/50Hz R=10欧 L=1mH
（2）移相范围º~180º，观察,两种情况下的输出电压和电流
波形。
（3）计算最大输出功率
设计二：（1）电源电压：交流120V/50Hz R=10欧 90
（2）移相范围0º~180º，观察输出电压和电流波形。
（3）计算负载功率
设计三：调功电路仿真
（1）电源电压：交流220V/50Hz R=1欧
（2）导通0.3S,断开0.2S,计算负载功率及晶闸管一直导通时所送出的功率。
（3）观察输出电压和流过晶闸管电流波形和晶闸管上的电压波形。
8、交直交PWM变频电源设计
输出交流额定相电压220V，额定相电流240A，频率变化范围2-50Hz，其交流输入线电压为380V，电压波动率为±10%。
9、单相交交变频电路的仿
10、 PWM整流电路的仿真
11、桥式直流PWM变换器的仿真
电源电压12V，RL负载，R=0.5欧，L=0.5mH，f=3KHz,占空比从0.8切换到-0.8，观察输出电压、电流波形。（要求：双极式控制和单极式控制波形）
12、AC/DC/AC/DC开关电源的仿真
变压器一次电压为220V二次电压为75V，直流电转变为8KHz的高频矩形交流电。
13、三相交流调压电路（无中线）的仿真
设计一：（1）电阻负载 交流峰值电压为100v 50fHz 450R 30
设计二：（2）电阻电感负载 交流峰值电压为100v 450R 30
0.1LmH, infC
观察负载电压波形
要求：60,30的输出电压波形。
14、三相电压型spwm逆变器仿真
mLRVUHzfd1,5.0,500,50
15、单相电流跟踪控制逆变器的仿真
mHLRVUd310*5.0,5.0,10021
16、三相电流跟踪控制逆变器的仿真
mLRVUd310*5.0,5.0,200
17、单相桥式不可控整流电路电容负载的仿真
FCRHzfVU200,200,50,2202 分别输出2,20,200R的电压波形。
18、三相桥式不可控整流器电容负载的仿真，分别输出20,200R的电压波形。
FCRRHzfVU500,200,20,50,2202
19、三相半波整流电路设计
设计一：（1）电阻负载2100uv 2R 30
设计二：（2）电阻电感负载 2220uv 4R 60
设计三：（3）反电势带电阻电感负载2220uv 2R 60EV 60
观察并计算电源电压、输出电压、电流，门极电压、晶闸管两端电压电流波形。
20、单相桥式全控整流电路的仿真
设计一：（1）电阻负载2100uv 2R 60
设计二：（2）带续流二极管负载2220uv 4R 60
设计三：（3）反电势负载2100uv 2R 60EV 60
观察并计算电源电压、输出电压、电流，门极电压、晶闸管两端电压电流波形。
六、 课程设计基本要求
1、三人一个题目，按学号顺序组合；
2、明确设计任务、对所要求的内容进行具体分析，充分了解系统的性能，指标内容及要求，制定设计方案
3、进行具体设计，根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；参数计算，器件选择；并完成系统仿真；
4、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、，选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形（比较实际波形与理论波形），绘出触发信号（驱动信号）波形，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；
课程设计报告的主要内容：
（1） 课题名称
（2） 课程设计的内容，指标内容及要求，应完成的任务。
（3） 设计方案选择及论证。
（4） 总体电路的功能框图及其说明。
（5） 单元电路的设计、计算及说明。
（6） 总体电路原理图及其说明。
（7） 所用的全部元器件型号参数等。
（8） 收获、体会及改进想法。
5、通过答辩。
七、考核
1、课程设计任务书中的内容；
2、写出课程设计报告；
3、指导教师检查制作的完成情况；
4、验收时由指导教师指定学生叙述设计内容、自己所做的工作，实事求事地回答指导教师提出的问题。
根据以上四项内容和学生在课程设计过程中的工作态度按100分制记分，给出成绩。
《电力电子技术》课程设计评分标准
《电力电子技术》课程设计的成绩由下列项目构成：
评定
项目 评定参考标准及分值 考评
成绩
设计任务
完成情况 设计过程中的学习态度端正、设计认真，遵守纪律，保证出勤
(10分)
设计方案的正确性、合理性以及创新精神 (10分)
运用计算机仿真软件的熟练程度及仿真结果正确 (10分)
设计
说明书 内容完整、叙述正确、设计中遇到的问题能独立查找文献资料
(10分)
原理图正确、格式规范 (10分)
具有设计计算 (10分)
