电力电子技术王云亮第二版第2章答案Word文档格式.docx

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与2个变压器二次绕组并联，所以承受的最大电压为2屁2。

（2）当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a相同时，

对于电阻负载：

（0〜a）期间无晶闸管导通，输出电压为0；

（。

~龙）期间，单相

全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中V7；

、V7；

导通，输出电压均与电源电压血相等；

（”〜+”）期间，均无晶闸管导通，输出电压为0;

（兀+a〜2兀）期间，单相全波电路中导通，单相全控桥电路中VT2.V7；

导通，输岀电压等于-血。

对于电感负载：

（a-7r+a）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中V7；

导通，输出电压均与电源电压M2相等；

（;

r+a~2;

r+a）期间，单相全波电路中导通，单相全控桥电路中刃'

三、巧导通，输出波形等于-处。

可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。

2・3单相桥式全控整流电路，电阻性负载，S=220U，心=2C,a=30。

，试计算

（1）输出电压U/和输岀电流/d;

（2）晶闸管额定电压和额定电流。

（1）输出电压平均值为：

Ua=0.9U2iz=0.9x220x=184.7V

22

输出电流为：

/d上二型2=92.35A

Rl2

（2）晶闸管承受的最大反向电压为电源电压的峰值屁2,考虑

2~3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压为

Utn=（2~3>

7.w=622~933V

晶闸管流过的电流为负载电流的一半，

考虑1.5〜2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为:

“（m=（1.5~2）^=73~96A

2・4单相桥式全控整流电路，i/2=100V,负载中&

=2C,L值极大，

反电势E=60V,当a=30°

时，求：

（1）画出mid和血的波形；

（2）整流输出平均电压S、电流“及变压器二次侧电流有效值

12；

（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

（1）附,id,和,2的波形如下图：

（2）输出平均电压电流"

，变压器二次电流有效值分别为

Ud=0.9t/2coscr=0.9x100xcos30°

=77・97（V）

/2=/rf=8.99（A）

（3）晶闸管承受的最大反向电压为:

®

2=100、伍=141.4（A）

考虑2〜3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压为：

加=（2~3）x141.4=283~424（V）

流过晶闸管的电流有效值为:

=6.34（A）

⑺=（1.5~2）x6.34/1.57=6.06~8.08（A）

2-5单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压0〜100V连续可调，30V以上要求负载电流达到20Ao采用由220V变压器降压供电，最小控制角Qmin=30。

.试求：

（1）交流侧电流有效值；

（2）选择晶闸管电压、电流定额。

（1）交流侧输出电压有效值为:

=—J近U?

sin=0.9U2'

十°

«

min=30a,此时输出电压最大，代入上式得到：

心叫存=。

叫呼^00

得，S=119V

匕=30~100V变化时，/rf=20A,由于在30V时，导通角小，因此此时的电流有效值最大，此时/?

=1.5q,触发角为

……1+cosacc…c1+cosa“

Ud=0.9t/2=°

・9x119x=30

a=116

交流侧电流有效值为:

=38A

（2）晶闸管承受的最大正反向电压的最大值为a，考虑2~3倍的安全裕量，晶闸管电压定额为：

U耐=（2〜3）®

丄=（282.8〜424）V

晶闸管电流是输出电流的二分之一，考虑1.5~2倍的安全裕量，则晶闸管的额定电流为：

（av）=（1.5~2）^=（1.5~2）—A_=26~34A

1.571.57血

2-6在单相桥式全控整流电路中，若有一晶闸管因为过流烧毁断路，画岀此时输岀电压波形。

如果有一晶闸管因为过流烧成短路，结果又会怎样？

假设因为过流烧毁断路，则整流电压珈波形与单相半波整流电路的波形一样，相位差180度。

假设因过流而短路，则当晶闸管VC导通时，将发生电源相间短路，使得V厂也可能因为过流而烧毁。

如果VC因为过流烧毁断路，则整流电压血波形如上图所示，相位差180度；

如果"

2因为过流烧毁而短路，则会引起变压器和电源过流。

2-7单相桥式全控整流电路中给电阻性负载供电和给反电势负载蓄电池供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选得大一些？

为什么？

答：

反电势负载蓄电池时晶闸管额定电流应该大一些。

因为在反电动势负载时，晶闸管导通角变小，波形系数变大，负载电流平均值相同的情况下，有效值电流变大，故要求晶闸管的额定电流比较大。

2・8三相半波整流电路中，如果U相电压消失，试画出在电阻性负

载与电感性负载下的整流电压波形

解假设a二0,当负载为电阻时，-的波形如下：

当负载为电感时，匕的波形如下:

2・9三相半波可控整流电路，电阻性负载。

己知i/2=220V,^=20Q,

当a=90°

时，试计算S./d并画出uriJd.ud波形。

由输岀电压平均值的关系式可求得:

Ud=0.675力[1+COS（%+a）]=0.675x220x[1+cos（%+%）]=74.25V

输出电流平均值为:

2-10三相半波整流电路，已知（/2=110V,/?

a=0.5Q,大电感负载，当a=45°

时，试计算并画出叽Z波形。

如果在负载端并接续流二极管，试计算流过晶闸管的电流平均值加、有效值〃和续流二极管的电流平均值IdDR、有效值IDR。

由输出电压平均值的关系式可求得：

Ud=1.17t/2cosa=1.17x110xcos45°

=91V

并接续流二极管时，输出电压平均值为：

Ud=0.675S[l+cos®

+%）]=93.47V

输出电流平均值为：

晶闸管的电流平均值为:

续流二极管的电流平均值为:

71/

IdDR=；

12x=23.37A

续流二极管电流有效值为:

2.11三相半波整流电路，电感性负载，RRL®

调节&

达到维持匚为恒值250A,己知=0.080,供电电压经常在1~1.15〃2范围内变化，求：

匕和a的变化范围；

由题可知：

三相半波整流电路，

3¥

S=1.17^2cosa-—=IdxR=2x250

"

2/r

6cosa=435.5为定值，cosae（0,1）

所以a=0°

时，匕值为435.5,取匕为440V,则匕的变化范围为

440~506V,

t/7=440V时，得到a=8.2°

当电压波动到1.15（/,=506V时,得到a

=30.6°

2.12三相半波整流电路，反电势电感性负载，i/2=100V,R=g,L=co»

a=30。

E=50V,求：

（1）输出电压匕和输出电流/存晶闸管的额定电压和额定电流,并画出心旳和5的波形；

（2）当Lh=\mH时，输出电压和输出电流，并画出心右和・的波形。

（1）=1.17t/2cosa=1.17U2cos30°

=101.34V

U.-E

Id=———=51.32A

R

晶闸管的额定电压：

以=（2~3）屁2=（490~735并

晶闸管的电流有效值：

1丁=$=29.63A

V3

晶闸管的额定电流：

=—x（1.5~2）=28.39~37.75A

1.57

（2）考虑-时，有:

Ud=\A1U2cosa-AUds

三式联立求解得到:

Ud=94.63V

Id=44.63A

2XIcosa一cos（a+y）=」

即得出：

cos（30°

+/）=0.752

换流重叠角

/=11.28O

2.13三相半波共阴极接法与共阳极接法，u,v两相的自然换相点是同一点吗？

如果不是，他们在相位上相差多少度？

三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，两相之间换相的自然换相点不在同一点上。

相位相差180°

。

2.14三相全控桥整流电路，当一只晶闸管短路时，电路会发生什么

情况？

假设VT|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也可能过流烧毁。

2.15三相全控桥，反电势电感性负载，£

=200V，U2=220V,R=g厶=s，a=60。

求：

（1）输出电压匕和输出电流匚，晶闸管的额定电压和额定电流,并画出%如和切的波形；

（2）当L,=\mH时，输岀电压和输出电流，并画出和的波

形。

（1）

Ud=2.34/cosa=2.34x220xcos60°

=257.4（V）—257.4-200詡

R1

（2）

当Lr=\mH时，

可得:

Ud=2・34”2cosa-△匕

解方程组可得

Ud=244.15（V）

0=4415（A）

又因为：

2xI

cosa_cos（a+/）="

辰2cos（60°

+/）=0.4485/=3.35O

2.16在三相桥式全控整流电路中，己知U2=l\0V,Rl=0.20,电感足够大，当“45"

时，试计算匕山及流过晶闸管的电流平均值G和有效值厶，并画出"

小%i•门的波形。

Ud=2.34（/2cosa=2.34x110xcos45°

=182V

二/d="

%』%2=910A

4=^=3033A

=527・1A

2.17试画出三相桥式逆变电路中当B=兀/4时晶闸管两端电压波形。

2.18变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？

变流器有源逆变的条件是：

（1）负载有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其值应该大于变流器直流侧的平均电压，

（2）晶闸管的控制角即匕为负。

2.19三相全控桥逆变电路，反电动势电感性负载，4=220V,R=1

Q,L=8,Eq=・400V,P=60°

o求：

（1）输出电压匕和输出电流仃，晶闸管的额定电压和额定电流,并画出叫、“TI和jT\的波形；

（2）当LH=imH时输出电压和输出电流，并画出叫、.和匚的波形解：

由于此三相全控桥电路中，L=oo,

所以ud=-2.34U,cosp=-2.34x220xcos60°

=-257.4（V）

“勞「257；

（T00）“426⑷

所以，晶闸管的额定电流为：

IT（AV}=（1・5~2）一=78.66~105（A）

1.57xV3

额定电压为（2~3）x®

2=1078-1617V

（2）由题意可列出如下三个等式：

Ud=2.34t/2cos（/r—0）—旳=7

d兀

JR

Ud=-290.3VId=109.7A

由下列公式计算换流重叠角:

2XI

cosa一cos（&

+/）="

=0」279

a

■

cos（l20°

+/）=-0.6279

/=8.90°

2.20三相半波整流电路带直流电动机负载，/=220V,求当a=15°

30°

45°

60°

75°

90°

时，电动机的理想空载电势。

三相半波整流电路带直流电动机负载时，

当<

7<

60°

时，电动机的理想空载电势为V2t/,=311V;

7>

时，电动机的理想空载电势为屁2sin（f+a）；

将上述角度分别代入即可得理想空载电势。