電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期：2設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 舞臺(tái)燈光控制電路的設(shè)計(jì)與分析√一、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)，通過給定電位器可以實(shí)現(xiàn)燈光亮度的連續(xù)可調(diào)。燈泡為白熾燈，可視為純電阻性負(fù)載，燈光亮度與燈泡兩端電壓（交流有效值或直流平均值）的平方成正比。二、 設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)單相交流電源，額定電壓220V；燈泡：額定功率2kW，額定電壓220V；燈光亮度調(diào)節(jié)范圍（10~100）%；盡量提高功率因數(shù)，并減小諧波污染；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種實(shí)現(xiàn)方案，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖和觸發(fā)電路的原理框圖；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；典型工況下的諧波分析與功率因數(shù)計(jì)算；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、 參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社。設(shè)計(jì)任務(wù)書2永磁直流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)√一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)永磁直流伺服電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)，通過電位器可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。電機(jī)為反電勢(shì)負(fù)載，在恒轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)態(tài)情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速基本與電樞電壓成正比，電機(jī)的轉(zhuǎn)向與電樞電壓的極性有關(guān)。電機(jī)的電樞繞組可視為反電勢(shì)與電樞電阻及電感的串聯(lián)。二、 設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)單相交流電源，額定電壓220V；電機(jī)：額定功率500W，額定電壓220Vdc，額定轉(zhuǎn)速1000rpm，Ra=2，La=10mH；電機(jī)速度調(diào)節(jié)范圍（10~100）%；盡量減小電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；三、 設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種實(shí)現(xiàn)方案，比較確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路元件參數(shù)分析主電路工作原理；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、 參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社；余永權(quán)，《單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社；設(shè)計(jì)任務(wù)書 3PWM開關(guān)型功率放大器的設(shè)計(jì)√一、 設(shè)計(jì)任務(wù)常用的功率放大器為線性功放，功率管工作于線性放大區(qū)域，性能好，但功耗大。今設(shè)計(jì)一個(gè)PWM開關(guān)型交流信號(hào)功率放大器，將輸入交流電壓信號(hào)不失真地放大20倍后輸出，保持波形形狀不變。開關(guān)功率放大器也稱數(shù)字功率放大器。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)單相交流電源，額定電壓220V；放大器額定輸出功率500VA，額定輸出電壓100VAC，放大倍數(shù)為20；輸入信號(hào)：0~5VAC，信號(hào)頻率范圍：40~500Hz；盡量減小輸出信號(hào)的波形失真度；三、 設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種實(shí)現(xiàn)方案，比較確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；典型工況下的波形失真度分析。撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告四、 參考文獻(xiàn)1．王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；2． 陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社；設(shè)計(jì)任務(wù)書4晶閘管可控電抗器（TCR）電路的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)TCR型式的三相低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)主電路，實(shí)現(xiàn)沖擊性負(fù)荷的無功功率的跟隨性補(bǔ)償。二、 設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)三相交流低壓系統(tǒng)，額定電壓380V/220V；TCR額定輸出功率500kvar；三相電源電壓對(duì)稱，三相負(fù)荷平衡且對(duì)稱；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、 參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社；王兆安譯，《電力半導(dǎo)體變流電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社；設(shè)計(jì)任務(wù)書 5 晶閘管開關(guān)電容器（ TSC）電路的設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)TSC型式的三相低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)主電路，實(shí)現(xiàn)快速變化負(fù)荷的無功功率的跟隨性補(bǔ)償。二、 設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)三相交流低壓系統(tǒng)，額定電壓380V/220V；單組TSC額定輸出功率100kvar；三相電源電壓對(duì)稱，三相負(fù)荷平衡且對(duì)稱；盡量減少投切電流沖擊。三、 設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、 參考文獻(xiàn)1． 王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；2．陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社；3．王兆安譯，《電力半導(dǎo)體變流電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，機(jī)械工業(yè)出版社。設(shè)計(jì)任務(wù)書 6 直流傳動(dòng)用整流器一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)用于直流傳動(dòng)用的整流電源，使其直流輸出滿足負(fù)載工藝要求。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源：線電壓額定值380±5%，頻率：50Hz±1%；他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī):額定功率200KW，額定電壓220V，額定電流1010A，額定轉(zhuǎn)速400r/min，過載能力2.5倍額定電流（1min）,極對(duì)數(shù)p=3，有補(bǔ)償，勵(lì)磁電壓220V，勵(lì)磁電流19A。負(fù)載工藝要求：額定工作電流 900A，長(zhǎng)期;過載要求：1.5倍（1min）ο間隔兩小時(shí);電流脈動(dòng)率：在α=90 時(shí)，要求小于10%;電機(jī)空載時(shí)，直流電流必須連續(xù)。已知空載電流約為電動(dòng)機(jī)額定電流的10%。三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；鄭宏捷，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》。設(shè)計(jì)任務(wù)書 7電鍍用整流器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)電鍍用的整流電源，使其輸出電壓盡可能平穩(wěn)滿足負(fù)載參數(shù)要求。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源：線電壓額定值380±5%，頻率：50Hz;負(fù)載：額定電壓18V；額定電流3500A；最小負(fù)載電流300A;觸發(fā)電路最小控制角為30o；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》設(shè)計(jì)任務(wù)書 8 直流電力拖動(dòng)電源的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)直流電機(jī)負(fù)載參數(shù)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)用于直流電力拖動(dòng)的電源，主要完成主電路的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源變壓器原副邊額定電壓分別為380V/220V;直流電機(jī)額定值：60KW,305A,220V，電樞電阻為0.2歐姆,電感5mH；要求啟動(dòng)電流限制在500A，負(fù)載電流降至10A仍保持連續(xù)。最小控制角 αmin=30o；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；鄭宏捷，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》。設(shè)計(jì)任務(wù)書 9高頻交流電源的設(shè)計(jì)√一、設(shè)計(jì)任務(wù)輸入為工頻交流電源，輸出為一個(gè) 20KHz的交流電源，采用AC—DC—AC間接變頻方式完成主電路的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)輸入三相交流電源額定電壓為380V±10%，50Hz；輸出負(fù)載額定值：10KW,400V,20KHz；過載容量110%；直流電壓波動(dòng)系數(shù)0.1；盡量提高輸出波形質(zhì)量。三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》。設(shè)計(jì)任務(wù)書 10 電解用整流電源一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)電解用的整流電源，使其輸出電壓盡可能平穩(wěn)滿足負(fù)載參數(shù)要求。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源：三相電壓額定值10KV±5%，頻率：50Hz；負(fù)載：額定電壓600V；額定電流6000A；最大過載為110%，總效率>0.91;觸發(fā)電路最小控制角為30o；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》。設(shè)計(jì)任務(wù)書 11 高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)√一、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)電源參數(shù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)高頻直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源：電壓額定值220±10%，頻率：50Hz；輸出:穩(wěn)壓電源功率Po=1000W,電壓Uo=50V；開關(guān)頻率:100KHz電源輸出保持時(shí)間td=10ms(電壓從280V下降到250V)；三、設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種電路結(jié)構(gòu)，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路及保護(hù)電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；林渭勛等，《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》；張占松、蔡宣三，《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社。設(shè)計(jì)任務(wù)書 12 列車變頻空調(diào)用電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)√一、 設(shè)計(jì)任務(wù)在列車上，擬采用三相變頻式空調(diào)，已知 變頻器采用AC-DC-AC電路型式，且 AC-DC變換采用三相二極管橋式整流器。但是，列車上只有交流 220V電源，試設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來滿足空調(diào)的供電要求。二、 設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)交流電源，額定電壓220V；空調(diào)：額定功率2.2kW，額定電壓380VAC，三相；電路簡(jiǎn)單可靠，體積小，功耗??；三、 設(shè)計(jì)要求分析題目要求，提出2~3種實(shí)現(xiàn)方案，比較并確定主電路結(jié)構(gòu)和控制方案；設(shè)計(jì)主電路原理圖、觸發(fā)電路的原理框圖，并設(shè)置必要的保護(hù)電路；參數(shù)計(jì)算，選擇主電路元件參數(shù)；利用PSPICE、PSIM或MATLAB等進(jìn)行電路仿真優(yōu)化；撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、 參考文獻(xiàn)王兆安，《電力電子技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社；陳國呈譯，《電力電子電路》，日本電氣學(xué)會(huì)編，科學(xué)出版社。設(shè)計(jì)任務(wù)書 13 熔煉用中頻感應(yīng)加熱電源一、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)負(fù)載參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)用于熔煉用中頻感應(yīng)加熱的電源。二、設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)電源：線電壓額定值380V，頻率：50Hz±1%波動(dòng)系數(shù)：A=0.95~1.1