電力電子技術第3章 習題答案

1、3章 交流-直流變換電路 課后復習題第1部分：填空題1.電阻負載的特點是 電壓與電流波形、相位相同；只消耗電能，不儲存、釋放電能 ，在單相半波可控整流電阻性負載電路中，晶閘管控制角的最大移相范圍是 0° a 180° 。2.阻感負載的特點是 電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變 ，在單相半波可控整流帶阻感負載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角的最大移相范圍是 0° a 180° ，其承受的最大正反向電壓均為 ，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為 （設U2為相電壓有效值）。3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負載時，角移相范圍為 0

2、6; a 180° ，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 和 ；帶阻感負載時，角移相范圍為 0° a 90° ，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和 ；帶反電動勢負載時，欲使電阻上的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側串聯(lián)一個 平波電抗器(大電感) 。4.單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角大于不導電角d時，晶閘管的導通角q = 180°-2d ; 當控制角a小于不導電角 d 時，晶閘管的導通角 q = 0° 。5.從輸入輸出上看，單相橋式全控整流電路的波形與 單相全波可控整流電路 的波形基本相同，只是后者適用于

3、 較低 輸出電壓的場合。6.電容濾波單相不可控整流帶電阻負載電路中，空載時，輸出電壓為 ，隨負載加重Ud逐漸趨近于0.9 U2，通常設計時，應取RC 1.52.5T，此時輸出電壓為Ud 1.2 U2(U2為相電壓有效值)。 7.電阻性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于 ，晶閘管控制角的最大移相范圍是 0°a90° ，使負載電流連續(xù)的條件為 a30° (U2為相電壓有效值)。8.三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差 120° ，當它帶阻感負載時，a的移相范圍為 0°a90° 。9.

4、三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是 電壓最高 的相電壓，而共陽極組中處于導通的晶閘管對應的是電壓最低 的相電壓；這種電路 a 角的移相范圍是 0°a120° ，ud波形連續(xù)的條件是 a60° 。10*.電容濾波三相不可控整流帶電阻負載電路中，電流 id 斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是 ，電路中的二極管承受的最大反向電壓為 U2。11.實際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，當 a 從0°90°變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨 a 的增大而 增大 ，當 a 從90°180°變化時

5、，整流輸出的電壓 ud 的諧波幅值隨 a 的增大而 減小 。12.三相橋式全控整流電路帶阻感負載時，設交流側電抗為零，直流電感L為足夠大。當 a 30°時，三相電流有效值與直流電流的關系為I = Id ，交流側電流中所含次諧波次數(shù)為 6k±1,k=1,2,3 ，其整流輸出電壓中所含的諧波次數(shù)為 6k, k=1,2,3。13.對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使輸出電壓平均值 減小 。14.逆變電路中，當交流側和電網(wǎng)連結時，這種電路稱為 有源逆變 ，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用 全控 型可控整流電路 ，當控制角 0<a < p /2 時，整流電路工作在 整

6、流 狀態(tài)； p /2< a < p 時，整流電路工作在 有源逆變 狀態(tài)。15.在整流電路中，能夠實現(xiàn)有源逆變的有單相全控 、三相全控橋 等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其值大于變流器直流側平均電壓 和晶閘管的控制角a 大于/2 。16*.晶閘管直流電動機系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當電流連續(xù)時，電動機的機械特性為一組平行的直線，當電流斷續(xù)時，電動機的理想空載轉速將 增大 ，隨 a 的增加，進入斷續(xù)區(qū)的電流 加大 。17*.直流可逆電力拖動系統(tǒng)中電動機可以實現(xiàn)四象限運行，當其處于第一象限時，電動機作 電動 運行，電動機 正 轉，正

7、組橋工作在 整流 狀態(tài)；當其處于第四象限時，電動機做 發(fā)電機 運行，電動機 反 轉， 正 組橋工作在逆變狀態(tài)。18.大、中功率的變流器廣泛應用的是 鋸齒波 觸發(fā)電路，同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路，可分為三個基本環(huán)節(jié)，即脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成和脈沖移相 和 同步環(huán)節(jié)。第3部分：計算和畫圖題1.單相橋式全控整流電路，U2100V，負載中R2，L值極大，當30°時，要求：作出ud、id、和i2的波形；求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2；考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 2.單相橋式全控整流電路帶電阻負載工作，設交流電壓有效值U2220V，控制角

8、a p/3 ,負載電阻Rd5,試求：（1）輸出電壓的平均值 Ud ；（2）輸出電流有效值I。解：輸出電壓的平均值為 輸出電壓的平均值為 3.晶閘管串聯(lián)的單相半控橋（橋中VT1、VT2為晶閘管，電路如下圖所示，U2=100V，電阻電感負載，R=2，L值很大，當a =60°時求流過器件電流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。 4. 單相橋式半控整流電路，電阻性負載。要求輸出的直流平均電壓為0100V之間連續(xù)可調，30V以上時要求負載電流達到20 A，由交流220V供電，最小控制角，試（1） 畫出主電路圖；（2） 求交流側電流有效值及變壓器容量；（3） 選擇晶閘管的型號規(guī)格（安

9、全余量取2倍）。 解：1）單相橋式半控整流電流的主電路圖如下所示： 2）單相橋式半控整流電流接電阻性負載時輸出電壓的平均值為： 當控制角為最小時，對應的整流輸出電壓為最大值，即 ，代入，可得：當時所對應的控制角為： ，即， 當時，要保證整流電路輸出電流為20A，所需變壓器二次側電流有效值為： 所以，變壓器的容量為： 由此可得，變壓器一次側電流有效值為： 3）當時，流過晶閘管電流的有效值為： 所以，考慮2倍安全裕量時所選晶閘管的電流平均值為： 考慮2倍安全裕量時，晶閘管所承受的最大電壓為： ，取為400V。 因此，應選型號為型的晶閘管。5. 三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作，設交流電壓有效值U2400V，負載電阻Rd10, 控制角 a=p/2 , 試求：（1）輸出電壓平均值Ud；（2）輸出電流平均值Id。 6. 三相全控橋式整流電路，L=100mH，Rd=6，要求Ud從0468V之間變化，試求：（1） 變壓器二次電壓有效值U2（2） 考慮2倍安全裕量，選擇晶閘管的型號（3） 變壓器二次電流有效值I2（4） 整流變壓器容量S（5） 電源