电力电子技术作业含答案Word文档格式.docx
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I3==0、5Im
5、全控型器件得缓冲电路得主要作用就是什么？
全控型器件缓冲电路得主要作用就是抑制器件得内因过电压,du/dt或过电流与di/dt,减小器件得开关损耗。
6、试分析全控型器件得RCD缓冲电路中各元件得作用。
RCD缓冲电路中,各元件得作用就是:
开通时,Cs经Rs放电,Rs起到限制放电电流得作用;
关断时,负载电流经VDs从Cs分流,使du/dt减小,抑制过电压。
7.晶闸管得触发脉冲需要满足哪些条件？
A:
触发信号应有足够得功率。
B:
触发脉冲应有一定得宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
C:
触发脉冲必须与晶闸管得阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。
第3章整流电路
1、单相半波可控整流电路对电感负载供电,L＝20mH,U2＝100V,求当α＝0︒与60︒时得负载电流Id,并画出ud与id波形。
α＝0︒时,在电源电压u2得正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。
在电源电压u2得负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。
因此,在电源电压u2得一个周期里,以下方程均成立:
考虑到初始条件:
当t＝0时id＝0可解方程得:
==22、51（A）
ud与id得波形如下图:
当α＝60°
时,在u2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L储能,电感L储藏得能量在u2负半周期180︒~300︒期间释放,因此在u2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立:
考虑初始条件:
当t＝60︒时id＝0可解方程得:
其平均值为
==11、25（A）
此时ud与id得波形如下图:
2.单相桥式全控整流电路,U2＝100V,负载中R＝2Ω,L值极大,当α＝30°
时,要求:
①作出ud、id、与i2得波形;
②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2;
③考虑安全裕量,确定晶闸管得额定电压与额定电流。
①ud、id、与i2得波形如下图:
②输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为
Ud＝0、9U2cosα＝0、9×
100×
cos30°
＝77、97（V）
Id＝Ud/R＝77、97/2＝38、99（A）
I2＝Id＝38、99（A）
③晶闸管承受得最大反向电压为:
U2＝100＝141、4（V）
考虑安全裕量,晶闸管得额定电压为:
UN＝（2~3）×
141、4＝283~424（V）
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
流过晶闸管得电流有效值为:
IVT＝Id∕＝27、57（A）
晶闸管得额定电流为:
IN＝（1、5~2）×
27、57∕1、57＝26~35（A）
3.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,反电势E=60V,当=30︒时,要求:
1作出ud、id与i2得波形;
2求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2;
3考虑安全裕量,确定晶闸管得额定电压与额定电流。
①ud、id与i2得波形如下图:
②整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2分别为
＝77、97（A）
Id＝（Ud－E）/R＝（77、97－60）/2＝9（A）
I2＝Id＝9（A）
流过每个晶闸管得电流得有效值为:
IVT＝Id∕＝6、36（A）
故晶闸管得额定电压为:
晶闸管得额定电流为:
6、36∕1、57＝6~8（A）
晶闸管额定电压与电流得具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
4.单相桥式半控整流电路,电阻性负载,画出整流二极管在一周内承受得电压波形。
注意到二极管得特点:
承受电压为正即导通。
因此,二极管承受得电压不会出现正得部分。
在电路中器件均不导通得阶段,交流电源电压由晶闸管平衡。
整流二极管在一周内承受得电压波形如下:
5.单相全控桥,反电动势阻感负载,R=1Ω,L=∞,E=40V,U2=100V,LB=0、5mH,当=60︒时求Ud、Id与得数值,并画出整流电压ud得波形。
考虑LB时,有:
Ud＝0、9U2cosα－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组得:
Ud＝（πR0、9U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝44、55（V）
ΔUd＝0、455（V）
Id＝4、55（A）
又∵
－＝∕U2
即得出
=0、4798
换流重叠角
＝61、33°
60°
=1、33°
最后,作出整流电压Ud得波形如下:
6.单相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求得晶闸管移相范围分别就是多少？
单相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求得晶闸管移相范围就是0~180︒,当负载为电感负载时,要求得晶闸管移相范围就是0~90︒。
7、在三相半波整流电路中,如果a相得触发脉冲消失,试绘出在电阻性负载与电感性负载下整流电压ud得波形。
假设,当负载为电阻时,ud得波形如下:
当负载为电感时,ud得波形如下:
8.三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=5Ω,L值极大,当=60︒时,要求:
1画出ud、id与iVT1得波形;
2计算Ud、Id、IdT与IVT。
①ud、id与iVT1得波形如下图:
②Ud、Id、IdT与IVT分别如下
Ud＝1、17U2cos＝1、17×
cos60°
＝58、5（V）
Id＝Ud∕R＝58、5∕5＝11、7（A）
IdVT＝Id∕3＝11、7∕3＝3、9（A）
IVT＝Id∕＝6、755（A）
9.在三相桥式全控整流电路中,电阻负载,如果有一个晶闸管不能导通,此时得整流电压ud波形如何？
如果有一个晶闸管被击穿而短路,其她晶闸管受什么影响？
假设VT1不能导通,整流电压ud波形如下:
假设VT1被击穿而短路,则当晶闸管VT3或VT5导通时,将发生电源相间短路,使得VT3、VT5也可能分别被击穿。
10.三相桥式全控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=5Ω,L值极大,当=60︒时,要求:
①ud、id与iVT1得波形如下:
Ud＝2、34U2cos＝2、34×
＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝23、4（A）
IDVT＝Id∕3＝23、4∕3＝7、8（A）
IVT＝Id∕＝23、4∕＝13、51（A）
11.三相全控桥,反电动势阻感负载,E=200V,R=1Ω,L=∞,U2=220V,=60︒,当①LB=0与②LB=1mH情况下分别求Ud、Id得值,后者还应求并分别作出ud与iT得波形。
①当LB＝0时:
Ud＝2、34U2cosα＝2、34×
220×
＝257、4（V）
Id＝（Ud－E）∕R＝（257、4－200）∕1＝57、4（A）
②当LB＝1mH时
Ud＝2、34U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
解方程组得:
Ud＝（2、34πU2Rcosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝244、15（V）
Id＝44、15（A）
ΔUd＝13、25（V）
又∵－＝2XBId∕U2
＝0、4485
γ＝63、35°
－60°
＝3、35°
ud、IVT1与IVT2得波形如下:
12.三相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求得晶闸管移相范围分别就是多少？
三相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求得晶闸管移相范围就是0~120︒,当负载为电感负载时,要求得晶闸管移相范围就是0~90︒。
13.三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数得谐波？
其中幅值最大得就是哪一次？
变压器二次侧电流中含有哪些次数得谐波？
其中主要得就是哪几次？
三相桥式全控整流电路得整流输出电压中含有6k（k＝1、2、3……）次得谐波,其中幅值最大得就是6次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k±
1（k=1、2、3……）次得谐波,其中主要得就是5、7次谐波。
14.三相桥式全控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=5Ω,L值极大,当=60︒时,要求:
（1）计算Ud、Id、IdT与IVT;
（2）i2得5、7次谐波分量得有效值I25、I27;
（3）输入功率因数。
（1）Ud、Id、IdT与IVT分别如下
（2）由此可计算出5次与7次谐波分量得有效值为:
I25＝Id∕5π＝×
23、4∕5π＝3、65（A）
I27＝Id∕7π＝×
23、4∕7π＝2、61（A）
（3）基波电流得有效值:
I1＝Id∕π＝×
23、39∕π＝18、243（A）
基波因数为
＝I1∕I＝I1∕Id＝0、955
电路得输入功率因数为:
＝＝0、955cos60°
＝0、48
15.使变流器工作于有源逆变状态得条件就是什么？
条件有二:
①直流侧要有电动势,其极性须与晶闸管得导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧得平均电压;
3要求晶闸管得控制角α>
π/2,使Ud为负值。
16.什么就是逆变失败？
如何防止逆变失败？
逆变运行时,一旦发生换流失败,外接得直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器得输出平均电压与直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大得短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变失败得方法有:
采用精确可靠得触发电路,使用性能良好得晶闸管,保证交流电源得质量,留出充足得换向裕量角β等。
第4章逆变电路
1.无源逆变电路与有源逆变电路有何不同？
两种电路得不同主要就是:
有源逆变电路得交流侧接电网,即交流侧接有电源。
而无源逆变电路得交流侧直接与负载联接。
2.换流方式各有那几种？
各有什么特点？
换流方式有4种:
器件换流:
利用全控器件得自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流:
由电网
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