my《电力电子技术》课设指导书XXXX

电气自动化专业电力电子技术课程设计指导书二0一四年十一月前言本《电力电子技术》课程设计指导书是根据长春工业大学电气与电子工程学院2006年最新修订的自动化专业《电力电子技术》课程教学大纲并结合本专业实际教学情况而编写的，内容包括《电力电子技术》课程设计的基本要求、主要内容及相关技术资料。《电力电子技术》是我院自动化专业教学计划中一门十分重要的专业基础课，对于本专业学生进一步学习《电力拖动自动控制系统》等后续专业课及完成毕业设计都具有重要指导作用。近年来电力电子技术发展非常迅速，新型元器件层出不穷，应用领域不断扩大。电力电子技术在生产自动化、节能降耗、信息技术和家用电器等许多方面越来越产生着举足轻重的影响。目前，《电力电子技术》已成为各工科院校相关专业的一门实践性很强的专业课程，在实际教学中普遍安排了课程设计或综合性实验等实践性环节。结合我院的实际情况，本专业在第五学期和第七学期分别安排了《电力电子技术》课程设计及相关内容的综合实验，目的是使学生理论联系实际，培养灵活运用基础知识和独立分析、设计及解决实际问题的能力。本课程设计指导书包括课程设计内容、设计要求和有关设计步骤，尽可能使学生对于本课程设计有一个清晰的思路，因篇幅的限制，为避免重复，对于本课程相关教材中已有详细叙述的基本理论知识，本指导书仅做概要提示，具体内容请参考有关教材。另外，本指导书后附有相关设计资料，供同学们参考。希望同学们在课程设计之前，一定要通读本指导书，做好预习，避免设计中的盲目。同时在课程设计过程中，提倡大家在独立思考的前提下，互相探讨，积极钻研，勇于提出创新的见解和方案。对书中不足之处，敬请提出宝贵意见。自动化教研室二0一四年十一月1目录第一章绪论.................................................................................21.1课程设计的目的和要求........................................................................21.2课程设计过程及方式............................................................................21.3时间安排及考核方法............................................................................4第二章《电力电子技术》课程设计内容.......................................62.1设计方案的确定....................................................................................72.2主电路计算..........................................................................................152.3触发电路的选择与校验......................................................................32附录..........................................................................................38附录1整流变压器的计算系数................................................................38附录2直流电动机技术数据表................................................................40附录3常用小功率电力电子元器件技术数据........................................462第一章绪论1.1课程设计的目的和要求《电力电子技术》课程设计是电力电子电路设计是我院自动化、电气工程及其自动化专业学生在学完《电力电子技术》课程之后的应完成的一个实践性教学环节，可使学生在理论联系实际、综合分析、理论计算、归纳整理和实验研究等方面得到综合训练和提高，从而培养学生具有独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力。通过一个指定课题的设计过程，使学生初步建立正确的设计思想，熟悉工程设计的一般顺序、规范和方法，提高正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力。通过设计工作还可培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，为后续课程的学习和毕业设计乃至毕业后向工程技术人员过渡打下基础。《电力电子技术》课程设计应在学生学完《电力电子技术》课程之后进行，现安排在第五学期期末进行，时间为一周。通过本课程设计，应使学生对本课程达到以下要求：1．熟悉和掌握可控整流电路的基本工作原理及参数计算方法。2．掌握晶闸管在相关电路中的工作特点，并能根据设计要求，正确计算晶闸管参数，合理选择晶闸管型号。3．了解常用晶闸管触发电路的特点，并能根据实际电路选择合理的触发电路形式。4．对常用的晶闸管保护电路具有一定的分析和设计能力。5．对逆变电路、斩波电路及交流调压电路具有一定的分析设计能力。6．具有初步发现和解决设计中出现的问题的能力。1.2课程设计过程及方式1.2.1课程设计过程3本课程设计分指导教师讲解和同学们独立设计两个过程。指导教师讲解内容包括：（1）讲解本课程设计的目的及意义。（2）讲解本课程设计的内容与要求。（3）分组，布置设计任务书（4）介绍设计步骤和重点设计环节。（5）说明本课程设计时间安排、纪律要求及考核方法。除了指导教师讲授以上的内容外，其它时间由学生自己按要求独立完成课程设计，指导教师进行有针对性的辅导，随时解答学生们的疑问，及时处理设计中遇到的问题。1.2.2课程设计方式为了提高效率、讲求实效、取得预期的收获，本课程设计建议按以下方式进行。（一）设计前预习预习是课程设计前的重要准备工作，是保证课程设计顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高课程设计质量与效率的重要环节，要求做到：（1）复习相关课程的内容，熟悉有关理论知识。（2）认真阅读课程设计指导书，了解本课程设计的内容、方法、步骤及要求。（3）查找和借阅有关设计资料和手册。（4）预习期间进行学生分组，每组3人，安排组长1人，明确组内合理分工，预习需人人进行，由组长负责检查，设计前每组应就有关设计内容进行讨论，做到心中有数，同时上交预习报告一份（二）设计进行整个课程设计过程中必须严肃认真，集中精力按时完成工作。（1）预习检查、严格把关本课程设计开始前应由指导教师检查预习质量（包括对本课程设计的理解、认识及预习报告），当确认已做好了课程设计前的准备工作方可开始设4计，对于因没有预习而对本次设计的目的、内容、方法、要求了解很差的同学，应拒绝其参加设计。（2）独立设计，协调工作本课程设计要求每名同学独立完成，同时也提倡同学之间积极讨论，大胆提出新思路、新见解，对于设计中采用创新的设计方法、设计电路及新型元器件的同学，在最后评定成绩时从优掌握。（3）认真负责、按时完成（三）设计报告设计报告是课程设计工作的最后成果和总结提高，是课程设计的重要环节，也是对学生分析、归纳等工作能力的进一步培养和锻炼，因此必须独立书写，每人一份，应按照设计任务书的要求和相关设计步骤，完成详细设计设计过程，包括方案论证、参数计算及元器件选择等，最后写出心得体会，以便积累一定的实际设计经验。撰写设计报告应具有严肃认真的态度，报告要求条理清楚、简明扼要，字迹端正、图表规范，分析认真、结论明确。课程设计报告内容应主要包括以下几方面（1）课程设计名称、专业、班级、组别、姓名、学号、设计日期。（2）设计目的和要求。（3）根据设计任务书，进行方案论证。（4）写出详细的设计过程，包括相关参数计算及元器件选择等。（5）按照工程绘图标准，绘制系统的电气原理图，列出元器件明细表。（6）分析讨论设计过程中遇到的问题，写出心得体会以及合理化建议和改进措施。1.3时间安排及考核方法1.3.1课程设计的时间安排5根据本专业的教学计划，《电力电子技术》课程设计的时间为一周。具体时间安排见表1-1。表1-1课程设计的时间安排1.3.2课程设计的考核在课程设计进行期间，指导教师每天都要对学生的出勤情况、学习态度及工作完成情况进行检查督促，并做好记录。课程设计结束后，指导教师要组织对学生进行考核，根据学生在整个课程设计期间的纪律情况、工作态度，设计报告及图纸的质量并结合其基础知识掌握的情况（口试），综合确定学生的课程设计成绩（按五级评分制——优，良，中，及格，不及格计），无课程设计报告或无故不参加课程设计者成绩按不及格计，有缺勤、迟到、早退、违纪等情况酌情降低成绩。每项考核内容占总成绩的分数如表1-2所示。时间内容安排周一上午课程设计动员、讲解设计内容、步骤、要求及注意事项，并进行学生分组下午熟悉设计题目，查找资料，方案论证周二～周四根据课程设计任务书的要求，按步骤认真完成课程设计的各部分内容周五上午考核（口试）下午设计总结，完成设计报告6表1-2每项考核内容所占比重考核内容评分标准（100满分）备注设计方案的正确与合理性1090~100分为优80~89分为良70~79分为中60~69分为及格60分以下为不及格系统参数计算的准确性10元器件选择的合理性10设计报告及图纸的完成质量20基础知识掌握情况（口试）20出勤情况、学习态度20创新10第二章《电力电子技术》课程设计内容本课程设计的内容是利用所学过的《电力电子技术》课程的相关理论知识和给定设计指标（具体设计参数见设计任务书），设计一个满足性能要求的小功率电力电子电路。具体应包括以下内容：1.根据设计要求确定电气系统方案；2.绘制系统框图和电气原理草图；3.主电路参数计算和元器件选择；4.系统保护环节设计；5.触发电路选择和校验；76.绘制系统电气原理总图，列出元器件明细表；7.完成设计报告；8.对设计进行全面总结2.1设计方案的确定设计一个电力电子变流装置（电路），必需满足用户要求，首先要考虑技术性能指标；第二是经济指标；第三是先进性、合理性和可行性。因此，为使一个控制系统设计确保技术指标先进、合理，经济指标良好，又为今后的发展和进一步技术改造留有余地，就必须对设备的使用条件，被控制设备的工艺要求进行充分调研，搜集与设计有关的技术资料，了解国内外同类产品的技术水平和发展趋势，然后对系统设计的总体方案进行必要的比较和论证，使之变成一个可以付诸实施的技术方案。2.1.1对电气控制系统的技术要求(根部不同类型的设计电路,由指导教师给出)①输出一定的直流电压和电流。②输出电压的脉动指标在允许范围内。③具有自动稳压功能和一定的稳压精度。④对调速系统应有静态技术指标和动态技术指标的要求。静态技术指标是指系统的调速范围D和静差率s。不同的生产机械要求也不同，表2-1给出了常见生产机械的静态调速指标。调速系统的动态指标是指系统在稳定的前提下，对阶跃给定信号的跟随性能指标和在扰动信号作用下的抗扰动性能指标，如超调量、过渡过程时间、动态速降及振荡次数等。此外，在设计一个实际系统时，还要考虑系统的可靠性、使用寿命、工作环境以及尽量做到体积小、重量轻、外形美观、使用维护方便等。设计步骤如下:2.1.2直流电动机选择8设计一个电力拖动系统时，需要根据被控对象的特点和技术要求，合理选择电动机。1.电动机类型的选择要根据负载性质来选定。对起动、制动及调速有较高要求的生产机械，宜选用直流他励电动机；而需要较大起动转矩和恒功率调速的机械(如电车、蓄电池车、牵引机械等)常用直流串励电动机或直流积复励电动机。表2-1几种常见生产机械的静态调速指标2.电动机容量的选择9要根据生产机械