電力電子分析題計(jì)算題 (1)

1、V2保持接通，V3交替處于接通、斷開(kāi)狀態(tài)，形成一個(gè)提供負(fù)壓的降壓斬波電路，使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)工作狀態(tài)（2分）。兩條電流通路各3分。2、如圖所示為電壓型三相逆變器，試以U相橋臂VT1、VT4之間的換流過(guò)程來(lái)分析電路的工作原理，并說(shuō)明此電路的特點(diǎn)。答：U相橋臂VT1、VT4之間的換流過(guò)程如下圖示。1）VT1穩(wěn)定導(dǎo)通如圖a，iT1=iA，C1短路，C4充電至電壓Ud。（1分）2）觸發(fā)VT4換流開(kāi)始，C4通過(guò)L4、VT4放電。如圖b（1分）3）Uc1由零逐漸升到Ud，如圖c（1分）4）換流過(guò)程結(jié)束，如圖d（1分）主要特點(diǎn)：1）每橋臂導(dǎo)電180，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度差120 （

2、2分）2）任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通（2分）3）每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱為縱向換流（2分）3、如圖所示為串聯(lián)二極管式電流型三相逆變器，試以從VT1到VT3之間的換流過(guò)程來(lái)分析電路的工作原理，并說(shuō)明此電路的特點(diǎn)。答：如圖所示為從VT1到VT3之間的換流過(guò)程1）換流前，VT1、VT2穩(wěn)定導(dǎo)通，電容C13（就是C3與C5串聯(lián)后再與C1并聯(lián)的等效電容）被充電，左正右負(fù)；如圖a（1分）2）觸發(fā)VT3導(dǎo)通，在C1充電電壓下VT1承受反壓關(guān)斷；如圖b（1分）3）二極管換流；如圖c（1分）4）換相結(jié)束。如圖d（1分）電路的特點(diǎn)：(1)直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源（1分）(2)交流輸出電流為矩

3、形波，輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同（1分）(3)直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管（1分）(4) 電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多（1分）(5) 換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流（1分）(6) 基本工作方式是120導(dǎo)電方式，即每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，橫向換流。（1分）5、三相全控橋阻感負(fù)載，主回路整流變壓器的接法是/Y5，采用NPN管的鋸齒波觸發(fā)器，要求在整流與逆變狀態(tài)運(yùn)行。同步變壓器二側(cè)電壓經(jīng)R-C濾波器濾波后（滯后角為30）接到觸發(fā)電路。試問(wèn)：同步變壓器的的接法為？畫(huà)出主回路整流變壓器和同步變壓器接法。（要求給出矢量

4、分析圖）（10分）1. 解： 有300R-C濾波環(huán)節(jié) 同步變壓器接線為Y/Y4-10UABUabUab/Y-5/Y-11Y/Y-10Uab6、分析題圖3-15a所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合題圖3-15b的波形，繪制出各個(gè)階段電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。1、解：電流可逆斬波電路中，V1 和 VD1 構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第 1 象限；V2和 VD2構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第 2象限。 圖3-7b中，各階段器件導(dǎo)通情況及電流路徑等如下： V 導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電：V1關(guān)斷，VD1續(xù)流：V

5、2導(dǎo)通，L上蓄能：V2關(guān)斷，VD2導(dǎo)通，向電源回饋能量計(jì)算題3-5單相橋式全控整流電路，U2=100V，負(fù)載中R=2，L值極大，反電勢(shì)E=60V，當(dāng)a=30時(shí)，要求： 作出ud、id和i2的波形； 求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：ud、id和i2的波形如下圖：整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為Ud U2cos100cos3077.97(A)Id (UdE)/R(77.9760)/29(A)I2Id 9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為：U2100141.4（V）流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流的有

6、效值為：IVTId 6.36（A）故晶閘管的額定電壓為：UN(23)141.4283424（V） 晶閘管的額定電流為：IN(1.52)1.5768（A）晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。3- 11三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5，L值極大，當(dāng)a=60時(shí)，要求： 畫(huà)出ud、id和iVT1的波形； 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。解：ud、id和iVT1的波形如下圖：Ud、Id、IdT和IVT分別如下UdU2cosa100cos6058.5（V）IdUd511.7（A）IdVTId33.9（A）IVTId6.755（A） 12在三相橋式全控整流電

7、路中，電阻負(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓ud波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？答：假設(shè)VT1不能導(dǎo)通，整流電壓ud波形如下：假設(shè)VT1被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管VT3或VT5導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得VT3、VT5也可能分別被擊穿。 13三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5，L值極大，當(dāng)a=60時(shí)，要求： 畫(huà)出ud、id和iVT1的波形； 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。解：ud、id和iVT1的波形如下：Ud、Id、IdT和IVT分別如下UdU2cosa100cos60117（V）IdUdR117523.4（A）IDVT

8、Id37.8（A）IVTId13.51（A）3-14單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1，L=，E=40V，U2=100V，LB=，當(dāng)a=60時(shí)求Ud、Id與g 的數(shù)值，并畫(huà)出整流電壓ud的波形。解：考慮LB時(shí)，有：UdU2cosUdUd2XBIdId（UdE）R 解方程組得：Ud（R U2cos2XBE）（R2XB）44.55（V）Ud0.455（V）Id4.55（A）又U2 即得出 換流重疊角g- 60 最后，作出整流電壓Ud的波形如下：3-15三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V，R=1，L=，LB=1mH，求當(dāng)a=30時(shí)、E=50V時(shí)Ud、Id、g 的值并作出ud與i

9、VT1和iVT2的波形。 解：考慮LB時(shí)，有：UdU2cosUdUd3XBId2Id（UdE）R 解方程組得：Ud（R U2cos3XBE）（2R3XB）94.63（V）Ud6.7（V）Id44.63（A）又2U2 即得出 換流重疊角g- 30ud、iVT1和iVT2的波形如下：計(jì)算題5-2在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10，L值微大，E=30V，T=50s，ton=20s，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為輸出電流平均值為5-3在圖5-la所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=lmH，R=05，=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20s，當(dāng)=5s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值，輸出電流平均值，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng)