電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)

1、第一章電力電子器件重點和難點：一、電力二極管特性 靜態(tài)特性主要是指其伏安特性，而動態(tài)特性是由于結(jié)電容的存在，電力二 極管在零偏置、 正向偏置和反向偏置者三種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的時候， 必然要要經(jīng)歷 一個過渡過程，在這些過渡過程中， PN 結(jié)的一些區(qū)域是需要一定的時間來調(diào)整 其帶電的狀態(tài)， 因而其電壓電流特性不能用通常所說的伏安特性來描述， 而是 隨時間變化的； 電力二極管的正向平均電流是指其長期運行時， 在指定的管殼溫 度和散熱條件下其允許流過的最大公頻正旋半波電流的平均值； 電力二極管的正 向壓降是指在指定的溫度下，流過某一指定的穩(wěn)定正向電流時對應(yīng)的正向壓降。二、晶閘管的工作原理參見教材P16,當(dāng)

2、對晶閘管施以正向電壓且門極有電流注入則導(dǎo)通，當(dāng)對其 施以反相電壓時晶閘管截止， 而把正向電壓改為反向電壓或使的流過晶閘管的電 流降低到接近與零的某一個數(shù)值時晶閘管關(guān)斷。三、MOSFETIGBT的工作原理1、電力MOSFE的工作原理（1）截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。 P基區(qū)與N漂移區(qū)之 間形成的PN結(jié)J1反偏，漏源 極之間無電流流過。（2）導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓UGS當(dāng) UGS大于UT時，P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成 N溝道而使PN結(jié)J1消失，漏極和源極導(dǎo)電。2、IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）三端器件：柵極G集電極C和發(fā)射極E（2）驅(qū)動原理與電力MOSFE基本相

3、同，場控器件，通斷由柵射極電壓 uGE決定。導(dǎo)通：uGE大于開啟電壓 4 GE（th）時，MOSFE內(nèi)形成溝道，為晶體管 提供基極電流，IGBT導(dǎo)通。通態(tài)壓降：電導(dǎo)調(diào)制 效應(yīng)使電阻RN減小，使通態(tài) 壓降減小。關(guān)斷：柵射極間施加反壓或不加信號時，MOSFE內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。四、電力二極管工作原理 電力二極管工作原理與信息電子電路中的二極管的工作原理時一樣的， 都是以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)的，電力二極管實際上是由一個面積較大的 PN結(jié)和兩端引 線以及封裝組成的。例題一、如何用萬用表判別普通晶閘管的極性？如何用萬用表判別雙向晶閘管的 極性？答：1、選用RX100檔，當(dāng)黑

4、筆接某一電極，紅筆依次碰觸另外兩個電極，若有一次阻值很小，另一次阻值很大，則黑筆接的是門極，在阻值小時紅筆接的是 陰極，在阻值大時紅筆接的是陽極。2a、根據(jù)T2與G相距較近，正反向電阻僅為幾十 門，而Ti-T2、Ti-G為巴 選用RX 10檔判斷T1;2b、假設(shè)T2、G，用I +、川方式判別、驗證。例題二、如圖1.1所示，陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im ,試計算各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值丨1、1 二Im . 24 Im sin(，t)(1) ： 0.27171m解：a)Id1=2"2 二 2J 叮(Imsint)2d(wt

5、)+ 丄 7.4767ImJ.2二 4'2 142二b)1 "Im 丿 2Im sin td(wt) (1) = 0.54341mId2 J 422-(Imsin t)2d(wt) = 2Im31： 0.67411m42. 42二c)1 二Id3=£ 02Imd("丄Im4二1.2Im2dC't-Im|3= - 2二02第二章整流電路重點和難點: 、單相橋式全控整流電路波形分析及參數(shù)定量計算1、帶電阻負(fù)載的工作情況(1)電路結(jié)構(gòu)如圖2.1所示1圖2.1(2)工作原理及波形分析如圖2.2所示VT1和VT4組成一對橋臂,在u2正半周承受電壓u2,得到觸

6、發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時關(guān)斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時關(guān)斷。圖2.2(3) 數(shù)量關(guān)系2. 2U2 1 cos：Tt2= 0.9U21 cos：22、帶阻感負(fù)載的工作情況(1)電路結(jié)構(gòu)如圖2.3所示圖2.3(2) 工作原理及波形分析如圖2.4所示u2過零變負(fù)時，晶閘管 VT1和VT4并不關(guān)斷。至31= n +a時刻，晶 閘管VT1和VT4關(guān)斷，VT2和VT3兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，VT1和 VT4承受反壓關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上,此過 程稱換相，亦稱換流。圖2.4(3) 數(shù)量關(guān)系1兀七廠2

7、2Ud2U2Sin td( t)cos： =0.9cos：Jl CtHT1R1例題一、已知全波整流電路由一只晶閘管 和一只二極管組成，U2=220伏，：=60， 求：(1)Ud表達(dá)式Ud、id波形UVT、UVD波形解：波形如圖2.5所示Ud jre0-JLa.嚴(yán)耳h/I、2U2UVTUVD丄2、2U22. 2U2圖2.5一3 cost、2U2 sin，td，t =0.45U2 一Ud 2U 2 sin td t 2二： 2例題二、具有中點二極管的單相半控 橋式整流電路如圖所示。求：=90時的UdUd表達(dá)式Ud max、 UdminUVT1、UVD3波形解：設(shè)在:的期間，VT1、VT2未 觸發(fā)導(dǎo)

8、通，電路正半周時，下面一組 變壓器二次電壓U2工作，VD3和VD2導(dǎo)通；負(fù)半周時，上面一組變壓器電壓 U2工作，VD3和VDi導(dǎo)通。當(dāng)在某時刻觸發(fā)VD1、VD2使之導(dǎo)通時，電路恢復(fù)為單橋相式半控整流電路，Ud的波形如圖所 示。、：=90時的Ud如圖2. 6所示。U d 、 : 0Ud1 1 - 2U 2 sin ，td2 2U 2 sin -td tn a-U2（3 cos：）兀、4龐：=0 時UdmaxU2a圖2.62、2例題三、單相橋式全控整流電路，大電感負(fù)載,U2 =220VRd =40當(dāng):=60時，輸出電流電壓的平均值。如負(fù)載端并接續(xù)流管，其中，試計算、Id又為多少？并求流過晶閘管和續(xù)

9、流管的電流平均值、有效值。1+COSa解：接續(xù)流管 Ud"9Ur-48.5V二 148.54 =37.125AI d 二it -aIdTId =12.375 A2兀ItId =21.4A1 dD= 12.375A2： I2二1 d= 21.4A未接續(xù)流管:Ud =0.9U2COS： = 0.9 220 丄-99V2-24.8AId例題四、某電阻負(fù)載要求0 24V直流電壓，最大負(fù)載電流Idma30A，如用220V交流直接供電與用變壓器降壓到 60V供電，都采用單相半波相控整流電路，能否滿足要求？試比較兩種供電方案的晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、電流值、變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)以及對電源要求的

10、容量。解：220V直供：1 +cosaU 一 =0.45U2-22 24 cos1 - -0.50.45x220=120貝U導(dǎo)通角 v -二- -60Kf=2.778.二 sin2二 >2二(二-)一 2(1 cos-：)UTe = (2 3) 2U2 = (2 3) 2 220 = 622V 933/It(av)=30>(2.77%57 =53AS=IU2=220 2.78 30=18.35KVAsin 2： 二-.4 二2 :-0.31360V直供:2 74 cos1 二 0.780.4560> -39貝q- 二-:-141UTe = (2 3),2U =169.7V 2

11、54.6V卡兀sin2a +2兀(兀一a)Kf1.71312(1 +cos)S=IU2=Kf 30 60 -3.08KVAIt(av1.713.532.7Acos 二 0.685例題五、某電阻負(fù)載，R=50Q,要求U在0600V可調(diào)，試用單相半波與單相全 波二種整流電路，分別計算：晶閘管額定電壓、電流值；連接負(fù)載的導(dǎo)線截 面（導(dǎo)線允許電流密度j=6A/mm）;負(fù)載電阻上消耗的最大的功率。解：單相半波二 0.45U 2當(dāng)：=0時Udmax最大U 2 = 60021333V0.45 2考慮安全系數(shù)UTe =2一25 = 3769-7V匹.竺=12A負(fù)載電流Rd50負(fù)載電流有效值1二Kfld &qu

12、ot;57 12"8.84A,c 1.5712|t（av）亠 224AT（）1.57取 30A S > l/j=18.84/6=3.14mm 2 p=| Rd=18.842 X 50=17.75KW單相全波1 +cosa Ud =0.9U2-2600 U2 =667V 當(dāng)a =0時 0.9晶閘管承受的最大反壓UrM 2U2貝U UTe=2URM1廠仏=型“2a負(fù)載電流Rd 50Rd負(fù)載電流有效值1二Kfld =1.11 113.32A1.57 貝 U流過晶閘管的平均值IdT二了 = 6A 由于流過晶閘管的電流波形系數(shù)為-I T（AV） - 2I dT - 12A取20 S &g

13、t; l/j=13.32/6=2.22mm 22 P=| Rd=13.322 X 50=8.87KW例題六、阻感性負(fù)載，電感極大，電阻Rd=5，電路為具有續(xù)流二極管的單相半控橋電路，輸入電壓U2=220V,當(dāng)控制角=260°時，求流過晶閘管平均電流 值IdT有效值It，流過續(xù)流二極管電流平均值lDd有效值Id。解：整流平均電壓“CO於=0.220COS6=149VU=0.9U222負(fù)載平均電流：I匸RdUd 理 30A5Ji -a流過晶閘管電流平均值IdT=2二“心0 30 “0A360一2Id電流有效值I T= 2二= 17.3A流過續(xù)流二極管電流平均值I Dld-60 30=10

14、A1802I d有效值I Dd=二樓0 漢 30 = 17.3A.180例題七、單相半控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載，已知Ui=220V, Rd=4，要求整流電路的直流輸出電流Id在025A之間變化，求(1) 變壓器的電壓比；(2) 若導(dǎo)線允許電流密度J=5A，求連接負(fù)載導(dǎo)線的截面積；(3) 若考慮晶閘管電壓、電流取2倍裕量，選擇晶閘管額定值；(4) 忽略變壓器勵磁功率，求變壓器的容量；(5) 計算負(fù)載電阻Rd的功率；(6) 計算=0°電路的功率因素。解：U d max =丨 d max Rd = 25= 100VUdU1 一 22 0. 2U2=111VK j -1 1 20.9U2

15、1111 = Kfld =1.11ld =1.11 25 =27.75A2S5.6mmJ 5ItI dIt（AV）=2 而=2 7 =25A（1 分）Un=2 2U2i =314VPd = I 2Rd 二 27.7524 =3.08KwS2 =U2I2 =111 27.753.08KV *A例題八、單相橋式半控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出整流電壓0-100V連續(xù)可調(diào)，30V以上時要求負(fù)載電流達(dá)到20A。采用220V變壓器降壓供電，最小控 制角Cfmin=30° °試求：(1) 交流側(cè)電流有效值及變壓器容量;(2) 選擇晶閘管的型號。對應(yīng)的的整流輸出解：單相橋式半控整流電路

16、接電阻性負(fù)載當(dāng)控制角為最小時, 電壓為最大值U22Ud max2 100119V0.9 1 COSJmin0.9 1 COS30當(dāng)Ud=30V時，所對應(yīng)的控制角:。cos:-二仁_10.440.9 1190.9U2:-116當(dāng):=116°時，要保證整流電路輸出電流為 20A，所需變壓器一，二次側(cè)電流有效值為最大，變壓器二次側(cè)電流有效為30=1.5-Id 20U 1 sin2：-： R119. 1 sin232 180 一116 =38A1.5 . 2二180變壓器一次側(cè)U2I2Ui119 3820.55A220S1 =U1I 220 20.55 =4.5KVA選擇晶閘管時，也應(yīng)以最大

17、a角考慮，即a=116°流過晶閘管電流有效值ItU21sin2：一1 丨2 -26.87A.2晶閘管承受最大電壓為Um=2*ii9=168.3V 例題九、單相橋式半控整流電路。由 220V經(jīng)變壓器供電，負(fù)載為大電感性并接 有續(xù)流二極管。要求輸出整流電壓 2080V連續(xù)可調(diào)，最大負(fù)載電流為20A，最 小控制角«min=30°o試計算晶閘管、整流管、續(xù)流二極管的額定值以及變壓器容單0解:(1)當(dāng)輸出電壓Ud=80V時，對應(yīng)的控制角為最小min=30°,2U d max2F0U 295.3V0.9 1 cos ： min0.9 1 cos30當(dāng)輸出電壓Ud=2

18、0V時，對應(yīng)控制角:為最大，其值為COSmax2Ud0.9U2亠 2 20_10.530.9 95.3-：MAX =122.3考慮最嚴(yán)重的工作狀態(tài)是在:min=30。時。晶閘管電流有效值為:It180 -3020 =13A360晶閘管通態(tài)平均電流It(AV)為I T(AV)It1.57= 8.3A因為整流二極管電流波形與晶閘管一樣,所以其電流有效值和通態(tài)平均電流與晶閘管相等。(2)考慮最嚴(yán)重的工作狀態(tài)a max=122.3 °續(xù)流二極管VD的有效值和通態(tài) 平均電流Z 20 FAI VD(AV)-考慮最嚴(yán)重的工作狀態(tài)，在:min=30°時，變壓器二次側(cè)電流有效值I2最大。12

19、兀-aI180_3020 二 18.3A180S 二U2I2 =95.3 18.3 =1744VA例題十、單相全控橋，反電動勢阻感負(fù)載，R=V1，L=：，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，當(dāng)=60時，求Ud、Id與 的數(shù)值。解:考慮Lb時Ud =0.9U2COS： - Ud2XbIqJIUd -E解方程組得:=44.55V：R 0.9U2cos： 2XbE 兀R +2XbU d = 0.455VId =4.55A/ 八運IdXBcos;c o s( )-U2cos(60 + )=0.4798換相重疊角61.33 -60U.33例題十一、單相半波可控整流電路中，脈沖間隔 二()，晶閘

20、管最大導(dǎo)通角日max=()，晶閘管承受的日max=()，晶閘管可以承受的最大電壓Udm=()，整流電壓的脈動次數(shù) m=()。)，晶閘管最大導(dǎo)通日max =)，整流電壓脈沖次數(shù)答：2 二，二，.2U2，1 例題十二、單相橋式電路中脈沖間隔=()，晶閘管承受的最大電壓Udm=(m=() o答：二，二，2U2，2例題十三、電阻性負(fù)載：單相橋式電路，脈沖移相范圍：=()，電流開始斷續(xù)時dk =() o答：單相橋式0二，0o、三相半波可控整流電路波形分析及參數(shù)定量計算1、電阻負(fù)載(1) 電路結(jié)構(gòu)如圖2.7所示圖2.7(2) 工作原理及波形分析如圖2.8所示：=0°時的工作原理分析變壓器二次側(cè)a

21、相繞組和晶閘管VT1的電流波形，變壓器二次繞組電流有直流分量。晶閘管的電壓波形，由3段組成i a =0*RI/b).A.xFxc)巾hn h -1iS?-Z1Xit1觀e)*rt I*:Jrv11t皿f)叫k 11+!a0/圖2.8(3) 數(shù)量關(guān)系:V 30°時負(fù)載電流連續(xù)Ud 13 62U2 sin td ( t) U2cos： =1.17U2cos-：6 ：2 二3:30°時負(fù)載電流斷續(xù)Ud 1i3/2iiR亠 J2U 2 sin 沁俾t) = 2 1 +cos) =0.675 |1 + cos(二 +a)訂2 二 IL 6_632、阻感負(fù)載(1) 電路結(jié)構(gòu)如圖2.9所

22、示圖2.97?(2) 工作原理及波形分析：V 30°時：整流電壓波形與電阻負(fù)載時相同。:>30°時(如：=60°時的波形如圖2.10所示)。u2過零時，VT1不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來，才換流，ud波形中出 現(xiàn)負(fù)的部分。id波形有一定的脈動，但為簡化分析及定量計算，可將id近似為一條水平線圖 2.10（3）數(shù)量關(guān)系U d = 1.17U 2 cos 二三、三相橋式全控整流電路波形分析及參數(shù)定量計算1、電阻負(fù)載（1）電路結(jié)構(gòu)如圖2.11所示¥1¥7八耳叫VT4VT(VT;d,圖 2.11（2）工作原理及波形分析如圖2.12所示當(dāng)：<

23、 60°時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形 狀一樣，也連續(xù)；當(dāng):>60°時，ud波形每60°中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值；帶電阻負(fù)載時三相橋式全控整流電路 :角的移相范圍是120°(3) 數(shù)量關(guān)系： 60°時負(fù)載電流連續(xù)1罟妝廠Ud ： 60°時負(fù)載電流斷續(xù)3 兀 j-IUd6U 2 si n，td(，t) =2.34U2 1 cos( )二,IL3. 6U 2 sin td ( t) = 2.34U 2 cos：時段ImIVVVI 1共陰極組中導(dǎo)通 的晶閘管VT】VTvt3VTjVT,vt5共陽極組中

24、導(dǎo)通 的晶閘管vt2vt4vt4vt6整流輸出電壓叫町玄 %叫地叫%2、阻感負(fù)載（1）電路結(jié)構(gòu)（2）工作原理及波形分析：<60°時ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似。區(qū)別在 于：得到的負(fù)載電流id波形不同。當(dāng)電感足夠大的時候，id的波形可近似 為一條水平線。:>60°時阻感負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同。電阻負(fù)載時， ud 波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分。阻感負(fù)載時，ud波形會出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的:角移相范圍為90°。（3）數(shù)量關(guān)系Ud 二-3®2Sin td （，t） = 2.34U 2 cos：3四、可控整

25、流電路有源逆變的工作條件和工作原理產(chǎn)生逆變的條件（1）有直流電動勢，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致， 其值大于變流器 直流側(cè)平均電壓。（2） 晶閘管的控制角n /2，使Ud為負(fù)值。五、踞齒波觸發(fā)電路原理同步信號為踞齒波觸發(fā)電路大致需要以下幾個步驟：a.脈沖形成環(huán)節(jié)；b.鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)；c.同步環(huán)節(jié)；d.雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。VT1VD1例題一、如圖為二相零式可控整流電路， 直接由三相交流電源供電，試求：=60時的u波形Ud表達(dá)式晶閘管的移相范圍Ud max、 Udmin解：（l）：v 120 以及 120 <： < 150 時的0Ud波形如圖所示了、c "、J0 K

26、120時15 二U 2 二'| F J2U 2 sincotdt + ：J2U2 sincctdcot 帳飛一22 :120 < : < 150 時1arU 0 32 囂 IL0' 2U 2 (2、3 - . 3sin(： -§)、2U2(1.3 cos：)竺江1<2U2sintdcot + $ 72U 2sincotdt + ：&2U2 sinotdta622 二晶閘管的移相范圍150：=0 時 Udmax=184.8 伏：=150 時 Udmin=99 伏例題二、如圖所示的二相式可控整流電路，直接由三相電源供電，試求:TO1VTkAkbV

27、D2B_KL_H(1) a =90°時Ud的波形(2) 推導(dǎo)Ud的計算公式(3) 晶閘管的移相范圍 Ud max、Udmin解：(1)2t5;:TUd =丄、2U2sin，td，t 亠 i “2U2sin(，t-f )d t a丘362 U 2 13 cos j2 二b. 150°w：w 3000-. 1 J 72u 2 sin cotdcot 空也T 61Ud2兀La-<(4)2 二2Udmax =PU2(2+®'3L0.84U2 當(dāng):=0時2二當(dāng)用=5 二/3 時 U d min = 0U 2 1 * cosg例題三、三相半波可控整流電路，電壓極

28、大，電阻Rd=2,】,U2=220V,當(dāng)二=60 , 求出接續(xù)流二極管和不接續(xù)流二極管兩種電路結(jié)構(gòu)下的整流電壓， 整流電流并選 擇晶閘管。解：接續(xù)流二極管U2 1Ud=0.675-TOO=0.6751 cos( ) =135VIL 63山=135 =67.5Ald= Rd21501廠 15°一6067X33.75AIT|T=360 d 36031 42晶閘管：In>(1.52) 1.57AUn>( 23).6U 2 =7OOiooov不接續(xù)流二極管Ud=1.17U2COs60 -117VId= RdUd 117 -58.5A2lT=；3Id、158.5=33.75A3晶閘

29、管：In >( 1.52)丄 311.5742AUn >( 23).6U2 = 7501000VUt -2 230 =460V取 500V 選擇 KP50-5例題四、三相全控橋式整流電路，Ld=0.2H, Rd=41,要求U從0220V之間變化 試求：不考慮控制角裕量時，整流變壓器二次相電壓。計算晶閘管電壓、電流值，并選擇晶閘管型號。（安全裕量取2倍）。變壓器二次電流有效值丨2。計算變壓器二次側(cè)容量Seo：=0時電路功率因數(shù)cos o當(dāng)觸發(fā)脈沖距對應(yīng)的二次側(cè)相電壓波形原點多少電角度時，U已為零解： U d 2.34U 2 cos當(dāng) <=0 時 Udmax=220VIdUd22

30、02.34= 94V2204=55 AldT 二丄ld =18.3A2兀 3流過晶閘管的電流有效值流過晶閘管的電流平均值l d 1It(av)-2 d40.4A<357取 50A最大反向電壓為6U2 =230V12 =122二.22 二2 二1d 3 兒3身8A S2 = 3U 212 3 44.8 94 二 12.66KVA Pd 二 ldUd=55 220 =12.1KVAP121cos0.956S212.66當(dāng)觸發(fā)脈沖距對應(yīng)的二次側(cè)相電壓波形原點120電角度時，U為零。例題五、某晶閘管可逆供電裝置為三相半波接線，變壓器二次相電壓有效值為230V，R=0.3，電動機(jī)從220V、20A

31、穩(wěn)定的電動狀態(tài)下進(jìn)行發(fā)電機(jī)再生制動, 要求制動初始電流為40A，試求初始逆變角應(yīng)多大？解：U =E ldRE =220-20 0.3 = 214VE =1.17U2COS 1 IdRR 214407.3cos0.751.17730=41.40例題六、三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負(fù)載，U2=100V，R=V1 , LB=lmH， 求當(dāng)=30時、E=50V時Ud、Id、的值。解：考慮Lb時Ud =1.17U2COS - UdUd3XbIq2 二Ud -ER解方程組得：2 二R 1.17U2COS： 3XbE2 兀R+3Xb：Ud -6.7VI d = 44.63A心、2IdXBC OS -c

32、 o S(+)=<6U2 cos(30 +)=0.752換相重疊角= 41.28 30 =11.28例題七、三相全控橋式整流電路，整流變壓器為 /Y-7連接，觸發(fā)電路為 NPN型鋸齒波移相(電路要求工作在整流和逆變狀態(tài))，考慮鋸齒波起始端的非線性， 留出60°裕量。此外，同步變壓器TS二次電壓Us經(jīng)阻容濾波后為Us'再接到觸發(fā) 電路，Us'滯后Us 30°，試求：(1) 要求鋸齒波底寬多少？(2) 同步信號Usa與對應(yīng)晶閘管陽極電壓Ua的相位關(guān)系；(3) 畫出矢量圖、確定同步變壓器的鐘點數(shù)。解：(1)踞齒波底寬240°(2) 信號Usa滯后對

33、應(yīng)晶閘管陽極電壓 Ua 1500，同步信號Usa滯后對應(yīng) 晶閘管陽極電壓Ua 1200(3) 共陰極組： /Y-11、共陽極組： /Y-5例題八、三相全控橋式整流電路，整流變壓器為Y/Y-6連接，觸發(fā)電路為PNP型 鋸齒波移相(電路要求工作在整流和逆變狀態(tài))，考慮鋸齒波終止端的非線性，留 出600裕量。此外，同步變壓器TS二次電壓Us經(jīng)阻容濾波后為Us'再接到觸發(fā)電 路，Us'滯后Us300，試求：(1) 要求鋸齒波底寬多少？(2) 同步信號Usa與對應(yīng)晶閘管陽極電壓Ua的相位關(guān)系；(3) 畫出矢量圖、確定同步變壓器的鐘點數(shù)。解:(1) 踞齒波底寬2400(2) 信號Us a滯

34、后對應(yīng)晶閘管陽極電壓 Ua 300,同步信號Usa與對應(yīng) 晶閘管陽極電壓Ua同相(3) 共陰極組：Y/Y-6、共陽極組：Y/Y-12Uaibi例題九、三相半波可控整流電路對直流電動機(jī)供電，當(dāng) :=60，理想空載轉(zhuǎn)速 no=1OOOrpm,在： =30時，理想空載轉(zhuǎn)速 noi=()； >2 = 9。時，理想空載轉(zhuǎn)速 no2=()，3=120 ， no3=()。答：1000rpm，866rpm，500rpm例題十一、三相三線制交流調(diào)壓電路，電阻負(fù)載，開通角);其中當(dāng)電路處于三個晶閘管導(dǎo)通和兩個晶閘管導(dǎo)通交替狀態(tài)的時，"=()，每個晶閘管導(dǎo)通時間日1=();當(dāng)電路處于任一時刻都是兩個

35、晶閘管導(dǎo)通時"2=()，晶閘管的導(dǎo)通時間02 =()；當(dāng)電路處于兩個晶閘管導(dǎo)通的和無晶閘管導(dǎo)通的交替狀態(tài)時>3=()，晶閘管的導(dǎo)通時間升=( )答案：° 150 ； 0 60，180 ； 60 90，120 ； 90 150，)，日xm =( )，300 - 2例題十二、三相橋式可控整流電路中的=(Udm=()， m=()。答:3，6U2)，電流開始斷續(xù)時k =)，電流開始斷續(xù)時:'k例題十三、三相半波電路脈沖移相范圍:=()；三相橋式電路脈沖移相范圍=(=( 答：三相半波0150，30 ;三相橋式0120，60第三章直流斬波電路重點和難點：buck、boos

36、t斬波電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理以及電壓、電流數(shù)量關(guān)系，直流 斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭ɑ蚩烧{(diào)電壓的直流電，也稱為直流一直流變換器。直流斬波電路的種類很多，包括6種基本斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、CUK斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電 路，下面將主要介紹降壓斬波電路(Buck Chopper)和升壓斬波電路(BoostChopper)電路、工作原理和電壓電流數(shù)量關(guān)系。例題一、降壓斬波電路，如圖所示，VT的開關(guān)周期是T=300 s，導(dǎo)通時間3，E=100V L=50mH R=1。，求：負(fù)載 U0, I 0，流過 UT和 VD的電流 I dT、I dD

37、;輸 入功率和負(fù)載功率Pi、Pro解:X= LId= RETon 1四=33.3V3Ud333.33.3A1Ud= T1 £I護(hù)Tdt IdT= I1 T t I Ddt IdD= T 31 T二 * =11.1A3Pi=T03EiTdt*3iTdt®100 “ggPR=UdIa=33.333.3=1.11KW1004例題二、直流斬波器帶電阻性負(fù)載，已知導(dǎo)通比：=1/4，fcH=125Hz, E=100V，R=ri，試求：(1)輸出電壓的平均值Ud和有效值u ；2)電源輸出功率P和電阻消耗功率Pr ;(3)斬波效率Pr/PoTon解:-25VR1P = IE = 50 10

38、0= 5KwPr = IU =50 50=2.5KwPr5025=2例題三、已知如圖所示的 DC-DC變換器，如要求輸出電壓為 24V，負(fù)載電阻 R=0.4，晶體管和二極管通態(tài)壓降分別為1.2V，占空比D = 0.5 ,匝比晶體管有效電流；晶體管承受的峰值電壓。n=N2/N1=0.5，求：平均輸入電流I;效率；晶體管平均電流、晶體管峰 值電流、60-60 ATrtN,N(a)解：（1）丄 2460AR 0.4IiI2 =0.512 =30AN1Ui二U1.2U1N2U1二吐 U 2 i=2 26 =52VN2(2)Ui =U11.2 = 53.2VPi =Uili =53.2 30 =1 5

39、9WP 二 U=24 60 = 14 4W/所求效率為P1440100%100% =90%Pi1596(3)晶體管平均電流為1IdT =7 "5A2晶體管峰值電流為I尸 30A晶體管有效值電流為(2)如果要求輸出電壓60V，此時占空比D為例題四、升壓式DC-DC變換器電路如圖所示，輸入電壓為27V± 10%,輸出電壓 為45V，輸出功率為750W，效率為95%，若等效電阻為R=0.05。求最大占空比；如要求輸出60V是否可能？為什么？解：輸入電流的平均值為,Ui -RIi U 1 -DU -UiRi nUi=27 -27 10% =24.3VU minD min丄75045

40、 -24.30.050.9524.3 c 匚0.545D maxUZ 計6化,0.6260理論上說明電路是可以輸出 60V電壓第四章交流電力控制電路和交交變頻電路重點和難點：一、單相交流調(diào)壓電路工作原理交流調(diào)壓電路把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中， 通過對晶閘管的控 制就可以控制交流電力。這種電路不改變交流電的頻率，稱為交流電力控制電路。 在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制， 可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效 值，這種電路就稱為交流調(diào)壓電路。交流調(diào)壓電路分為單相交流調(diào)壓電路和三相 交流調(diào)壓電路，其中單相交流調(diào)壓電路是基礎(chǔ)，下面簡要介紹單相交流調(diào)壓電路 的工作原理，根據(jù)負(fù)載的情況分為：1、

41、電阻負(fù)載2、組感負(fù)載二、單相交交變頻電路的構(gòu)成本節(jié)所講的交交變頻電路采用的是晶閘管， 這種電路也稱為周波變流器，交 交變頻電路是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路。 由 于沒有中間直流環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路。單相交交變頻電路由P組和N組反并聯(lián)的晶閘管變流電路構(gòu)成，和直流電機(jī)可逆調(diào)速用的四象限變流電路完全 相同。例題一、單相交流調(diào)壓電阻負(fù)載，移相角 ?1=()，電阻感負(fù)載，移相范圍 ：2=( )。答：0二，'二例題二、單相交流調(diào)壓，阻感負(fù)載，UF=220V L=5.5mH, R=，求：移相角。 二？最大負(fù)載電流有效值 匸？最大輸出功率Pmax=功率因數(shù)Cos

42、74;=?解：( 1)所以(2)"'時,U1仏©L二 arcta narcta nR250 5.5 10160 ： 180電流連續(xù)，電流最大220J3=60110A1= Z 12二 50 5.5 10 “(3) p=UU cos U1|2cos，220 110 cos60、12.1KW例題三、什么是過零觸發(fā)？某單相反并聯(lián)調(diào)功電路，采用過零觸發(fā)。U2=220V，負(fù)載電阻R=1，在設(shè)定的周期Tc內(nèi)，控制晶閘管導(dǎo)通0.3S、斷開0.2S,試計 算送到電阻負(fù)載上的電壓、功率與晶閘管一直導(dǎo)通時送出的功率。解：過零觸發(fā)是在設(shè)定的時間間隔內(nèi)，改變晶閘管導(dǎo)通的周波數(shù)來實現(xiàn)電壓或功率

43、的控制0.30.60.5U222P = 0.6 220 =29040WRU 漢沁 U 2 “ 0.6220 T70.4V電源直通2=2202 -48400W第五章逆變電路重點和難點：一、逆變電路的基本工作、換流方式將直流電轉(zhuǎn)變成交流電稱為逆變，其基本工作原理如教材P132,換流方式有 四種分別為（1）器件換流（2）電網(wǎng)換流（3）負(fù)載換流（4）強(qiáng)迫換流。電流型逆變電路是指直流電源為電流源的逆變電路， 實際中理想直流電源并 不多見，一般是在逆變電路直流側(cè)中串聯(lián)一個大電感， 其工作原理分單相和三相 分別來描述。二、多重逆變電路和多電平逆變電路多重逆變電路是指將若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起

44、來， 使它 們所含的某些主要諧波分量相互抵消， 來得到較為理想的接近正弦波的波形， 從 電路的合成方式來看，多重逆變電路有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重 是將幾個電路的輸出串聯(lián)起來，電壓型逆變電路多用串聯(lián)多重方式； 并聯(lián)多重是 將幾個逆變電路的輸出并聯(lián)起來，電流型逆變電路多用并聯(lián)多重方式。多電平逆變電路是指能使逆變電路的相電壓輸出多個電平，目的是其波形更接近正弦波波形。例題一、單相橋式電流型并聯(lián)諧振式逆變電路，如圖5- 12,逆變器輸出功率P=100KWV逆變頻率f=1000HZ,直流電壓 Ud=500V電流ld=250A,電流變化率 di/dt=200A/ J s, cos 1 = 0.8 ;請選擇晶閘管VT,晶閘管可以觸發(fā)引前時間t 解:(1)晶閘管的選擇兀500兀700V負(fù)載電壓有效值U0=Ud2、2 0.8則 LT>(2 3)、2U 0 =(5 -2) .2 700取 UT=2000V4Id一d-