Цель курсовой работы
Основной целью выполнения курсовой работы по дисциплине «Силовая электроника в системах управления и контроля» является приобретение студентами практических навыков в выборе и расчете параметров полупроводниковых приборов и других компонентов силовых электронных устройств (СЭУ), самостоятельного решения задач по разработке и анализу (расчету) схем СЭУ. Курсовая работа предусматривает выбор и расчет силовых устройств на основе полупроводниковых приборов, а также разработку схем систем управления, защиты различных СЭУ и выбор элементов в соответствии с расчетными параметрами.
Выполнение курсовой работы позволяет определить степень усвоения студентами полученных на теоретических занятиях знаний и способствует более глубокому усвоению материала.
По выбранной теме руководитель (консультант) курсовой работы корректирует (устанавливает) объем и содержание разделов работы, дает рекомендации по подбору литературы.
Тематика курсовых работ
Тематика курсовых работ отражает реальные задачи, решаемые в силовой электронике и охватывает все основные вопросы, рассматриваемые по учебной программе. Кроме типовых, студентам могут быть предложены темы, связанные с выполнением научных студенческих работ, дипломных проектов или по тематике предприятия, которое сотрудничает с кафедрой. Во всех таких случаях подробное техническое задание и объем курсовой работы определяется консультантом.
2.1 Перечень тем курсовых работ
В качестве тем курсовых работ предлагаются следующие:
Выпрямители (диодные) однофазного переменного тока.
Выпрямители (диодные) трехфазного переменного тока.
Управляемые (тиристорные) выпрямители однофазного переменного тока.
Управляемые (тиристорные) выпрямители трехфазного переменного тока.
Автономные однофазные инверторы (АИ).
Устройства управления (регулирования) тиристорных выпрямителей.
Понижающие широтно-импульсные регуляторы (ШИР) постоянного напряжения.
Повышающие ШИР постоянного напряжения.
Устройства быстродействующей защиты СЭУ.
Микропроцессорные устройства контроля параметров СЭУ.
Технические задания по темам
3.1
Входные и выходные параметры по теме
№1: однофазная промышленная (бортовая)
сеть переменного тока 50 Гц (400 Гц);
напряжение сети Uсп=220B±10%
(
В);
приведенное активное сопротивление
сетиrс=0.005Ом
(rб=0.01Ом).
Выходные параметры по вариантам приведены
в таблице 3.1.
Таблица 3.1
|
Варианты |
Uвых(Uн),В |
Rн,Ом |
КПД (η) при Uн max |
Коэфф. пульсации КПU |
Первичная сеть переменного тока |
|
1.1 |
100 |
1.5 |
≥0.95 |
0.05 |
промышленная |
|
1.2 |
24 |
1.2 |
≥0.96 |
0.02 |
бортовая |
|
1.3 |
500 |
5 |
≥0.92 |
0.04 |
промышленная |
|
1.4 |
36 |
1.2 |
≥0.92 |
0.03 |
бортовая |
Литература: 1,2,3,8,13,14,17,20,21,24.
3.2
Входные и выходные параметры по теме
№2: трехфазная промышленная (бортовая)
сеть переменного тока 50 Гц (400 Гц);
напряжение сети Uсп=220/380B±10%
(
);
активное сопротивление каждой фазы
сетиrс=0.005Ом
(rб=0.008Ом).
Выходные параметры по вариантам приведены
в таблице 3.2.
Таблица 3.2
|
Варианты |
Uвых(Uн),В |
Rн,Ом |
КПД (η) при Uн max |
Коэфф. пульсации КПU |
Первичная сеть переменного тока |
|
2.1 |
48 |
1.2 |
≥0.96 |
0.01 |
бортовая |
|
2.2 |
620 |
5 |
≥0.91 |
0.025 |
промышленная |
|
2.3 |
96 |
3.2 |
≥0.97 |
0.015 |
бортовая |
|
2.4 |
240 |
1.2 |
≥0.94 |
0.03 |
промышленная |
Литература: 1,2, 8,13,14,17,18,20,21,24.
3.3
Входные и выходные параметры по теме
№3: однофазная промышленная (бортовая)
сеть 50 Гц (400 Гц); напряжение промышленной
сети Uсп=220B±10%,
бортовой (
В);
приведенное активное сопротивление
сетиrс=0.008Ом
(rб=0.012Ом).
Выходные параметры по вариантам приведены
в таблице 3.3.
Таблица 3.3
|
Варианты |
Uвых(Uн),В |
Rн,Ом |
КПД (η) при Uн max |
Коэфф. сдвига KСД при Uн max
|
Режим цепи нагрузки |
Первичная сеть переменного тока |
|
3.1 |
120÷190 |
4 |
≥0.92 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
промышленная |
|
3.2 |
24÷48 |
2 |
≥0.9 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
бортовая |
|
3.3 |
24÷36 |
1.8 |
≥0.91 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
бортовая |
|
3.4 |
240÷450 |
8 |
≥0.96 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
промышленная |
Литература: 1,2, 3,8,9,10,13,14,17,18.
3.4 Входные и выходные параметры по теме №4: трехфазная промышленная сеть переменного тока 50 Гц; напряжение сети Uс=220/380В ± 10%; приведенное активное сопротивление каждой фазы сети rс=0.008Ом. Выходные параметры по вариантам приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4
|
Варианты |
Uвых(Uн),В |
Rн,Ом |
КПД (η) при Uн max |
Коэфф. сдвига KСД при Uн max
|
Режим цепи нагрузки |
|
4.1 |
96÷124 |
1.0 |
≥0.95 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
|
4.2 |
600÷960 |
2.0 |
≥0.9 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
|
4.3 |
120÷480 |
2.2 |
≥0.91 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
|
4.4 |
48÷96 |
1.2 |
≥0.92 |
≥0.8 |
непрерывного тока |
Литература: 1,2,3, 8,13,14,17,18.
3.5 Входные и выходные параметры по теме №5: параметры источников питания постоянного тока (ИПТ) и выходные параметры однофазных автономных инверторов тока (АИТ), напряжения (АИН) и резонансных (АИР) по вариантам приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5
|
Варианты |
Параметры ИПТ |
Параметры автономных инверторов | |||||
|
Uвх(Eвх), В |
RИПТ, Ом |
Частота (fвых), кГц |
Мощность Pвых(Pн), кВт |
Rн, Ом |
КПД (η) |
Тип АИ и силов. полупр. прибора (СПП) | |
|
5.1 |
360 |
0.04 |
0.8 |
24 |
6 |
≥0.9 |
АИТ, тиристор |
|
5.2 |
200 |
0.06 |
0.4 |
10 |
3.4 |
≥0.92 |
АИН, IGBT |
|
5.3 |
50 |
0.1 |
1.0 |
10 |
2 |
≥0.9 |
АИН, MOSFET |
|
5.4 |
520 |
0.08 |
2.5 |
50 |
3.2 |
≥0.94 |
АИР, тиристор |
Литература: 1, 5,6, 8,11,12,13,14,17,18,19.
3.6
Входные и выходные параметры по теме
№6: однофазная (1F) и трехфазная (3F)
промышленная (бортовая) сеть переменного
тока 50 Гц (400 Гц); напряжение сети
Uсп(lF)=220B±10%,
В,
Uсп(3F)=220/380B
± 10%; параметры выпрямителей по вариантам
приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6
|
Варианты |
Схема выпрямителя, сеть переменного тока |
Диапазон угла регул. (β),°эл. |
Вид управления (регулирования) |
Тип и число тиристоров |
|
6.1 |
с «0» выводом, промышленная 1F |
0÷90 |
симметричное |
ТО 25 (2) |
|
6.2 |
мостовая, бортовая 1F |
0÷120 |
симметричное |
ТЧ 40 (4) |
|
6.3 |
мостовая, промышленная 1F |
0÷110 |
симметричное |
Т800 (6) |
|
6.4 |
с «0» выводом, промышленная 3F |
0÷60 |
симметричное |
Т200 (3) |
Литература: 1,2,3,4,7,8,9,18,19.
3.7 Входные и выходные параметры по теме №7: источник постоянного тока (ИПТ) с напряжением Uвх(Eвх) и внутренним сопротивлением rипт, значения которых, а также выходные параметры ШИР по вариантам приведены в таблице 3.7.
Таблица 3.7
|
Вариан ты |
Параметры ИПТ |
Параметры ШИР | ||||
|
Uвх(Eвх), В |
rипт, Ом |
Uвых(Uн),В |
Rн, Ом
|
Коэфф. пульсац. KП при Uн min |
КПД (η) при Uн max | |
|
7.1 |
48 |
0.1 |
12÷24 |
2.4 |
≤0.08 |
≥0.9 |
|
7.2 |
36 |
0.05 |
9÷15 |
1.5 |
≤0.03 |
≥0.92 |
|
7.3 |
96 |
0.01 |
24÷36 |
1.8 |
≤0.05 |
≥0.94 |
|
7.4 |
24 |
0.08 |
5÷12 |
1.0 |
≤0.01 |
≥0.92 |
Литература: 1, 3,4, 8,9,10,12,14,18,19.
3.8 Входные и выходные параметры по теме №8: источник постоянного тока (ИПТ) с напряжением Uвх(Eвх) и внутренним сопротивлением rипт, значения которых, а также выходные параметры ШИР по вариантам приведены в таблице 3.8.
Таблица 3.8
|
Варианты |
Параметры ИПТ |
Параметры ШИР | ||||
|
Uвх(Eвх), В |
rипт, Ом |
Uвых(Uн),В |
Rн, Ом
|
Коэфф. пульсац. KП при Uн min |
КПД (η) при Uн max | |
|
8.1 |
3 |
0.002 |
2.8÷12 |
2.4 |
≤0.08 |
≥0.92 |
|
8.2 |
12 |
0.01 |
8÷36 |
3.0 |
≤0.06 |
≥0.91 |
|
8.3 |
18 |
0.02 |
12÷36 |
1.8 |
≤0.04 |
≥0.9 |
|
8.4 |
5 |
0.05 |
4÷12 |
4.0 |
≤0.03 |
≥0.94 |
Литература: 1,3,4, 8,9,10,12,14,18,19.