電力電子技術(shù)第二章答案南航

1、2-1題圖2-1為帶有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路，大電感負(fù)載保證電流連續(xù)。試證明輸出整流電壓平均值U d 2U 2 1 cos:兀2,并畫(huà)出控制角為a時(shí)的輸出整流電壓Ud、晶閘管承受電壓 Ut的波形。T解:當(dāng) U2>0,當(dāng) Ug= 0 時(shí)，T 不導(dǎo)通。Ut = U2, Ud= 0當(dāng)有Ug, T被導(dǎo)通時(shí)，續(xù)流二極管承受正向壓降導(dǎo)通Ud= U2, Ut=0由波形知，輸出整流電壓平均值為Udf、2U 21 cos-兀*22-2上題中，U2=220V , R=10 Q,要求輸出整流電壓平均值 030V連續(xù)可調(diào)。試求控制 角a，導(dǎo)通角0的變化范圍，選擇晶閘管定額并計(jì)算變壓器次級(jí)容量。解：Ud

2、12 二U2=0時(shí)，對(duì)應(yīng)max2220 1 COS ： max0 二COS ： max 一 -1:max 二 180U2-30V時(shí)，對(duì)應(yīng):min2 220 1 COS ： min30 二COS：min =-0.39:mn =113.2的變化范圍113.2180V - 180-，取max= 180 ,-min = 0取' min= 113.2，為ax =66.8晶閘管承受正反間電壓最大值為、.2U 2晶閘管流過(guò)電流有效值n -ot"=:2 二 R二- U d180 113.2只考慮min的情況36030x10= 1.2923A電源容量 S=U2I2=220 1.2923 =28

3、4.31(VA)選擇晶閘管時(shí)留出裕量電流:Iv =(1.5 2)1.2923 =1.23 1.65(A),取整得 2A1.57電壓:U rrm =(2 3) .2U2 =622.3 933.4(V),取整得 1000V .選晶閘管定額 lTav =2A,UrrM = 1000V2-3具有變壓器中心抽頭的單相雙半流可控整流電路如圖所示ud2Sin td , 1 2Ua-cos.= 2U21 COS：2jt&5、晶閘管承受(2) 試?yán)L出a =45。時(shí)電阻性負(fù)載及大電感負(fù)載下，輸出整流電壓 的電壓Ut的波形。解：變壓器次級(jí)在電源電壓的分析：T1T2共陰，U2正半周期a =45 °

4、， Ti導(dǎo)通，電流經(jīng)、Ti R回到，T2不導(dǎo)通， Ud=U2, U2過(guò)零，Ti關(guān)斷，Ud=O, U2負(fù)半周期，T2承受正向電壓。過(guò)零時(shí)Ti關(guān)斷，T2尚未開(kāi)，則Uti承受U2電壓，T2開(kāi)后，Ut2承受2U2,又過(guò)零T2關(guān), Ti尚未觸發(fā)，承受U2。電阻負(fù)載332-6題圖2-6單相橋式全控整流電路大電感負(fù)載，已知U2=i00V , R=i0 Q , a =45°(1) 負(fù)載端不接續(xù)流二極管D，計(jì)算輸出整流電壓、電流平均值及晶閘管電流有效值。(2) 負(fù)載端接續(xù)流二極管D，計(jì)算輸出整流電壓、電流平均值及晶閘管、續(xù)流二級(jí)管 電流有效值。畫(huà)出 Ud、id、斤、iD及變壓器次級(jí)電流i2的波形。2U

5、rileTi-433解：(i)負(fù)載端不接續(xù)流二極管3u2ud|T1、4|T2、3UdId63=6.36A101_ 2 22U 2 sin td C t)U2cos 好0.9 100 cos45 = 63.64VItJi二.2 二 I1I d6.36 = 4.5 Av2負(fù)載端接續(xù)流二極管(2)兀 + COSUd2U?si n td t 二、2戌-JI c(JI二、2 100 1 COS45 = 76.85Vji76.85二 7.69A10JIJI2二t =2-二 7.694 = 4.71ADd二 /4-7.69 二 3.84A2二 7.68二 3.84A= 0.9U21 COS-：1 :- 2匸

6、ddst2-8單相橋式半控整流電路，由220V經(jīng)變壓器供電，負(fù)載為大電感性并接有續(xù)流二極管。要求輸出整流電壓 2080V連續(xù)可調(diào)，最大負(fù)載電流為20A，最小控制角a min=30°。試計(jì)算晶閘管、整流管、續(xù)流二極管的電流有效值以及變壓器容量。解：?jiǎn)蜗鄻蚴桨肟卣麟娐?mn =30，U d =80V代入得U 2二Ud8095.27V0.451 cos：* 0.45 1 cos30當(dāng)U d二20V時(shí)，其對(duì)應(yīng):-max20 =0。9 95。27 COs" max2COS - max200.45 95.27一1 = -0.533max =122.24:=30 時(shí),T20 =12.9

7、A122 24 二:=122.24 時(shí)，Ic20= .180 20 = 16.48AV ji ji:=30 時(shí)，12-，：206 20 = 18.3AV 31V JTSUL =95.27 18.3 =1743VA =1.7kVA2-9在三相半波可控整流電路中如果觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在自然換相點(diǎn)之前，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？電路能否正常換相？試畫(huà)出電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載時(shí)Ud的波形。解 如圖2-27所示，當(dāng)觸發(fā)脈沖也觸發(fā)成相晶閘管*則a相晶閘管導(dǎo)通聲當(dāng)叫觸發(fā)b相晶閘管時(shí)，由丁飛相電壓高丁 b相 電壓*相晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通小相晶閘管因承受反壓而不導(dǎo)通“過(guò) 了自然換相點(diǎn)后，盡管b相電壓高于赳相電壓，但b相晶閘管的觸 發(fā)

8、脈沖力已消失，所以b相晶閘管仍不導(dǎo)通。缸相晶閘管導(dǎo)通到 過(guò)零點(diǎn)給束-接著導(dǎo)通的是（相晶閘管°由此可以看岀，由于晶 閘管間隔導(dǎo)通而出現(xiàn)了輸出波形相序混亂現(xiàn)象*這是不允許的*圖2-27例2.36 形圖R=10 Q , U2=220V，當(dāng) a2-10具有續(xù)流二極管的三相半波可控整流電路，大電感負(fù)載=60° 時(shí)，（1） 作出Ud晶閘管電流iT，續(xù)流二極管電流iD的波形（2） 計(jì)算輸出電壓，電流平均值Ud，Id以及晶閘管和續(xù)流二極管電流有效值It，Id。UdId3=14.86A2 二3v 2r的.2U 2 sin，td（t）U 2- b -148.55V2I dIt2-17題圖2-1

9、7為三相橋式半控整流電流電路（1）當(dāng)負(fù)載分別為電感性和電阻性時(shí)，電路輸出整流電壓波形是否相同，試分別畫(huà)出a =60 °、a =90° 時(shí) Ud 的波形1 + cos。（2） 試證明整流電壓平均值 Ud =2.34U22解：（1）三相橋式半控整流電路當(dāng)負(fù)載為電感性和電阻性時(shí)，電路輸出整流電壓波形相同。T+aT+bT+cLR題圖2-17T+aT+bT+ca WEa =60。臨界連續(xù)，輸出為U ac * U baab Uaca =90u ac 一 U baU cbac(2)當(dāng)a >60。時(shí)，電流斷續(xù)？1 吾廠1 + cos«Ud2U2l sin td t = 2.

10、34U2 一2兀程2當(dāng) 0< a <60° 時(shí),4J2； v'2U2l sincotdcot31 21 _Ud = -3. 2U2l sin ，t d ，tIL 3 '：'33.21 cos:-U 21= 2.34U20£i2-18<2) lij公式!沖一丄、式中殳打10%'412. dTrimnM hg 二 300 A 時(shí)所 為L(zhǎng)Q9幾 jooxxaon *mH另當(dāng)Zp-60 A時(shí)，所求Lp為yzx isIUOjt X 60疋0一 45 mH由此町見(jiàn)，為保i止線路能JF常運(yùn)任，負(fù)載電流越小奇平衡電抗器的 電感值應(yīng)取得越大n

11、C3)當(dāng)負(fù)載電流小于規(guī)定的最小電流時(shí)*此整流裝置將逐漸 失去兩組半波井聯(lián)導(dǎo)電特性，向六相半波整流電路過(guò)渡每一舞間 只有一只晶閘管導(dǎo)通，輸出理想空載電壓變?yōu)?7 35L72cos«, -般應(yīng)避免這種情況發(fā)生口解H)因?yàn)殡p反星形電路是兩組三相半波整流電路朋 聯(lián)所出整流電壓平均值5就等于-組三相半波整流電路於 流電壓的卩均值理iiI打士 1 17“。丸 由已知tJj = 18 V ami S0°倡變壓器二次側(cè)相電壓為= 1.= Ci18 v鳳為雙反星形電路中整流變壓器副端有六組繞組+所以整流孌 器副邊容量E為r_ F民一6(丿 2 人一6 乂 18X - X 3 0009.3.

12、S4 k V A變壓器匝數(shù)比II由圖2"4i(d),可得變壓器原端相電流人為則st =2人?! 3X380X58, 0256, 11 kV * A所以所求變壓器容量S為$ 二占(Si +Sf、壬7 9. 89 kV 八2-19 .三相全橋全控整流電路對(duì)反電勢(shì)、大電感性負(fù)載供電，U2 = 220V , E= 200V ,R=1 Q, a = 60o,(1) 不計(jì)漏感時(shí)求輸出整流電壓和電流Ud, Id值；(2) 當(dāng)Lb=1mH情況下。計(jì)算 Ud, Id, 丫值，并分別求出ud,iT的波形解：(1) Ud =2.34U2 cos； =2.34*220*cos60 0 = 257.4V(2)Ud -ELb=1mH257.4 -200= 57.4Amco LbUd =2.34U2cos-Id2兀,Ud -EI dRWdR E所以:Id2.34U2cos: - Er257.4 -200