《电力电子变流技术课后答案第2章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子变流技术课后答案第2章（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电力电子变流技术课后答案第二章第一章单相可控整流电路习题与思考题解2-1 什么是整流？它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的？解：整流电路是一种 AC/DC变换电路，即将交流电能变换为直流电能的电路，它是利 用半导体二极管的单向导电性和晶闸管是半控型器件的特性来实现的。2-2 某一电热装置(电阻性负载)，要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从 220V交流电网供电。计算晶闸管的控制角 a、导通角0、负载电 流有效值，并选择晶闸管。解：(1)整流输出平均电压U d=2 si n 4td g .t)=丄 f72u 2 sin .td 俗.t) b2応 a1
2、+COSGV 2:0.45U 21 cos：22-#电力电子变流技术课后答案第二章2-#电力电子变流技术课后答案第二章COsa 4控制角a 60导通角 0 = n - a =120 1=2汉751=0.51520.45U 20.45 2202-#电力电子变流技术课后答案第二章2-#电力电子变流技术课后答案第二章负载电流平均值I d=20(A)RR= Ud/Id= 75/ 20=3.75 Q1=1 V1 =负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值lw，所以si nt d t =U1 si n 2 一 = 37.6(A)RR 4 二(3).当不考虑安全裕量时IV1 =kfelvEAR =1.57Iv
3、ear则晶闸管通态平均电流Ivear = Iv1 /1.57=37.4 /1.57=23.9(A)晶闸管可能承受的最大正反向电压为. 2U2 2220 ： 311(V)所以，可选择额定通态平均电流为30A、额定电压为400V的晶闸管。按裕量系数2,可选择额定通态平均电流为50A、额定电压为700V的晶闸管。2-3.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Ud二2U 2 1 C0，并画出控制角为a时的输出整流电压 Ud、晶闸管承兀2受电压Uvi的波形。解:U d=2sin，.td ( .t)=2 sin，.td ( .t)2-#电力电子变流技术课后答
4、案第二章2-#电力电子变流技术课后答案第二章JU2311 + cosa、c ,1 + cosaifc 0.45U 2I 2 丿22控制角为a时的输出整流电压Ud、晶闸管承受电压 UV1的波形参阅教材 P31中的图2-3 (b )、(c)、(d)和(h)。2-4.将单相半波可控整流电路中电阻负载和电感性负载的工作原理作个比较，找出差 别，并画出电阻负载输出电压比、电流id和晶闸管电压uw波形；写出Ud、Id计算公式。解：电阻性负载电路输出电流id与输出电压Ud相位相同，波形相似。晶闸管导通区间从a至n ,导通角0 =n a。Ud波形从a至变压器二次电压正变负的过零点。电感性负载电路由于电感的储能
5、作用，输出电流id与输出电压Ud相位不相同，电流id滞后于电压Ud。而且，电流id不能随电压Ud突变。晶闸管导通区间从 a开始并超过n过零点，导通角0 n a。Ud波形从a开始至变压器二次电压正变负的过零点后，进入负半周。导通角0的大小，与负载电感值L有关，L越大，储能越多，0亦越大，Ud波形进入变压器二次电压负半周的 部分亦越多，输出电压的平均值U亦下降的越多。当负载为大电感负载时，U近似等于零，此时输出平均电流Id亦很小。电阻负载输出电压 Ud、电流id和晶闸管电压UV1波形参阅教材 P 27中的图2-1。电阻负载Ud、Id计算公式如下：(1)整流输出平均电压JI /2U 2 sin .t
6、d (国.t)1 2: 一Ud=2U 2sin .td( .t)2 :空0竺卜0.45U2伫空I 2丿2负载电流平均值Id =2-5.单相半波大电感负载可控整流电路中，带续流二极管和不带续流二管在输出电压Ud和电流id、晶闸管电压Uw和电流ivi、续流二极管电压 UV2和电流iv2波形上有何区别。写 出带续流二极管时 Ud、id、ivi、iv2的平均值和有效值计算公式。解：不带续流二管时，当负载为大电感负载时，输出电压Ud波形与横坐标所围的正负面积相等，Ud近似等于零，此时输出平均电流 Id亦很小。输出电压 Ud和电流id、晶闸管电压 UV1和电流ivi的波形参阅教材P30中的图2-2。其中，
7、ivi的波形与id的波形相同。带续流二极管时，由于续流二极管的作用，晶闸管从a开始导通，至变压器二次电压正变负的过零点时，由于电感应电动势的作用使续流二级管导通，晶闸管被迫关断，所以，晶闸管导通区间从a至n ,导通角0 = na。由于负载为大电感负载，所以负载电流id脉动很小，近似为一平行横坐标的直线，晶闸管电流ivi、续流二极管电流iv2近似为正向矩形波，导通角分别为 0 = n a和0 = n+ a。输出电压Ud和电流id、晶闸管电压Uvi和电流ivi、续流二极管电压 Uv2和电流iv2波形参阅教 材P3i中的图2-3。d、 Ivi、带续流二极管时 比、id、ivi、iv2的平均值和有效值
8、计算公式如下:输出电压的平均值Ud为Ud=0.45U2 C0S-(2)输出电压的有效值值U为丄 f(V2u2sin国 Jd(銚)=U2兀i- sin 2-(3)输出电流的平均值Id为IdUdR(4)输出电流的有效值值IdUdR(5)晶闸管的平均电流I viAR 为IviAR =idd t = Id(6)晶闸管电流的有效值Ivi为(7)续流二极管的平均电流(JT -CL2 二 Jd.IdIV2AR=12兀(8)续流二极管电流的有效值IV2为Iv2=； oI-t =Id2-6.有一单相桥式全控整流电路，负载为电阻性，要求算整流变压器的副边电流12,按照上述工作条件选择晶闸管。解：ld=Ud/R,贝
9、y R=Ud/Id=80/70=1.14 QUd=0.9U2x (1+cos a )/2 则U2=95Va =30 时，U=80V, ld=7A。计=82.12 (A)|2I vear = Iv1 / kfe =58/1.57 37 (A)考虑裕量系数2,2 X 37= 74(A)2、2u 2 = 2、. 2 95 ： 268.7(V)选额定电流100A、额定电压300V的晶闸管。2-7 .单相全控桥式整流电路接大电感负载，已知U2=100V , R=10 Q , a =45 。(1) 负载端不接续流二极管V4，计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管电流有效 值。(2) 负载端接续流二极管 V4
10、，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、iv11、iv4及变压器次级电流i2的波形。 解：(1 )负载端不接续流二极管V4时输出电压平均值为:0.9U 2 cos：2 2oj2U2sineo .t(dco.t )=U2cosa=0.9 X 100 X 0.707 # 63.7(V)输出直流电流平均值为1厂6.37(A)V1晶闸管电流的有效值为4.5(A)(2)负载端接续流二极管V4时输出电压平均值21 亠 cos U d =J2U 2 Sin .td (co .t )筈 0.9U2= 0.9 x 100 x 0.854 = 76.8 (V)2兀谊2输出直
11、流电流平均值为Id =Ua - 7.68(A)R晶闸管与整流二极管电流的有效值|V1、I V2为IV1=IV2F 云ddt AkId续流二极管电流的有效值二 4.70 (A)I V4为I V4二 3.84 (A)变压器二次电流的有效值 丨2为2 -Id 2d、t;V ji-、一 2IV1 = . 24.70 =6.65 (A)接续流二极管时的比、id、iV11、iV4及变压器次级电流i2的波形参阅教材P 41中的图2-2-8单相桥式半控整流电路接电阻性负载，要求输出整流电压0100V连续可调，30V以上时要求负载电流能达到20A。当（1）采用220V交流电网直接供电；2）采用变压器降压供电，最
12、小控制角 a min=30,试分析比较二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。解：（1）采用220V交流电网直接供电时Ud =0.9Ud1 COS：当输出平均电压U d为100V时cos_ 込 一10.9U22 100一1 ： 0.01010.9 220当输出平均电压U为30V时cos： 址一10.9U22 30_1 ： 0.69700.9 220:134导通角0 = n a，所以晶闸管导通角 0 = 90 46。要求在此导通角范围之间，均能输出20A负载电流，故应在最小0即最大a max时，计算晶闸管电流有效值和变压器二次电流有效值。ld=20A,则晶闸管平均电
13、流I V1AR= Id/2=10A当= 134 =134n / 180=0.7444 n 时波形系数为Kf1二 sin 2二】2二(二-)_: 3.222(1 cos)晶闸管电流的有效值为交流侧电流的有效值为交流电源容量为IV1 = K 伯 I v1ar - 32210 = 32.2 (A)I 2 21V45.5 (A)S2=I2U2 =45.5 220 =10010VA ： 10.01 KVA2）采用变压器降压供电时Ud=0.9 U2 C0S:-a min=30时，输出电压为100V,则变压器二次电压为U22Ud2 100119 (V)0.9 1 cos* i 0.91 cos302-#电力
14、电子变流技术课后答案第二章2-#电力电子变流技术课后答案第二章当Ud=30V时的最大控制角a max为2Ucos:-max2 3010.43980.9U20.9 1192-#电力电子变流技术课后答案第二章2-#电力电子变流技术课后答案第二章a max 116晶闸管导通角 0 = n a，贝V 0 = 15064要求在此导通角范围之间，均能输出20A负载电流，故应在最小0即最大a max时，计算晶闸管电流有效值和变压器二次电流有效值。ld=20A,则晶闸管平均电流I V1AR= Id/2=10A当= 116 =116n / 180=0.6444 n 时波形系数为Kf1 二 22十)=2.69J 2 (1 + cos。)
