No-9-2电力电子技术-ch1,2习题课件

1、1 电力电子技术 Power Electronics任课教师：谢少军课程组网站：http:/ 电力电子技术电力电子技术 Power Electronics可控整流电路可控整流电路习 题 3n习题1-2 （P17）可以双向阻断电压在承受正向阳极电压的时候，加上门极触发后可以导通当触发后、阳极电流大于擎住电流时可以持续导通（即使门极触发去除）当阳极电流小于维持电流后将关断（a） 不能维持导通（IAIH) ，不合理（b） 耐压不够 （KP-100-3，300V），不合理（c）I=150A（器件：100A，IT :157A）,可用4n在题图1-3电路中，E=50V，R=0.5，L=0.5H，晶闸管掣住

2、电流为15mA。要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？题解题解1.356题解题解1.41-4 在图在图b电路中，电源电压有效值为电路中，电源电压有效值为220v,问晶闸问晶闸管承受的正反向电压最高是多少？考虑安全裕量管承受的正反向电压最高是多少？考虑安全裕量为为2，其额定电压应如何选取。，其额定电压应如何选取。n 解 晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值：1.414220=311V；n取晶闸管的安全裕量为2，n则晶闸管额定电压不低于2311622V。7题解题解1.5、1.6n1-5/6 图中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值为Im。试计算晶闸管的电流

3、平均值Id、有效值IT及波形系数Kf；n 若选用KP-100型晶闸管，不考虑安全裕量。试计算上述4种电流波形下晶闸管能承受的平均电流是多少?对应的电流最大值Im各是多少?8n习题1-5、1-6通态平均电流：正弦半波的平均值晶闸管能否耐受的电流取决于晶闸管的发热，即取决于电流的有效值ITav=(1.52) IT/1.57= (1.52) KfId/1.579题解题解1.5、1.610题题2-1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。试证明输出整流电压平均值2cos122UUd,并画出控制角为时的输出整流电压ud、晶闸管承受电压uT的波形。 11题题2-1当U20，

4、Ug0时，T不导通。UTU2，Ud0当有Ug，T被导通时，UdU2，UT=0当U20,续流二极管导通, Ud02cos12cos221dsin221222UtUttUUd122cos12cos221dsin221222UtUttUUdmax0对应时，Ud2cos122020max1cosmax180maxmin30对应时，VUd2cos1220230min39. 0cosmin2 .113min01801801802 .113minmax，取的变化范围8 .662 .113maxmin，取题题2-2 上题中，U2=220V，R=10，要求输出整流电压平均值030V连续可调。试求控制角，导通角的

5、变化范围，选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。13RUIdIUdT2222晶闸管流过电流有效值最大值为晶闸管承受正反间电压的情况只考虑minA2923. 110303602 .113180)(31.2842923. 122022VAIUS电源容量VUAIVVU：UA，A：IRRMTavRRMTav1000,21000),(4 .9333 .6222)32(2)(65. 123. 157. 12923. 1)25 . 1 (2选晶闸管定额取整得电压取整得电流选择晶闸管时留出裕量14n如图所示具有变压器中心抽头的单相双半波可如图所示具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路，请画出控整流电路，请画

6、出=45时电阻性负载及大时电阻性负载及大电感负载下，输出电压电感负载下，输出电压ud和和SCR承受的电压承受的电压uT波形波形题题2-3：15自然换向点？自然换向点？1个T导通时，另一个承受的电压？ 2个T导通都截止，承受的电压？ 16如图所示为带续流二极管的单相双半波可控整流电路，大电如图所示为带续流二极管的单相双半波可控整流电路，大电感性负载，已知：感性负载，已知：U2=220V,R=20,=60.n（1）画出）画出ud, id, Id,iT1,uT1波形波形;n（2）试计算晶闸管电流电压定额，考虑安全裕量为）试计算晶闸管电流电压定额，考虑安全裕量为2，选择型号选择型号;n（3）计算续流二

7、极管电流平均值和有效值）计算续流二极管电流平均值和有效值;n（4）电感电压平均值）电感电压平均值=？ 题题2-417习题习题2-6n单相桥式全控整流电路大电感负载，已知U2=100V，R=10，=45n（1）负载端不接续流二极管D，计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管电流有效值n（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、iT、iD及变压器次级电流i2的波形。18题解题解2-6AIIIARUIVUttdUUddTddd5 . 436. 62121236. 61064.6364.6345cos1009 . 0cos22)(sin2122

8、19题解题解2-6u2udiT 1、 4iDid20单相桥式半控整流电路接电阻性负载，要求输出整单相桥式半控整流电路接电阻性负载，要求输出整流电压流电压0100V连续可调，连续可调，30V以上时要求负载电以上时要求负载电流达到流达到20A. （1）采用）采用220V交流电网直接供电；交流电网直接供电；（2）采用变压器降压供电，最小控制角为）采用变压器降压供电，最小控制角为30；试；试分析比较这两种供电方式下晶闸管的导通角和电分析比较这两种供电方式下晶闸管的导通角和电流有效值，交流侧电流有效值及电源容量。流有效值，交流侧电流有效值及电源容量。题题2-721n习题2-8单相桥式半控整流电路，由22

9、0V经变压器供电，负载为大电感性并接有续流二极管。要求输出整流电压2080V连续可调，最大负载电流为20A，最小控制角min=30。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。1 求U22cos19.02UUdV，Ud8030minVUUd27.9530cos145. 080cos145. 02 2 计算各元件的电流有效值（最大）晶闸管（最大）？minA，IT9.12202630时整流管（最大）？minAIITD9 .12续流管（最大）？max533.0127.9545.020cos2cos127.959 .020maxmax24.122AIDC48.162018024.122

10、203 计算变压器容量I2max=？AIIT3 .1822kVAIUS7 . 13 .1827.952222习题习题2-9n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。TaTbTcuaubuc23题解题解2-9n考虑触发信号是一一对应的，而不是同时给所有驱动n即与a相自然换点作为参考的触发信号必然是给a相作为触发TaTbTcuaubuc24题解题解2-9n当触发脉冲uga触发a相晶闸管，则a相晶闸管导通n当ugb触发b相晶闸管时，由于a相电压高于b相电压，则a相晶闸管继续导通，b相晶闸管因承受反压而不导通

11、n过了自然换相点后，尽管b相电压高于a相电压，但b相晶闸管的触发脉冲ugb已消失，所以b相晶闸管仍不导通 a相晶闸管导遇到过零点，电流过零而关断n接着导通的是c相晶闸管（分析类似）25题解题解2-9n对于电感性负载在b相触发时仍不导通，当a相电压过零时也不关断，继续导通。直到c相触发时（此时C相电压比A相高，C相触发导通）26n由此可以看出，由于晶闸管间隔导通n出现了输出波形相序混乱现象n输出电压关系不再成立n这是不允许的题解题解27习题习题2-10n具有续流二极管的三相半波可控整流电路，大电感负载R=10，U2=220V，当=60时，n（1）作出Ud、晶闸管电流iT、续流二极管电流iD的波形

12、n（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IT，ID 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:8-Jun-2001 Sheet of File:D:CMCopy of Sheet1.DDBDrawn By:LRDidiDiLiTUd28题解题解2-10n根据触发角和负载性质，画出各点波形123456ABCD654321DCBAT itleNum berR evisionSizeBDate:8-Jun-2001 Sheet of File:D:C M C opy of Sheet1.DDBDrawn B y

13、:LRDidiDiLiTUd29AIdIdIAIdIdIARUdIdVtUttUUdDT43.72132643.721236586.1455.148cos223)d(sin22322362题解题解2-10n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IT，ID。30三相桥式全控整流电路，三相桥式全控整流电路，=60=60，分析故障时，分析故障时u ud d波形波形（1 1）1FU1FU熔断熔断（2 2）2FU2FU熔断熔断题31（1 1）1FU1FU熔断，熔断，凡与凡与a相相关的电压均相相关的电压均无输出，如线电压无输出，如线电压uba, uca, uab, uac32n

14、（2）2FU熔断，凡与b+相关的电压均无输出，如线电压uba, ubc33提问提问n（3）2FU, 3FU熔断n凡与b+,c+相关的电压均无输出，如线电压uba, ubc, uca, ucb34提问：如下情况电路如何工作？提问：如下情况电路如何工作？35三相桥式可控整流电路，共阴极晶闸管T+a、T+b 、 T+c以控制角60 ， 60 ， 60 触发导通，共阳极组晶闸管 T-a 、 T-b 、 T-c以控制角0 ， 30 ， 60 触发导通。试画出ud波形，计算其平均值。 题2-1436三相桥式半控整流电路，分别画出电感性和电三相桥式半控整流电路，分别画出电感性和电阻性阻性=60=60和和=9

15、0=90时的时的u ud d波形波形 udD-aD-bD-cT+aT+bT+cabcRL题图2-17题题2-1737n=60临界连续，输出为udD-aD-bD-cT+aT+bT+cabcRL题图2-1738n=90，输出为udD-aD-bD-cT+aT+bT+cabcRL题图2-1739提问提问n=30连续，输出为udD-aD-bD-cT+aT+bT+cabcRL题图2-1740输出电压计算41输出电压计算42abcLRoipLpcabo1o2TaTbTcTaTbTcud+u2bacT+aT+bT+cT-aT-bT-c思考题43bacT+aT+bT+cT-aT-bT-c三相桥式全控整流电路双反

16、星形整流电路三相桥式全控整流电路双反星形整流电路abcLRoipLpcabo1o2TaTbTcTaTbTcud+u2*44n 图(b)中Lp的作用是 。n右图为图(b)电路控制角为零的外特性曲线，简要说明为何负载电流小于Idmin1 或Idmin2时，输出电压会升高？ n 图9中两条外特性曲线对应不同的平衡电抗器，由图可知Lp1与Lp2哪一个大 。 abcLRoipLpcabo1o2TaTbTcTaTbTcud+u21.35U2IdUd1.17U2Idmin1Idmin2Lp2Lp145n 图(b)中Lp的作用是使两组三相半波电路负载电流均衡负载电流均衡，两组并联并联供电供电。n右图为图(b)

17、电路控制角为零的外特性曲线，简要说明为何负载电流小于Idmin1 或Idmin2时，输出电压会升高？当负载电流小于Idmin1或Idmin2时两组三相半波电路将会单组供电会单组供电，因为单组单组6相半波输出平均电压高于两组并联供电，所以相半波输出平均电压高于两组并联供电，所以当负载电流较小出现单组供电时输出电压会抬高输出电压会抬高n 图9中两条外特性曲线对应不同的平衡电抗器，由图可知Lp1与Lp2哪一个大 Lp1 大。 abcLRoipLpcabo1o2TaTbTcTaTbTcud+u21.35U2IdUd1.17U2Idmin1Idmin2Lp2Lp1462-18注意副边电流有效注意副边电流

18、有效值计算值计算 P49 式式2-65472-18注意原边电流注意原边电流波形波形 P46 图图2-27482-18注意注意LP计算时角频计算时角频率的选取率的选取 P49 式式2-64为什么？为什么？492-18502-19三相全桥全控整流电路对反电势、大电感性负载供电，U2220V，E200V，R=1，60，（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,值，并分别求出ud,iT的波形512-19三相全桥全控整流电路对反电势、大电感性负载供电，U2220V，E200V，R=1，60，（1）不计漏感时求输出整流电压和电流Ud，Id值；22.34cos2.34*220*cos60257.4odUUV257.420057.41ddUEIAR522-19三相全桥全控整流电路对反电势、大电感性负载供电，U2220V，E200V，R=1，60，（2）当Lb=1mH情况下。计算Ud，Id,值，并分别求出ud,iT的波形532-19三相全桥全控整流电路对反电