电力电子技术第3章 习题答案.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date电力电子技术第3章 习题答案第1章 习题3章 交流-直流变换电路 课后复习题第1部分:填空题1.电阻负载的特点是 电压与电流波形、相位相同;只消耗电能,不储存、释放电能 ,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角的最大移相范围是 0 a 180 。2.阻感负载的特点是 电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不发生突变 ,在单相半波可控整流带阻感负载并联续

2、流二极管的电路中,晶闸管控制角的最大移相范围是 0 a 180 ,其承受的最大正反向电压均为 ,续流二极管承受的最大反向电压为 (设U2为相电压有效值)。3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,角移相范围为 0 a 180 ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 ;带阻感负载时,角移相范围为 0 a 90 ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和 ;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器(大电感) 。4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角大于不导电角d时,晶闸管的导通角q = 180-2d ; 当控制角a小于

3、不导电角 d 时,晶闸管的导通角 q = 0 。5.从输入输出上看,单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波可控整流电路 的波形基本相同,只是后者适用于 较低 输出电压的场合。6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为 ,随负载加重Ud逐渐趋近于0.9 U2,通常设计时,应取RC 1.52.5T,此时输出电压为Ud 1.2 U2(U2为相电压有效值)。 7.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于 ,晶闸管控制角的最大移相范围是 0a90 ,使负载电流连续的条件为 a30 (U2为相电压有效值)。8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相

4、位按相序依次互差 120 ,当它带阻感负载时,a的移相范围为 0a90 。9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 电压最高 的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低 的相电压;这种电路 a 角的移相范围是 0a120 ,ud波形连续的条件是 a60 。10*.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流 id 断续和连续的临界条件是 ,电路中的二极管承受的最大反向电压为 U2。11.实际工作中,整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数,当 a 从090变化时,整流输出的电压ud的谐波幅值随 a 的增大而 增大 ,当 a 从90180变化时,整流

5、输出的电压 ud 的谐波幅值随 a 的增大而 减小 。12.三相桥式全控整流电路带阻感负载时,设交流侧电抗为零,直流电感L为足够大。当 a 30时,三相电流有效值与直流电流的关系为I = Id ,交流侧电流中所含次谐波次数为 6k1,k=1,2,3 ,其整流输出电压中所含的谐波次数为 6k, k=1,2,3。13.对于三相半波可控整流电路,换相重迭角的影响,将使输出电压平均值 减小 。14.逆变电路中,当交流侧和电网连结时,这种电路称为 有源逆变 ,欲实现有源逆变,只能采用 全控 型可控整流电路 ,当控制角 0a p /2 时,整流电路工作在 整流 状态; p /2 a p 时,整流电路工作在

6、 有源逆变 状态。15.在整流电路中,能够实现有源逆变的有单相全控 、三相全控桥 等(可控整流电路均可),其工作在有源逆变状态的条件是有直流电动势,其极性和晶闸管导通方向一致,其值大于变流器直流侧平均电压 和晶闸管的控制角a 大于/2 。16*.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态,当电流连续时,电动机的机械特性为一组平行的直线,当电流断续时,电动机的理想空载转速将 增大 ,随 a 的增加,进入断续区的电流 加大 。17*.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行,当其处于第一象限时,电动机作 电动 运行,电动机 正 转,正组桥工作在 整流 状态;当其处于第四象限时,电动机做 发电机 运行

7、,电动机 反 转, 正 组桥工作在逆变状态。18.大、中功率的变流器广泛应用的是 锯齿波 触发电路,同步信号为锯齿波的触发电路,可分为三个基本环节,即脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相 和 同步环节。第3部分:计算和画图题1.单相桥式全控整流电路,U2100V,负载中R2,L值极大,当30时,要求:作出ud、id、和i2的波形;求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2;考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。 2.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作,设交流电压有效值U2220V,控制角 a p/3 ,负载电阻Rd5,试求:(1)输出电压的平均值 Ud ;(2)输出

8、电流有效值I。解:输出电压的平均值为 输出电压的平均值为 3.晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管,电路如下图所示,U2=100V,电阻电感负载,R=2,L值很大,当a =60时求流过器件电流的有效值,并作出ud、id、iVT、iD的波形。 4. 单相桥式半控整流电路,电阻性负载。要求输出的直流平均电压为0100V之间连续可调,30V以上时要求负载电流达到20 A,由交流220V供电,最小控制角,试(1) 画出主电路图;(2) 求交流侧电流有效值及变压器容量;(3) 选择晶闸管的型号规格(安全余量取2倍)。 解:1)单相桥式半控整流电流的主电路图如下所示: 2)单相桥式半控整流电

9、流接电阻性负载时输出电压的平均值为: 当控制角为最小时,对应的整流输出电压为最大值,即 ,代入,可得:当时所对应的控制角为: ,即, 当时,要保证整流电路输出电流为20A,所需变压器二次侧电流有效值为: 所以,变压器的容量为: 由此可得,变压器一次侧电流有效值为: 3)当时,流过晶闸管电流的有效值为: 所以,考虑2倍安全裕量时所选晶闸管的电流平均值为: 考虑2倍安全裕量时,晶闸管所承受的最大电压为: ,取为400V。 因此,应选型号为型的晶闸管。5. 三相桥式全控整流电路带电阻负载工作,设交流电压有效值U2400V,负载电阻Rd10, 控制角 a=p/2 , 试求:(1)输出电压平均值Ud;(2)输出电流平均值Id。 6. 三相全控桥式整流电路,L=100mH,Rd=6,要求Ud从0468V之间变化,试求:(1) 变压器二次电压有效值U2(2) 考虑2倍安全裕量,选择晶闸管的型号(3) 变压器二次电流有效值I2(4) 整流变压器容量S(5) 电源侧功率因数解:1). 整流器所接负载可视为大电感负载。三相桥式可控整流电路接大电感负载时有: ,() ,即: 2). 流过晶闸管电流有效值的最大值为: 考虑2倍安全裕量时,有:,取60A,取1000V; 晶闸管的型号可选为:KP60-10。3). 变压器二次电流有效值为: 4). 整流变压器容量S为: -

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