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电力电子技术第37讲5交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.2电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育本讲是的习题课,讲解第5章所布置的习题。第5章习题(1)第1部分:填空题1.电阻负载的特点是电压与电流成正比,两者波形相同,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~180˚。2.阻感负载的特点是电感电流不能突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~180˚,其承受的最大正反向电压均为,续流二极管承受的最大反向电压为(设U2为相电压有效值)。3.单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为0˚~180˚,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带阻感负载时,α角移相范围为0˚~90˚,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。4.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角δ时,晶闸管的导通角θ=;当控制角α小于不导电角δ时,晶闸管的导通角θ=0。22U22U222U22U22U22Uπα−哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.3电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育5.从输入输出上看,单相桥式全控整流电路的波形与单向全波可控整流电路的波形基本相同,只是后者适用于低输出电压的场合。6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为,随负载加重Ud逐渐趋近于,通常设计时,应取RC≥1.5~2.5T,此时输出电压为Ud≈1.2U2(U2为相电压有效值)。7.填写下表(略)22U20.9U哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.4电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育1.如题图5-1所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象,何为失控,怎样抑制失控?第5章习题(1)第1部分:简答题答:当α突然增大至180o或触发脉冲丢失时,由于电感储能不经变压器二次绕组释放,只是消耗在负载电阻上,会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况,这使ud成为正弦半波,即半周期ud为正弦,另外半周期ud为零,其平均值保持恒定,相当于单相半波不可控整流电路时的波形,称为失控。在负载上并联一个续流二极管,续流过程由其完成,即可抑制失控。哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.5电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育2.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的,那么二者是否有区别呢?答:有区别①单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头,结构较复杂。绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多,在当今世界上有色金属资源有限的情况下,这是不利的。②单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管,比单相全控桥式可控整流电路少2个,相应地,晶闸管的门极驱动电路也少2个;但是在单相全波可控整流电路中,晶闸管承受的最大电压是单相全控桥式整流电路的2倍。③单相全波可控整流电路中,导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而也少了一次管压降。哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.6电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育3.题图5-2为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为2②当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。答:该变压器不存在直流磁化问题。①在正半周时,VTl工作,变压器二次绕组上半部分流过电流。变压器二次电压通过VTl加在VT2两端,且是反向电压,其最大值是。②在单相全控桥整流电路中,在正半周时,在触发角α处给VTl、VT4加触发脉冲,VTl和VT4导通。在负半周时,在触发角α处给VT2、VT3加触发脉冲,VT2和VT3导通。单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头,在正半周时VT1导通,在负半周时VT2导通。所以两电路的输出电压和电流的波形相同。若负载是电感,则多了一个电感续流过程。222U哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.7电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育第5章习题(1)第1部分:计算和画图题1.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、和i2的波形;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,确定晶闸管的额定电压和额定电流。20.9cos0.9100cos3078dUUVα==××=o39ddUIAR==2201()39TQdIIttdtIAT===∫22141TMUUV==解:②③取安全裕量为2,∴额定电压282V。10.70727.5732VTddIIIA===()17.561.57VTTAVIIA==取安全裕量为2,∴额定电流为35.1A。解:①哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.8电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育2.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作,设交流电压有效值U2=220V,控制角α=π/3rad,负载电阻Rd=5Ω,试求:(1)输出电压的平均值Ud;(2)输出电流有效值I。21cos1cos30.90.9220148.522dUUVπα++==××=2222211220123(sin)()sin2sin39.52523UUItdtARRπαππαωωαπππππ−==+=+=∫②解:①哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.9电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育3.晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管,电路如题图5-3所示,U2=100V,电阻电感负载,R=2Ω,L值很大,当α=60°时求流过器件电流的有效值,并作出ud、id、iVT、iD的波形。33.78ddUIAR==/3119.523VTddIIIAπππ−===解:21cos0.967.52dUUVα+==/3227.623VDddIIIAπππ+===哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.10电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育第5章习题(2)第1部分:填空题1.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于,晶闸管控制角α的最大移相范围是0˚~150˚,使负载电流连续的条件为(U2为相电压有效值)。2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120˚,当它带阻感负载时,α的移相范围为0˚~90˚。3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压;这种电路α角的移相范围是0˚~120˚,ud波形连续的条件是。4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流id断续和连续的临界条件是,电路中的二极管承受的最大反向电压为U2。5.填写下表(略)22U30α≤o60α≤o3RCω=6哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.11电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育第5章习题(2)第2部分:简答题1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b两相的自然换相点是同一点吗?如果不是,它们在相位上差多少度?答:不是同一点,相位相差180˚。2.有两组三相半波可控整流电路,一组是共阴极接法,一组是共阳极接法,如果它们的触发角都是α,那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说,例如都是阿相,在相位上差多少度?答:相位相差180˚。4.单相桥式全控整流电路、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,要求的晶闸管移相范围分别是多少?答:单相桥式全控整流电路中,当负载为电阻负载时,晶闸管移相范围是0˚~180˚。当负载为电感负载时,晶闸管移相范围是0˚~90˚。三相桥式全控整流电路中,当负载为电阻负载时,晶闸管移相范围是0˚~120˚。当负载为电感负载时,晶闸管移相范围是0˚~90˚。哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.12电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育uduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥOtuduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥOt3.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,此时的整流电压波形如何?如果有一个晶闸管被击穿而短路,其它晶闸管受什么影响?答:如果有一个晶闸管不能导通,则输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不能导通为例。如果有一个晶闸管被击穿而短路,同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。α=60ْ,电阻负载,VT1不能导通哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.13电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育第5章习题(2)第3部分:计算和画图题1.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作,设交流电压有效值U2=400V,负载电阻Rd=10Ω,控制角α=π/2rad,试求:(1)输出电压平均值Ud;(2)输出电流平均值Id。252.34[1cos()]2.34400(1cos)125.463dUUVπαπ=++=××+=12.54dddUIAR==解:哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.14电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育2.在三相半波整流电路中,如果a相的触发脉冲消失,试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。α=0ْ,电阻负载,VT1不能导通tOuaubucudtOuaubucudα=0ْ,电感性负载,VT1不能导通哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.15电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育3.三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α=60°时,要求:①画出ud、id和iVT1的波形;②计算Ud、Id、IdT和IVT。21.17cos1.17100cos6058.5dUUVα==××=o58.511.75ddUIAR===13.93dTdIIA==16.763VTdIIA==解:②哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.16电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育4.三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α=60°时,要求:①画出ud、id和iVT1的波形;②计算Ud、Id、IdT和IVT。22.34cos2.34100cos60117dUUVα==××=o11723.45ddUIAR===17.83dTdIIA==113.53VTdIIA==解:②哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术37.17电力电子技术交流-直流变换器(14)哈尔滨工业大学远程教育第5章习题(3)第1部分:填空题1.实际工作中,整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数,当α从0°~90°变化时,整流输出的电压ud的谐波幅值随α的增大而增大,当α从90°~180°变化时,整流输出的电压ud的谐波幅值随α的增大而减小。2.三相桥式全控整流电路带阻感负载时,设交流侧电抗为零,直流电感L为足够大。当α=30°时,三相电流有效值与直流电流的关系为I=Id,交流侧电流中所含次谐波次数为,其整流输出电压中所含的谐波次数为6k。3.对于三相半波可控整流电路,换相重迭角的影响,将使输出电压平均值降低。4.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于低电压大电流的场合,当它带电感负载时,移相范围是0˚~90˚,带电阻负载时,移相范围是0˚~120˚;如果不接平衡电抗器,则每管最大的导通角为60˚,每管的平均电流为1/6Id。5.多重化整流电路可以提高功率因数,其中移相多重联结
本文标题:哈尔滨工业大学课件 电力电子技术37
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