[电力电子技术作业题x]

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电力电子技术计算题

第二章

3. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

图1-43 晶闸管导电波形

解：a) Id1==()0.2717 Im

I1==0.4767 Im

b) Id2 ==()0.5434 Im

I2 ==0.898 Im

c) Id3==0.25Im I3 ==0.5Im

整流电路

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。

解：①波形如下图。

②输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2分别为

Ud＝0.9?U2?cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V）

Id＝Ud/R＝77.97/2＝38.99（A）

I2＝Id＝38.99（A）

③晶闸管承受的最大反向电压为：√2U2＝100√2＝141.4（V）

考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN＝（2~3）×141.4＝283~424（V）

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取.

流过晶闸管的电流有效值为：IVT＝Id∕√2＝27.57（A）

晶闸管的额定电流为：IN＝（1.5~2）×27.57∕1.57＝26~35（A）

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

5．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当α=30时，要求：作出ud、id和i2的波形；（不是作业题）

1.求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；

2.考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：①ud、id和i2的波形如下图：

②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为

Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)

Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)

I2＝Id ＝9(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为：√2U2＝100√2＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id /√2＝6.36（A）

故晶闸管的额定电压为：UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）

晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）

晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

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。

解：假设α＝0o，当负载为电阻时，ud的波形如下：

当负载为电感时，ud的波形如下：

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：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。

解：①ud、id和iVT1的波形如下图：

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud＝1.17U2cosα＝1.17×100×cos60°＝58.5（V）

Id＝Ud∕R＝58.5∕5＝11.7（A）

IdVT＝Id∕3＝11.7∕3＝3.9（A）

IVT=Id/√3=6.755(A)

13．三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。

解：①ud、id和iVT1的波形如下：

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud＝2.34U2cosα＝2.34×100×cos60°＝117（V）

Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A）

IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A）

IVT＝Id∕√3＝23.4∕√3＝13.51（A）

15．三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当α=30时、E=50V时Ud、Id、γ 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。

解：考虑LB时，有：

Ud＝1.17U2cosα－ΔUd

ΔUd＝3XBId∕2π

Id＝（Ud－E）∕R

解方程组得：

Ud＝（πR?1.17U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝94.63（V）

ΔUd＝6.7（V）

Id＝44.63（A）

又∵

cosα－cos(α+β)＝2IdXB∕√6U2

即得出

cos(30o+γ)=0.752

换流重叠角

γ?＝?41.28°-?30°=11.28°

ud、iVT1和iVT2的波形如下：

第五章 直流斩波电路

2．在图3-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为

Uo===80(V)

输出电流平均值为

Io ===5(A)

5．在图3-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

解：输出电压平均值为：

Uo ===133.3(V)

输出电流平均值为：

Io ===6.667(A)

8．分析图3-7a所示的电流可逆斩波电路，并结合图3-7b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。

解：电流可逆斩波电路中，V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限。

图3-7b中，各阶段器件导通情况及电流路径等如下：

V1导通，电源向负载供电：

V1关断，VD1续流：

V2导通，L上蓄能：

V2关断，VD2导通，向电源回馈能量

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