电力电子技术第二章答案南航

1、2-1题图2-1为带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。| QI I4试证明输出整流电压平均值Ud -一C0 ,并画出控制角为a时的输出整流电压2Ud、晶闸管承受电压 UT的波形。u2T解:当 U-0,当 Ug= 0 时，T 不导通。Ut = U-, Ud= 0当有Ug, T被导通时，续流二极管承受正向压降导通Ud= U2, UT=0由波形知，输出整流电压平均值为Ud1腹2前tdt厂腹2 cos tcos2030V连续可调。试求控制2-2上题中，U2=220V , R=10 Q,要求输出整流电压平均值角a,导通角B的变化范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。解：Ud

2、.2U 2 sin t d t12U 2 cos t2.2U 2 ?1 cos2U20时，对应max02 220 1 cos2maxcosmaxmax180U230V时，对应min30. 2220 1 COS min2cosmin0.39min113.2的变化范围113.2 180180，取 max180 ,min 0取min113.2 ,晶闸管承受正反间电压晶闸管流过电流有效值UdRmax 66.8只考虑min的情况180113.2V 360 1.2923A3010电源容量S U2I22201.2923284.31(VA)选择晶闸管时留出裕量电流：ITav (1.5 2)1.29231.23

3、 1.65(A)，取整得 2A1.57电压：U rrM(2 3)、.2U2 622.3 933.4(V),取整得 1000V选晶闸管定额 hav 2代Urrm 1000V2-3具有变压器中心抽头的单相双半流可控整流电路如图所示u1(2) 试绘出a =45。时电阻性负载及大电感负载下，输出整流电压Ud、晶闸管承受的电压Ut的波形。解：变压器次级在电源电压的分析：T1T2共阴，U2正半周期a =45 , Ti导通，电流经、TiR回到，T2不导通， Ud=U2, U2过零，Ti关断，Ud=o, U2负半周期，T2承受正向电压。过零时T1关断，T 2尚未开，则UT1承受U2电压，T2开后，UT2承受2

4、U2,又过零T2关,Ti尚未触发，承受U2。电阻负载2-6题图2-6单相桥式全控整流电路大电感负载，已知(1)负载端不接续流二极管D，计算输出整流电压、U2=100V , R=10 Q,a =45 。电流平均值及晶闸管电流有效值。(2)负载端接续流二极管D，计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管、续流二级管电流有效值。画出 Ud、id、订、iD及变压器次级电流i2的波形。解：(1)负载端不接续流二极管UdjT1、4jT2、30.9 100 cos4563.64V1 2 2Ud2U2 sin td( t) U2 cosUd63.64R右6.36AIt2 IdI Id6.364.5A(2)负载端接续

5、流二极管Id匕空57.69A、2 100 1 cos45 76.85V10It1 l；d t Id7.691 7.693.84A7.683.84A经变压器供电，负载为大电感性并接有续流二极20A，最小控制角a min=30。min 30 ，d 80V代入得U 2Ud800.451 cos95.27V0.45 1 cos30Id2-8单相桥式半控整流电路，由220V管。要求输出整流电压 2080V连续可调，最大负载电流为 试计算晶闸管、整流管、续流二极管的电流有效值以及变压器容量。解：单相桥式半控整流电路1 cosUd 0.9U2当Ud 20V时，其对应 max200o 9cos max1 co

6、s max 95。2722010.45 95.270.533max122.2430 时，I62012.9A2122.24 时，Ic30 时，I .、2018.3AS U2I295.27 18.31743VA1.7 kVA2-9在三相半波可控整流电路中如果触发脉冲出现在自然换相点之前，会出现什么现 象？电路能否正常换相？试画出电阻性负载和电感性负载时Ud的波形。如團2-27所示，当融发脉冲触发覆相品闸管，则a相晶闸管导13。当%触发b相晶闸管时，由九相电比烏T b相 电压冷相晶阿管继续导通小相晶闸管因承受反压而辰导通.过 了自然换相点后尽管b相电压高于a相屯压但L相晶闸管的触 发脉冲心已消失，所

7、以b相晶闸管仍不导通。巳相晶闸管导通到 过零点給束接看导通的是f相晶闸管.由此可以看岀，由于晶 闸管间隔导通而出现了输出波形相序混乱现象，这是不允许的b.K 2-27材密玮披形图R=10 Q, U2=220V，当 a2-10具有续流二极管的三相半波可控整流电路，大电感负载=60 时，（）作出Ud晶闸管电流iT，续流二极管电流iD的波形It, Id。（2）计算输出电压，电流平均值Ud，Id以及晶闸管和续流二极管电流有效值UdIdItI Dtd( t)cos t2148.55VUd R 14.86A 岸_3i2 3Id 尹 7.43AI产Id Id 7.43A 怜22-17题图2-17为三相桥式半

8、控整流电流电路（1）当负载分别为电感性和电阻性时，电路输出整流电压波形是否相同，试分别画出 a =60 、a =90 时 Ud 的波形（2）试证明整流电压平均值 Ud 2 34U21 COS2电路输出整流电压波形相解：（1）三相桥式半控整流电路当负载为电感性和电阻性时， 同。题图2-17a =60 临界连续，输出为 U ac u ba U ab Ua =90 , U ac U ba U cb U ac(2)当a 60。时，电流断续？11 COSUd2U2i sin td t 2.3如2一2 2当 0 a 60 时,Ud2丁 2U21sin td t223 2U2l sin td tT2lcos

9、22.34U21cos22-18（刃山公式人严亠，武中2=2弓13江1 rilfl当1心=泅A忖所祭仁为 W M M 4 JOOttX3OQ9 mil另当1圖=60 A时，所求匚为5.5 mH由此可见，为保证线路能IE常运行丫负栽电渝掀小，半衡电務器的 电感值应取得越大.C3）当负载电流小于规定的蛊小削流时此整流装置将逐渐 失去两组半波井联导电特性向六相半波整流电路过渡每一瞬间 只有一只晶闸管导通丫输出理想空茕电压变为Ud *= 1. 35L/2gult .-般应摩免这种情况发生。鱗(1) IS为収茂星形电路是两组三相半波整流电路於 联所以整流电压平均値口就等于-组三相半波整流电路出 流电压的

10、平均值Jil口7 1717,(osa由已知 18 * Gnun 30d18得变压器二次侧相电压tA为 =仁1=厂1益前之怡V因为双反星形电路中整流变尿器副端有六组绕组，所以整流变 器副边容量昱为r_ r Sj 6U盘 Is 5 X 18 X - X S 0009 3.64 k V A2*/?变压黠匝数址由图241 2，可得变压黠原端相电流h再人飞/乂梟了寻辱血寻=隔。2 A则S =如人 7X38055. 02心&6. 14 kV A所以所我变压器容虽E为2 (9 亠厲)79丄9 UV ；2-19 .三相全桥全控整流电路对反电势、大电感性负载供电，U2 = 220V , E= 200V ,R=1 Q,a= 60o,(1) 不计漏感时求输出整流电压和电流Ud, Id值；(2) 当Lb=1mH情况下。计算 Ud, Id, 丫值，并分别求出 ud,iT的波形解：(1) Ud 2.34U2COS 2.34*220*cos 60o 257.4V(2)Ud ELb=1mH257.4 20057.4AUd 2.34U2cosm Lb2Ud ERU