電力電子技術(shù)第五版習(xí)題答案

44幾2幾44幾2幾1j幾(Isint)2d(t)4=m2m 第二章電力電子器件答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流(脈沖)。答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。4b4I+I4I+I=1m142I=I=42I=I=2幾幾mc)Im3=2I=314,Id3=Im3=78.522通時刻，負載電流為零。在電源電壓u2的負半周期，負載電感L釋放能量，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)tdddLdL=2U2L=22.51(A)dddduu2tudtid00幾幾u2負半周期180o~300o期間釋放，因此在u2一個周期中60o~300o期間以下微分方程成立：Ldid=2Usintdt2dddL2I=1j52UdL2I=1j52U2(1cost)d(t)=2U2=11.25(A)3dddduu2++tud+tidt+02．圖2-9為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？試說明：①晶閘管承受的最大反向電壓為22U；②當(dāng)負載是電阻或電感時，其輸出電2控整流電路，該變壓器沒有直流磁化的問題。因為單相全波可控整流電路變壓器二次測繞組中，正負半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相有直流磁化的問題。所以VT2承受的最大電壓為22U。2)期間無晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；(~)期間，單相全波電路中VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT1、VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；(~)期間，均無晶閘管導(dǎo)VT通，單相全控橋電路中VT2、對于電感負載：(~)期間，單相全波電路中VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VT1、VT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；(＋~2)期間，單相全波電路中電流也相同。和額定電流。u2幾t幾udt幾at幾OiIItOtIdiId2ta2tOUd＝0.9U2cos＝0.9×100×cos30＝77.97(V)Id＝Ud/R＝77.97/2＝38.99(A)IId(A)2U1002141.4V2UN＝(2~3)×141.4＝283~424(V)IVT＝Id∕2＝27.57(A)IN＝(1.5~2)×27.57∕1.57＝26~35(A)解：注意到二極管的特點：承受電壓為正即導(dǎo)通。因此，二極管承受的電壓不會出現(xiàn)正的部00u0t0u0t0Ud＝0.9U2cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)幾t幾udt幾at幾OidididtIdIIddaOaOtU2＝141.4(V)IVT＝Id∕2＝6.36(A)。的單相半控橋(橋中VT1、VT2為晶閘管)，電路如圖2-11所示，U2=100V，電u2幾ttudOidOidOOIditiIVT1IdtIIDtt31IVT＝Id＝19.49(A)2IVD＝Id＝27.56(A)三相半波整流電路中，如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負載和電感性負載uuuuabctuuuabaOtaududuuuabcOOtuuuabct8．三相半波整流電路，可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法，每段的電動勢相同，其分段布置及其矢量如圖2-60所示，此時線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加ANnaa2Bb1b2Cc1c2CNBABc2c1na2b21b2段時間(各為120o)由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過的電流答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相之間換相的的自然換相點不是10．有兩組三相半波可控整流電路，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸a的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都是a相，①②bc2atuuuabatiVT1ididOtUdU2cosa＝1.17×100×cos60°＝58.5(V)IVT＝Id∕3＝6.755(A)壓udt2auu2att1tOuuuuuuuuuOtidtiVT1t117VUd＝2.34U2cosa＝2.34×117VIUR117523.4AddIDVT＝Id3＝23.43＝7.8(A)Ud＝0.9U2cos－UddBdIdBdI＝(U－E)RdddU＝(dddR0.9U2cosα＋2XBE)∕(R2XB44.55VdU0.455VdI4.55Aduu2OudOattUd＝1.17U2cos－UddBdU＝dBdId＝(Ud－E)RUd＝(R1.17U2cosα＋3XBE)∕(2R3XB94.63VdU6.7VdI44.63AdbOdtiVT1iVT1dtiIVT2Idt解：三相橋式不可控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電路U＝3XIdBdI＝URdd486.9V486.9VId97.38Acos－cos(+y)＝2IXdBd二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為AIVD＝Id397.38332.46A2I2a3Id79.51AbtOtt1uⅢcuⅢcuuuuabOtiIidIdItiddtId＝(Ud－E)∕R＝(257.4－200)∕1＝57.4(A)ddI＝(U－EddUd＝(2.34U2Rcos＋3XBE)∕(R3XB244.15VI44.15AddU13.25Vd63.35603.35btⅠⅡⅠⅡⅣⅤⅥcbabacOtiVT1iVT1dtiIidVT2dt18．單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是答：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有2k(k=1、2、3)次諧波，其中幅值最19．三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值最大的是答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k(k＝1、2、3)次的諧波，其中幅值為ddI23＝22Id3＝22×38.99311.7AI2522Id5＝22×38.9957.02AI2722Id7＝22×38.9975.01AI23.4AddAdAI1＝6Id∕π＝6×23.39∕π＝18.243(A)？①三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且UUd橋式電導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓ud和整流電流答：整流電路多重化的目的主要包括兩個方面，一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對電網(wǎng)的干擾。 ①直流側(cè)要有電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的求解，得UdUcosUddBddBdII＝(U－E)ddMU2Rcos(πβ)＋3XBEM]∕(R3XB)－290.3VI109.7Ad送回電網(wǎng)的有功功率為PEIIR7-109.72×109.7×1=31.85(W)MddU＝2XIdBdddMI＝(U－ddM求解，得Ud＝[R0.9U2cos(-)＋2XBEM]∕(R2XB－49.91VI49.09Ad30單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負載分別為電阻負載或電感負負載有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)，即交流側(cè)接有電源。而無源逆變電路的交流側(cè)直接和負載聯(lián)型器件采用此換流方式。負載換流：由負載提供換流電壓，當(dāng)負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時，可強迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流。晶閘管電路不能采用器件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)換流、負載換流和強迫換流答：按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變路①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關(guān)。同。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。①直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。②電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出66在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，因此不需U。UUV5解：輸出相電壓的基波幅值為UN1mdUU=UN1m=0.45U=45(V)UUN2d輸出線電壓的基波幅值為VUV1md輸出線電壓基波的有效值為UU=UV1m=UU=UV1m=UV12dd輸出線電壓中五次諧波uUV5u=23Udsin5tUV5523UU=d=15.59(V)UV5526．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負載電壓進行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？答：二極管的主要作用，一是為換流電容器充電提供通道，并使換流電容的電壓能夠得以保VDVTVTbId。在則在uC13=0時刻后，二極管VD3受到正向偏置而導(dǎo)通，開始流過電流，兩個二極管同時導(dǎo)通，進入二極管換流階段，如圖5-16c所示。隨著C13充電電壓不斷增高，充電電流逐漸減8．逆變電路多重化的目的是什么？如何實現(xiàn)？串聯(lián)多重和并聯(lián)多重逆變電路各用于什么場答：逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級提高，二是可以改善輸出電壓的波形。因為無論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對負載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個矩形波組合起來獲得接逆變電路多重化就是把若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出串聯(lián)起來，并聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出并。。電，u＝0。一個周期內(nèi)的平均電壓U＝tonE。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作oot+tonoffTt20200Uo=E=50=80(V)流平均值為Tstons壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計算輸出E10m=M==0.1L0.001===0.002R0.5T0.01Tapton0025Teap-1e0.0025-1==0.249>m電壓為ooT20輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為為：T20Lo1off能量相等，即：EIt=(U-E)It1ono1offt+tTU=onoffE=Eottoffoff式中的T/t1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。off，t=25時，計算輸出電壓平均值U，輸出電流平均值I。onoooffoR20L0onooffttaoffonU=offonttE=UE=UB=UC。另一方面，A點的電壓平均值為UA=UC，且L2的電壓平均值為零，按tb中輸出電壓Uo的極性，有U。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)ttaUonEonE=Eoffon兩個電路實現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相比，Cuk斬波電路有一個明顯的優(yōu)點，其輸入電源電流和輸出負載電流都是連續(xù)的，且脈動很小，L1L1L11i2LEi2LEVuo2uVuo2L2L22uuuuL2C1L2C1L1oC1offL2oL的電壓平均值均為零，則下面的式子成立2onoC1offut一ut=0C1onoofft1EoffLLV1i1LE