Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Методические указания

по курсовому проектированию «Полупроводниковая преобразовательная техника» для студентов специальностей 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов и 100401 «Электроснабжение промышленных предприятий» очной и заочной форм обучения

Тюмень 2002

Утверждено редакционно – издательским советом Тюменского Государственного Нефтегазового Университета.

Составители: к.т.н., доцент П.Т. Семченко

асс. Е.В. Дегтярева

 Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет, 2002

1. Общие положения

Курсовое проектирование в процессе обучения студентов в ВУЗе является одним из важных звеньев, подготавливающих студента к заключительному этапу его обучения - дипломного проектирования.

Целью курсовой работы по «Полупроводниковой преобразовательной технике» является закрепление и углубление знаний, полученных студентом по данной дисциплине и применение этих знаний, а также знаний, приобретенных в процессе научно-исследовательской работы студентов, при решении конкретных технических задач.

При выполнении курсовой работы, студент должен стремиться отразить научный и технический прогресс в данной отрасли, использовать новейшие теоретические основы расчета, придерживаться стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), дающей возможность овладеть основами промышленного проектирования.

При собеседовании студент должен коротко и убедительно отвечать на вопросы, уметь обосновать и защищать предложенные им решения. Студент при этом должен свободно ориентироваться во всех выполненных расчетах, знать величины входящие в расчетные формулы, помнить исходные данные, знать принцип работы и конструкцию разработанных или выбранных им преобразовательных устройств, а также отдельных их узлов.

Задача курсовой работы состоит в разработке функциональной и принципиальных схем управляемого тиристорного выпрямителя и расчете элементов схемы трехфазного мостового тиристорного управляемого выпрямителя, его энергетических параметров и характеристик, разработке функциональной и принципиальной схем системы управления выпрямителем (СУВ).

Оценка курсовой работы слагается из уровня теоретической, научной и практической подготовке студента, качества выполненных им расчетов, чертежей, а также умения при собеседовании кратко и ясно излагать сущность решенных в работе задач и обосновывать принятые им решения.

2. Содержание и объем курсовой работы.

Курсовая работа должна состоять из пояснительной записки и чертежей, являющихся приложением к ней.

Пояснительная записка должна иметь следующую примерную структуру и содержание отдельных разделов:

1. Аннотация.

В ней излагается краткое (не более 5-6 строк) изложение курсовой работы с обязательным указанием объема пояснительной записки и чертежей, а также числа: рисунков и иллюстраций, таблиц и наименований используемой литературы, а также ключевые слова.

2. Оглавление.

В нем указывается перечень разделов и подразделов и других составных частей пояснительной записки.

3. Введение.

В нем должны найти отражение: роль полупроводниковых преобразовательных устройств и их задачи в автоматизированном электроприводе и системах автоматики современного производства и в нефтяной и газовой промышленности; цель и задачи курсовой работы. Объем введения – не более 1-2 стр. машинописного или рукописного текста.

4. Разработка структурной и функциональной схем.

В данном разделе на основании задания, а также выполненного обзора технической и научной литературы, должны быть четко сформулированы требования, предъявляемые к управляемому выпрямителю (УВ) и его место в системе электропривода постоянного тока и с учетом их представляется структурная схема, которая определяет основные функциональные узлы УВ , их назначение и взаимосвязи. Выбор функциональных частей должен быть обоснован.

Структурные схемы разрабатывают на стадии проектирования изделий, предшествующих разработке схем других типов и используются ими для общего ознакомления с системой (изделием).

При разработке функциональной схемы следует помнить, что она разъясняет определенные процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях системы (изделия) или в системе (изделии) в целом. Так как этой схемой пользуются обычно при наладке, контроле и ремонте, то необходимо описать принцип работы системы (изделия).

Прежде чем приступить к описанию и представлению структурной и функциональной схем, необходимо изучить правила графического оформления электрических схем [4, т.1. стр. 30-69].

В зависимости от задания, по согласованию с руководителем, в курсовой работе могут быть представлены обе схемы, либо одна из них.

Структурная и функциональная схемы выполняются на отдельных листах расчетно – пояснительной записки, а также на чертежах в приложении к ней. Схемы должны нести необходимую информацию о принципиальном содержании разрабатываемого устройства, об основных связях между отдельными функциональными узлами. Объем данного раздела 2-3 стр. машинописного текста.

В процессе работы над этим разделом необходимо изучить материалы изложенные в [3, стр. 329-376; 2, стр. 71-100; 5, стр. 43-80].

5. Разработка принципиальной электрической схемы тиристорного управляемого выпрямителя.

В этом разделе в зависимости от заданной темы курсовой работы необходимо обосновать следующие вопросы:

1. Выбор и описание принципа работы тиристорного УВ при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки с достаточным приведением осциллограмм и основных соотношений и характеристик, отражающих его работу. [1, c.317-353; 2, c.73-122].

2. Выбор и обоснование элементов защиты тиристоров выпрямителя.[2, c.98-100; 3, c.17-20].

3. Энергетические параметры и характеристики тиристорного УВ. [2, c. 76-85; 1, c.340-345; 350-353].

1. Разработка принципиальной электрической схемы системы управления УВ.

   1. Выбор и обоснования системы управления УВ. Выбор и обоснование системы импульсно-фазового управления (СИФУ) производят на основании обзора технической, учебной и справочной литературы.[1, c.379-392; 3, c.212-227].

   2. Разработка функциональной схемы системы управления УВ.[3, c.227-238; 5, c.63-69; 2, c.100-104; 1, c.379-392].

   3. Принципиальная электрическая схема системы импульсно-фазового управления выпрямителя (СУВ).

Описание принципа работы СИФУ должно сопровождаться осциллограммами, поясняющими принцип работы отдельных ее функциональных узлов и раскрывать их назначение.[5, c.63-67]. Полная принципиальная электрическая схема УВ выполняется на отдельном листе, приводится в записке и в приложении к ней. Условные графические обозначения элементов схемы показываются в соответствии с ГОСТом.

7. Расчетная часть

Расчет тиристорного управляемого выпрямителя. В соответствии с заданием на курсовое проектирование в записке должен быть выполнен электрический расчет трехфазного мостового тиристорного управляемого выпрямителя, который должен включать в себя:

• Расчет требований к вентилям (тиристорам) и выбор их.[2, c.76-82]. Выбор типов тиристоров целесообразно производить по справочнику.[6].

• Расчет требований к согласующему силовому трансформатору и выбор его типа.[2, c.76-82]. Выбор типа силового трансформатора можно произвести по справочнику.[4,т2 c.59-103]. При выборе типа трансформатора необходимо обратить особое внимание на величину напряжения к.з. трансформатора, выраженную в процентах. Она понадобится в дальнейшем при расчете внешней характеристики УВ.

• Расчет регулировочной характеристики производят для случая активно-индуктивной (L_н→∞) и активной нагрузок. Зависимость U_d = f(α) строят в абсолютных величинах.

• Расчет внешней (нагрузочной) характеристики УВ. Его производят по методике изложенной в [2, c.78-83]. Внешние характеристики строят в относительных и абсолютных величинах для нескольких значениях угла регулирования (α = 0, α = 30, α = 60).

8. Описание полной принципиальной электрической схемы УВ.

В этом разделе кратко описывается состав УВ и назначение его основных блоков и элементов. На рассчитанные в курсовой работе элементы составляется спецификация, которая должна быть представлена в приложении пояснительной записки.

9. Заключение.

В этом разделе должны быть сделаны основные выводы

по выполненной работе, приведены соображения по совершенствованию спроектированного тиристорного управляемого выпрямителя с учетом современных достижений техники и научных публикаций. Объем заключения не более 1-2 стр.

10. Список литературы, используемой при разработке проекта.

Его помещают в конце записки под заголовком «Литература». Его составляют с точными указаниями: фамилий и инициалов авторов, название издательства, места и года издания и страниц, на которые в проекте сделаны ссылки. Общий объем пояснительной записки 20-25 стр.

11. Графическая часть.

Выполняется общим объемом на одном листе А24. Она является приложением записки. В состав графической части должны входить следующие чертежи:

• Структурная или функциональная схема УВ;

• Принципиальная электрическая схема;

• Рассчитанные характеристики (регулировочная, внешняя).

Допускается представление машинной графики на меньшем формате листов.