1、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)名稱：電力電子技術(shù)專業(yè)化：自動(dòng)化類級(jí)別：學(xué)生姓名：宜景導(dǎo)師：幕墻6月日期：2014年1月17日列表1.課程設(shè)計(jì)的目的是.2.主要技術(shù)參數(shù).3.程序的選擇和決定.3.1系統(tǒng)范圍的設(shè)計(jì)方塊圖.3.2計(jì)劃論證.3.2.1電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求3.2.2主回路選擇3.2.3選擇觸發(fā)電路3.2.4設(shè)置保護(hù)電路3.3周電路的計(jì)算.3.3.1晶閘管整流電路計(jì)算3.3.2選擇電力電子設(shè)備4.設(shè)計(jì)摘要.5.參考文獻(xiàn).附錄(電路圖、波形、元件清單).一.課程設(shè)計(jì)目的電力電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是電力電子技術(shù)課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。此外，結(jié)合理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，進(jìn)一步了解和掌握電力電子技術(shù)

2、課程的基本內(nèi)容，使學(xué)生在實(shí)際、綜合分析、理論計(jì)算、歸納整理和實(shí)驗(yàn)研究方面全面訓(xùn)練和提高自己的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題、從事科學(xué)研究的初步能力。因此，通過(guò)電氣電子工程的課程設(shè)計(jì)達(dá)到了以下幾個(gè)目的：(1)了解和掌握電力電子技術(shù)課程的基本知識(shí)，提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)的能力。2)根據(jù)學(xué)生上課時(shí)詢問(wèn)的需要，審查資料，培養(yǎng)獨(dú)立解決項(xiàng)目實(shí)際問(wèn)題的能力。3)學(xué)習(xí)設(shè)備的正常使用方法和調(diào)試過(guò)程。4)培養(yǎng)分析、總結(jié)和編寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的能力。二、主要技術(shù)參數(shù)：1、交流電源；2、電路輸出中直流電壓和電流的技術(shù)指標(biāo)符合系統(tǒng)要求。3、電路必須具有一定的電壓調(diào)節(jié)功能，并具有高過(guò)電壓和過(guò)電流阻斷防止功能。觸發(fā)電路輸出符

3、合系統(tǒng)要求。4、負(fù)荷為并聯(lián)勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)、型號(hào)、電機(jī)參數(shù)如下：類型號(hào)額定功率額定電壓額定電流額定速度最高速度Z2-32750r/min1500r/min三、班級(jí)方案的選擇和決定保護(hù)電路3.1系統(tǒng)主設(shè)計(jì)方塊圖負(fù)載電路整流電路電源觸發(fā)電路3.2演示計(jì)劃3.2.1電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求：1，電源電壓：交流220V/50Hz2，輸出額定電壓：220V3，輸出額定電流：5.1A3.2.2主回路選擇：根據(jù)主題要求正確選擇主電路形式。單相相位控制整流電路的主電路包括單相半波、單相橋完全控制、單相橋半控制等。1、單相半波可控整流電路單相半波控制整流電路的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓脈動(dòng)大，負(fù)載電流脈動(dòng)大(電阻負(fù)載時(shí))，整流

4、變壓器二次繞組有直流電流組件，核心磁化，變壓器容量未充分利用。不使用變壓器時(shí)，交流電路具有直流電流，導(dǎo)致柵格波形失真造成的額外損失。因此，單相半波相位控制整流電路僅適用于容量小、波形要求不高的情況。2、單相橋式全控整流電路該電路控制各導(dǎo)電電路，無(wú)需使用速流二極管，不可控，負(fù)載形式多樣，整流效果好，波形靈活，應(yīng)用廣泛。在變壓器二次繞組中，正負(fù)兩主電流方向相反，波形對(duì)稱，平均為零，即直流分量為零，變壓器直流磁化沒(méi)有問(wèn)題，變壓器的利用率也很高。另外，單相橋式完全控制整流電路具有輸出電流脈動(dòng)少、功率因素高的特點(diǎn)。但是，電路需要4個(gè)晶閘管，觸發(fā)一對(duì)晶閘管分時(shí)的觸發(fā)電路復(fù)雜，兩個(gè)晶閘管傳導(dǎo)時(shí)間差異難以用單

5、獨(dú)的組件電路控制。3、單相橋式半控制整流電路使用兩個(gè)晶閘管和兩個(gè)二極管的單相橋式半控制整流電路可以根據(jù)兩個(gè)晶閘管接線使用單獨(dú)的組件觸發(fā)電路，觸發(fā)電路比較簡(jiǎn)單，兩個(gè)晶閘管同時(shí)電流電壓超過(guò)0時(shí)，二極管超過(guò)電源電壓超過(guò)0時(shí)，自然轉(zhuǎn)換器的性能與單相橋式完全控制整流電路相同。因此，該電路用作本課程設(shè)計(jì)的主電路。3.2.3選擇觸發(fā)電路可供選擇的觸發(fā)電路包括同步信號(hào)為鋸齒觸發(fā)電路、同步信號(hào)為正弦觸發(fā)電路、KC04集成相移觸發(fā)器。1、同步信號(hào)是鋸齒波觸發(fā)電路。默認(rèn)鏈接：脈沖形成和放大鏈路鋸齒波形成和脈沖相移鏈路同步鏈接強(qiáng)觸發(fā)脈沖形成鏈路雙窄脈沖形成鏈路2、正弦波觸發(fā)電路的同步信號(hào)(1)三個(gè)基本鏈接：同步相移脈

6、沖形成整形脈沖放大器輸出3.KC04集成相移觸發(fā)器同步，形成鋸齒波，相移，形成脈沖脈沖輸出和其他電路部分集成觸發(fā)電路受到外部干擾的保護(hù)，強(qiáng)度高，因此使用集成觸發(fā)電路。3.2.4設(shè)置保護(hù)電路除了在電力電子設(shè)備電路中選擇適當(dāng)?shù)碾娏﹄娮釉O(shè)備參數(shù)和良好的驅(qū)動(dòng)器電路設(shè)計(jì)外，適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、du/dt保護(hù)和di/dt保護(hù)也是必不可少的。(1)過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)是指通過(guò)晶閘管兩端的電壓值超過(guò)晶閘管正常運(yùn)行時(shí)可承受的最大電壓Um的過(guò)電壓。過(guò)電壓的原因通常是在突然切斷靜電感應(yīng)、閃電或感應(yīng)電路的電流時(shí)電磁感應(yīng)。其中，在雷擊引起的過(guò)電壓的情況下，為了保護(hù)變壓器本身的安全，必須將避雷器連接到變壓器的第

7、一側(cè)。突然切斷電感電路的電流時(shí)，電磁感應(yīng)引起的過(guò)電壓通常發(fā)生在交流側(cè)、直流側(cè)和設(shè)備上。1.交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓生成過(guò)程：電源變壓器第一側(cè)突然拉閘，使變壓器的勵(lì)磁電流突然中斷，鐵芯的磁通量在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了很大變化，在變壓器第二部分檢測(cè)到高瞬時(shí)電壓。保護(hù)方法：遮擋保護(hù)2.直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓生成過(guò)程：橋式臂的晶閘管在傳導(dǎo)狀態(tài)下突然通過(guò)熔斷器將快速熔斷器傳送到熔斷器時(shí)，直流電壓存儲(chǔ)能量的釋放導(dǎo)致回路輸出側(cè)的過(guò)電壓。保護(hù)方法：遮擋保護(hù)(2)過(guò)流保護(hù)電源電子電路工作不正?；虺霈F(xiàn)故障可能導(dǎo)致過(guò)電流現(xiàn)象。過(guò)電流負(fù)載和短路。普通電力電子同時(shí)采用多種過(guò)電壓保護(hù)措施，提高保護(hù)的可靠性和合理性。選擇多種保護(hù)措施

8、時(shí)要注意相互協(xié)調(diào)。一般來(lái)說(shuō)，電子電路是第一個(gè)保護(hù)措施，快速熔斷器在短路時(shí)僅在部分區(qū)域斷開(kāi)的保護(hù)，直流高速斷路器在電子電源操作后保護(hù)，過(guò)流繼電器在過(guò)載時(shí)工作。選擇快速熔化時(shí)，必須考慮以下因素：1、電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)熱熔后實(shí)際扣除的電壓確定。2、電流容量應(yīng)根據(jù)主電路的訪問(wèn)方式和主電路的連接方式來(lái)確定。緩存通常與電源半導(dǎo)體元件串聯(lián)，即使在小容量裝置中，也可以與閥側(cè)交流總線或直流總線串聯(lián)。3、快速熔膠的It值必須小于保護(hù)裝置的允許It值。4、為了防止熔體在正常過(guò)載情況下熔化，必須考慮相應(yīng)的時(shí)間電流特性。快速熔化裝置的保護(hù)方法分為全保護(hù)和短保護(hù)兩種。“完全保護(hù)”受超負(fù)荷或短路的高速熔化保護(hù)，僅在低功耗設(shè)備或

9、設(shè)備使用毛利較大的情況下適用。短路保護(hù)方法與其他過(guò)流保護(hù)措施配合使用，前提是快速熔體在短路電流較大的地區(qū)起到保護(hù)作用。保險(xiǎn)絲是最簡(jiǎn)單的過(guò)流保護(hù)因素，但最常見(jiàn)的保險(xiǎn)絲因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲特性不合適，很可能保險(xiǎn)絲燒斷后保險(xiǎn)絲還沒(méi)有保險(xiǎn)絲，快速熔斷器具有良好的快速熔斷器特性，在電流發(fā)生的情況下，可以通過(guò)保險(xiǎn)絲及時(shí)起到保護(hù)作用。最好的方法是直接對(duì)晶閘管元素進(jìn)行串行高速熔化。流動(dòng)熔化電流與晶閘管中的電流相同，因此最好地保護(hù)了組件。(3)電流上升率di/dt抑制晶閘管首次開(kāi)通時(shí)，電流集中在接近柵極電極的陰極表面的較小區(qū)域，以局部電流密度高，然后以0.1mm/s的擴(kuò)展速度將電流擴(kuò)展到整個(gè)陰極面，由于晶閘管開(kāi)通時(shí)電流上

10、升率di/dt過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)擊穿，因此，必須將晶閘管的電流上升率限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。有效的方法是從晶閘管的陽(yáng)極電路序列化到電感。圖：串聯(lián)電感抑制電路(4)電壓上升率dv/dt抑制添加到晶閘管的正向電壓上升率dv/dt也必須受到限制。如果dv/dt過(guò)大，則晶閘管聯(lián)接電容器的存在會(huì)導(dǎo)致更多的位移電流，實(shí)際上，晶閘管正向阻塞能力下降，嚴(yán)重的情況下還會(huì)導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)。為了抑制Dv/dt，可以在晶閘管的兩端并行運(yùn)行R-C電阻吸收電路。如圖所示：3.3周電路計(jì)算3.3.1晶閘管整流電路計(jì)算(1)整流變壓器電壓和容量計(jì)算變壓器二次側(cè)相電壓計(jì)算：檢查表單上半控制橋A=0.9，U2=275-330V，300

11、V二次相位電流和一次相位電流計(jì)算：變壓器容量計(jì)算：(2)整流元件計(jì)算晶閘管額定電壓：晶閘管額定電流計(jì)算：(3)反應(yīng)堆參數(shù)計(jì)算要獲得直流負(fù)載平滑的直流電流，通常將帶氣隙的核心反應(yīng)器Ld(扁平波反應(yīng)器)串聯(lián)連接到整流輸出電路。其主要參數(shù)是通過(guò)核反應(yīng)堆的電流，一般而言是已知的，因此反應(yīng)器參數(shù)計(jì)算主要是計(jì)算電感的量。(1)使輸出電流連續(xù)的臨界電感計(jì)算：(2)限制輸出電流脈動(dòng)的電感量計(jì)算：(3)電動(dòng)機(jī)電感LD和變壓器泄漏電感給定載荷參數(shù)：計(jì)算：計(jì)算：(4)實(shí)際串聯(lián)電抗器電感因此，在半波核反應(yīng)堆中串聯(lián)使用的電感值。(4)過(guò)電壓保護(hù)1.交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)措施：使用組容量保護(hù)。保護(hù)在變壓器二次并聯(lián)電阻r和電容c

12、。參數(shù)計(jì)算：因?yàn)槿萘縞耐壓2.直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)措施：可以采用與交流側(cè)保護(hù)相同的方法使用電阻保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)。但是，使用阻擋式保護(hù)可能會(huì)影響系統(tǒng)的快速屬性和di/dt增長(zhǎng)。因此，一般不使用阻擋層保護(hù)，過(guò)電壓保護(hù)只使用壓敏電阻。參數(shù)計(jì)算：壓敏電阻的公稱電壓，因?yàn)?，郵報(bào)(5)過(guò)流保護(hù)快速熔斷器(快速熔斷器)具有較短的阻塞時(shí)間和良好的保護(hù)性能，是當(dāng)前最常用的保護(hù)手段。快速熔斷器可以直接與直流側(cè)、交流側(cè)和晶閘管排成行。3.3.2選擇電力電子設(shè)備在上述條件下，決定選擇KP-10晶閘管選擇2CZ14D型二極管。選擇MY31-600/5壓敏電阻選擇RLS-10熔斷器四。課程摘要本周老師組織我們進(jìn)行了講座設(shè)計(jì)

13、，有單相半控制整流電路在電力電子技術(shù)方面的應(yīng)用，感到很多！結(jié)果，由于學(xué)習(xí)了六個(gè)月，現(xiàn)在是作見(jiàn)證的時(shí)候了。老是不實(shí)習(xí)，很生疏！希望以后以這種方式實(shí)踐的機(jī)會(huì)更多！通過(guò)這次實(shí)踐，我真的學(xué)到了很多東西，檢查問(wèn)題的能力也增加了，耐心也比以前好多了，希望以后能有更多的這樣的機(jī)會(huì)，學(xué)到更多的東西，更加努力地學(xué)習(xí)電子這一科目，為未來(lái)而努力！一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這次課程設(shè)計(jì)不僅教會(huì)了我所學(xué)的知識(shí)，還教會(huì)了我如何做一件事，如何做一件事，如何完成一件事。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)們一起進(jìn)行分工設(shè)計(jì)，與同學(xué)們討論，互相學(xué)習(xí)，互相監(jiān)督。學(xué)習(xí)合作，學(xué)習(xí)運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略，學(xué)會(huì)寬容，理解，學(xué)會(huì)做人。這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體會(huì)到獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力和綜合利用知識(shí)的能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，強(qiáng)調(diào)自己的勞動(dòng)成果，發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)平