МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал УГНТУ в г. Салавате

Кафедра «Электрооборудование и автоматика

промышленных предприятий»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ

ПОСОБИЕ

к выполнению курсового проекта по дисциплине

«Силовая электроника»

Направление подготовки: 140400 – «Электроэнергетика и электротехника»

Профили: «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» и «Менеджмент и маркетинг в электроэнергетике»

Уфа

2012

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов направления подготовки 140400 – «Электроэнергетика и электротехника», профили «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике».

Учебно-методическое пособие содержит требования к оформлению и содержанию курсового проекта, указания к выполнению разделов и примерные темы курсовых проектов.

Составители: Минлибаев М.Р., доцент, канд. физ-мат.наук

Хисматуллин А.С., ст.преп., канд. физ-мат.наук

Рецензенты: Захаров Н.М., зав каф. ОПНН, доцент, канд. техн. наук

Галиев А.Л., директор филиала ФГБОУ «УГАТУ»

в г. Стерлитамак, д.т.н., профессор

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………..	4
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА…..	6
1 ОПИСАНИЕ СИЛОВОЙ СХЕМЫ И ПРОЦЕССОВ ЕЕ РАБОТЫ………	7
2 РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ КОММУТАЦИИ ВЫПРЯМИТЕЛЯ…………….	11
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРА………….	17
4 РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫПРЯМИТЕЛЯ…………………………..	19
4.1 Внешние характеристики…………………………………………...	19
4.2 Регулировочные характеристики…………………………………...	20
4.3 Энергетические характеристики (коэффициенты мощности и полезного действия)……………………………………………………..	21
5 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВЕНТЕЛЕЙ В ПЛЕЧЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ…….	25
5.1 Общие положения…………………………………………………...	25
5.2 Расчёт количества последовательно включённых вентилей в плече мостового выпрямителя………………………………………….	26
5.3 Расчёт количества параллельно включённых вентилей в плече мостового выпрямителя…………………………………………………	28
6 РАСЧЕТ УСЛОВИЙ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЕНТЕЛЕЙ ВЫПРЯМИТЕЛЯ……………….	30
7 РАСЧЕТ ИНДУКТИВНОСТИ ЦЕПИ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА……..	39
8 РАСЧЕТ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ПРИ МАКСИМАЛЬНОМ ВЫБРАННОМ ЗНАЧЕНИИ УГЛА УПРАВЛЕНИЯ...	42
9 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯ……………………….	45
10 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА	48
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ЗАЩИТЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА…………………………………………………........	51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………	53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………	54

Введение

Преобразовательная техника относится к быстроразвивающейся области силовой электроники. Современные достижения в этой области оказывают большое влияние на технический прогресс в большинстве отраслей народного хозяйства. Эти достижения основываются на быстрых темпах развития современных силовых полупроводниковых приборов и микропроцессорной электронной техники их управления.

Одним из основных направлений использования силовой электроники стал электропривод. Для электропривода постоянного тока разработаны выпрямительные преобразовательные агрегаты, которые широко применяются в различных отраслях промышленности и транспорта.

Целью настоящего пособия является приобретение студентами навыков самостоятельного расчёта параметров однофазного выпрямителя и анализа электромагнитных процессов его работы.

Перед выполнением расчёта студент должен изучить соответствующие разделы теории выпрямителей по рекомендуемой литературе [1, 2].

В расчётной части проекта студент должен выполнить следующее:

1) выбор силовой схемы однофазного выпрямителя, её обоснование и описание работы;

2. расчет процессов коммутации токов вентилей выпрямителя;

3. расчет основных параметров трансформатора;

4. расчет и построение характеристик выпрямителя;

5. расчет количества вентилей в плече выпрямителя;

6) расчет условий охлаждения и параметров радиатора (охладителя) вентилей;

7) расчет индуктивности цепи выпрямленного тока;

8. расчет условий нормального функционирования выпрямителя при максимально выбранном значении угла управления

9. разработку функциональной схемы системы управления тиристорами выпрямителя.

В графической части проекта студент должен изобразить силовую схему выпрямителя и блочную функциональную схему его управления, а также временные диаграммы электромагнитных процессов работы выпрямителя и графики его характеристик.

Для успешного выполнения курсового проекта, помимо рекомендуемой литературы, в конце пособия приведены вопросы для подготовки к выполнению и защите проекта.

Общие требования к оформлению курсового проекта

Самостоятельное выполнение курсового проекта является важным этапом профессиональной подготовки специалиста по силовой электронике и электроприводу.

Расчётно-пояснительная записка курсового проекта выполняется на листах формата А4 с полями: 30 мм - слева, 15 мм - справа, 20 мм - сверху и снизу.

Записка должна содержать подробный ход расчёта выпрямителя, обоснование выбранных и рассчитанных параметров, эскизы и свободные данные расчёта его элементов.

В каждом разделе проекта необходимо сделать запись исходных данных и привести формулы, которые должны быть обоснованы краткими комментариями.

При расчёте параметров выпрямителя подстановка численных значений в окончательную формулу является обязательной. После выполнения расчёта записывается ответ с указанием единицы измерения.

Точность расчёта будет считаться приемлемой, если число после запятой будет содержать не менее двух значащих цифр.

В серии однотипных расчётов первый расчёт должен быть выполнен полностью, а результаты остальных надо свести в таблицу.

Однотипные расчёты большого объёма и построение графиков желательно выполнять на компьютере с оформлением, соответствующим требованиям стандарта.

Графическая часть проекта должна быть выполнена на листах формата А4. А графики должны иметь координатную сетку с указанием соответствующих параметров и их размерностей. Деление на осях желательно выбирать из ряда 1·10ⁿ, 2·10ⁿ или 5·10ⁿ, где n - любое целое число.

Чертежи должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 2.423-68 «Правила выполнения электротехнических чертежей и радиотехнических изделий».

Титульный лист курсового проекта должен быть оформлен в соответствии с ГОСТ 2.105-95. Задание на курсовой проект вкладывается за титульным листом, а за ним - содержание проекта.