電力電子課后答案

1、燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）第一章 電力電子器件1.1 使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正相陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）?；蛘?uak 0 且 ugk01.2 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。1.3 圖 1 43 中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(jì)算各波形的電流平均值i d1,i d2,i d3與電流有效值 i 1， i 2， i 3解:a)id1=i1=1im sin(t )d( t )im (2

2、1) 0.2717im24221(im sint) 2 d (wt ) im310.4767im24242b)1im20.5434imid2=im sin td( wt)(1)42i2=1(im sint )2 d( wt)2 im310.6741im4242c)id3=12 im d (t)1 im204i3=12 im 2 d ( t)1 im2021.4.上題中如果不考慮安全裕量,問 100a 的晶闡管能送出的平均電流id1 、 id2 、 id3 各為多少 ?這時(shí) ,相應(yīng)的電流最大值 im1,im2,im3 各為多少 ?解 :額定電流 it(av) =100a 的晶閘管 ,允許的電流有

3、效值 i=157a, 由上題計(jì)算結(jié)果知第43頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）ia)im1329.35 a,id10.2717im189.48a0.4767b)i232.90 a,id20.5434 im 2126.56aim20.6741c)im3=2i=314id3 =1 im 3 78.541.5.gto 和普通晶閘管同為pnpn 結(jié)構(gòu) ,為什么 gto 能夠自關(guān)斷 ,而普通晶閘管不能?答:gto 和普通晶闡管同為pnpn 結(jié)構(gòu) ,由 p1n1p2 和 n1p2n2 構(gòu)成兩個(gè)晶體管v1 、 v2 ，分別具有共基極電流增益1 和2 ，由普通晶闡管的分析可得，121 是器件臨界導(dǎo)通的條件。12

4、1121 不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。gto 之所以能夠自行關(guān)斷,而普通晶閘管不能,是因?yàn)?gto 與普通晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同：l)gto 在設(shè)計(jì)時(shí)2 較大 ,這樣晶體管v2 控制靈敏 ,易于 gto 關(guān)斷 ;2)gto導(dǎo)通時(shí)12 的更接近于l, 普通晶閘管12 1.5 , 而gto則為12 1.05 ，gto 的飽和程度不深,接近于臨界飽和,這樣為門極控制關(guān)斷提供了有利條件;3)多元集成結(jié)構(gòu)使每個(gè)gto 元陰極面積很小, 門極和陰極間的距離大為縮短,使得p2 極區(qū)所謂的橫向電阻很小, 從而使從門極抽出較大的電流成為可能。1.6.如何防止電力mosfet因靜電感應(yīng)應(yīng)起的損壞?答:

5、電力 mosfet 的柵極絕緣層很薄弱,容易被擊穿而損壞。mosfet 的輸入電容是低泄漏電容 ,當(dāng)柵極開路時(shí)極易受靜電干擾而充上超過20mosfet因靜電感應(yīng)而引起的損壞,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接;裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必須接地,測(cè)試時(shí)所有儀器外殼必須接地;電路中 ,柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過高漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過電壓。1.7.igbt 、 gtr 、 gto 和電力 mosfet的驅(qū)動(dòng)電路各有什么特點(diǎn)?答:igbt驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸出電阻, gbt 是電壓驅(qū)動(dòng)型器件,igbt的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。gtr

6、驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿,并有一定的過沖,這樣可加速開通過程,減小開通損耗,關(guān)斷時(shí) , 驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)電流,并加反偏截止電壓,以加速關(guān)斷速度。第44頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）gto 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:gto 要求其驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度 ,且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門極電流, 關(guān)斷需施加負(fù)門極電流,幅值和陡度要求更高 ,其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開通驅(qū)動(dòng)電路,關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門極反偏電路三部分。電力 mosfet 驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn):要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸入電阻,驅(qū)動(dòng)功率小且電路簡(jiǎn)單。1.8.全控型器件的緩沖電路的主

7、要作用是什么?試分析 rcd 緩沖電路中各元件的作用。答: 全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過電壓,du/dt 或過電流和di/dt, 減小器件的開關(guān)損耗。rcd 緩沖電路中 ,各元件的作用是 : 開通時(shí) ,cs 經(jīng) rs 放電 ,rs 起到限制放電電流的作用 ; 關(guān)斷時(shí) ,負(fù)載電流經(jīng) vds 從 cs 分流 ,使 du/dt 減小 ,抑制過電壓。1.9.試說明 igbt 、 gtr 、 gto 和電力 mosfet各自的優(yōu)缺點(diǎn)。解: 對(duì) gbt 、 gtr 、 gto 和電力 mosfet 的優(yōu)缺點(diǎn)的比較如下表：器件優(yōu)點(diǎn)igbt開關(guān)速度高 ,開關(guān)損耗小 ,具有耐脈沖電流沖擊的能力

8、, 通態(tài)壓降較低 ,輸入阻抗高 ,為電壓驅(qū)動(dòng) ,驅(qū)動(dòng)功率小缺點(diǎn)開關(guān)速度低于電力 mosfet, 電壓 ,電流容量不及 gtogtr耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，開關(guān)速度低 ,為電流驅(qū)動(dòng) ,所需通流能力強(qiáng)，飽和壓降低驅(qū)動(dòng)功率大 ,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜 ,存在二次擊穿問題gto電壓、電流容量大 , 適用于大功率場(chǎng)合 ,具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) , 其通流能力很強(qiáng)電力 mosfet開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性好 ,所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 ,工作頻率高 ,不存在二次擊穿問題1.10 什么是晶閘管的額定電流？電流關(guān)斷增益很小 ,關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流大 ,開關(guān)速度低 , 驅(qū)動(dòng)功率大 ,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜 .開關(guān)頻率低電

9、流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kw 的電力電子裝置答：晶閘管的額定電流就是它的通態(tài)平均電流，國標(biāo)規(guī)定：是晶閘管在環(huán)境溫度為。40 c 和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫所允許的最大工頻正弦半波電流的平均值。第45頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）1.11 為什么要限制晶閘管斷電電壓上升律答：正向電壓在阻斷狀態(tài)下，反向結(jié)就會(huì)有過大的充電電流，此電流流過限制 du/dt 。du/dt?j2相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)電容加在晶閘管兩端電壓上升率過大，j3,起到觸發(fā)電流的作用，易使晶閘管誤觸發(fā)，所以要1.12為什么要限制晶閘管導(dǎo)通電流上升率di/dt?答：在晶閘管導(dǎo)通開始時(shí)刻，若電流上升過快，會(huì)有

10、較大的電流集中在門集附近的小區(qū)域內(nèi)，雖然平均電流沒有超過額定值，但在小的區(qū)域內(nèi)局部過熱而損壞了晶閘管，所以要限制通態(tài)di/dt.1.13 電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生過電壓的原因及防止措施有哪些？答：產(chǎn)生原因：a.由分閘 ,合閘產(chǎn)生的操作過電壓b.雷擊引起的雷擊過電壓c.晶閘管換相過程中產(chǎn)生的換相電壓。并聯(lián)續(xù)流 =集管令控元件的換相時(shí)產(chǎn)生的換相電壓措施：壓觸發(fā)電阻，交流側(cè)rc 抑制電路，直流側(cè)rc 控制電路，直流側(cè)rc 抑制電路，變壓器屏蔽層，避雷器，器件關(guān)斷過電壓rc 抑制電路。第 2 章 整流電路2.1.單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電,z =20mh,u 2=100v, 求當(dāng)0 時(shí)和 60

11、時(shí)的負(fù)載電流id, 并畫出 ud 與 id 波形。解:0 時(shí),在電源電壓u2 的正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí),負(fù)載電感 l 儲(chǔ)能 ,在晶閘管開始導(dǎo)通時(shí)刻 ,負(fù)載電流為零。在電源電壓u2 的負(fù)半周期 ,負(fù)載電感 l 釋放能量 ,晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。因此,在電源電壓 u2 的一個(gè)周期里 ,以下方程均成立 :di d2u 2 sintldt考慮到初始條件：當(dāng)t0 時(shí) id=0 可解方程：id2u2t）（1 cosl第46頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）1id2202u2（1 cos t ） d( t)l2u222.51( a)lud 與 id 的波形如下圖：當(dāng) a= 60時(shí) ,在 u2的正半周期60 180期間

12、 , 晶閘管導(dǎo)通使電惑l 儲(chǔ)能 ,電感 l 儲(chǔ)藏的能量在 u2 負(fù)半周期180 300期間釋放 ,因此在 u2的一個(gè)周期中 60 300期間，以下微分方程成立：di d2u 2 sintldt考慮到初始條件：當(dāng)t60 時(shí) id=0 可解方程得：id=2u （1cos t)2dt 2其平均值為152u212u2（3id=(cos t)d ( t)11.25 a)23l22 l此時(shí) ud 與 id 的波形如下圖：第47頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）2. 2 圖 2-9 為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路,問該變壓器還有直流磁化問題嗎 ?試說明 :晶閘管承受的最大反向電壓為22 u2;當(dāng)負(fù)

13、載是電阻或電感時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。答: 具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路,該變壓器沒有直流磁化的問題。因?yàn)閱蜗嗳煽卣麟娐纷儔浩鞫蝹?cè)繞組中,正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對(duì)稱 , 其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零,故不會(huì)有直流磁化的問題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。以晶閘管vt2 為例。當(dāng) vt1 導(dǎo)通時(shí) ,晶閘管 vt2 通過 vt1 與 2 個(gè)變壓器二次繞組并聯(lián),所以 vt2 承受的最大電壓為22 u2。當(dāng)單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角相同時(shí) ,對(duì)于電阻負(fù)載;(o )期間無晶閘管導(dǎo)通,輸出電壓為0；(

14、 )期間 ,單相全波電路中vt1 導(dǎo)通 ,單相全控橋電路中vtl 、vt4 導(dǎo)通 ,輸出電壓均與電源電壓u2相等 ;( +) 期間均無晶閘管導(dǎo)通,輸出電壓為0;(+2 )期間 ,單相全波電路中vt2 導(dǎo)通 ,單相全控橋電路中vt2 、vt3 導(dǎo)通 ,輸出電壓等于u2 。對(duì)于電感負(fù)載;( + )期間 ,單相全波電路中vtl 導(dǎo)通 ,單相全控橋電路中vtl 、vt4導(dǎo)通 ,輸出電壓均與電源電壓u2 相等 ;(+2 + )期間 ,單相全波電路中vt2導(dǎo)通 ,單相全控橋電路中vt2 、vt3 導(dǎo)通 ,輸出波形等于 -u2 ?？梢?,兩者的輸出電壓相同,加到同樣的負(fù)載上時(shí),則輸出電流也相同。2.3.單相

15、橋式全控整流電路,u2=100v , 負(fù)載中 r=20 ,l= 30時(shí) ,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。第48頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）解: ud、 id、和 i2 的波形 ;如下圖 :輸出平均電壓ud 、電流 id,變壓器二次電流有效值i2 分別為ud=0.9u2cos=0.9 100cos 30 77.97 （v ）idud/r=77.97/2=38.99(a)i 2=id=38.99(a)晶閘管承受的最大反向電壓為:2 u2=1002 =141.4(v

16、)-考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為:un =(23) 141.4=283424(v)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。流過晶閘管的電流有效值為:i vt =id/2 =27.57(a)晶閘管的額定電流為:i n=(1.52) 27.57/1.57=2635(a)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。2.4.單相橋式半控整流電路,電阻性負(fù)載 ,畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。解: 注意到二極管的特點(diǎn) :承受電壓為正即導(dǎo)通。因此 ,二極管承受的電壓不會(huì)出現(xiàn)正的部分。在電路中器件均不導(dǎo)通的階段 ,交流電源電壓由晶閘管平衡。整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下 :第49頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（

17、專用紙）2.5.單相橋式全控整流電路,u2 =100v , 負(fù)載 r=20,l 值極大 ,反電勢(shì) e=60v , 當(dāng)時(shí) ,要求 :作出 ud 、 id 和 i2 的波形 ;求整流輸出平均電壓ud 、電流 id, 變壓器二次側(cè)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。解: ud、 id 和 i2 的波形如下圖:整流輸出平均電壓ud、電流 id,變壓器二次測(cè)電流有效值i 分別為 :ud=0.9u 2cos=o.9 100 cos 30 =77.97(v)id=(ud 一 e)/r=(77.97 一 60)/2=9(a)i2=id=9(a)晶閘管承受的最大反向電壓為:2 u2=1

18、002 =141.4(v)流過每個(gè)晶閘管的電流的有效值為:i vt =id/2 =6.36(a)故晶閘管的額定電壓為:u n=(23) 141.4=283424(v)第50頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）晶閘管的額定電流為:in =(1.52) 6.36/1.57=68(a)晶閘管額定電壓和電流的具體敢值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。2.6.晶閘管串聯(lián)的單相半控橋(橋中 vt1 、 vt2 為晶閘管 ),電路如圖2-11 所示 ,u 2=100v 電阻電感負(fù)載 , r=20,l 值很大 ,當(dāng)= 60時(shí)求流過器件電流的有效值,并作出 ud 、 id 、 i vt ,i d的波形。解: ud、 id

19、、 ivt ,i d的波形如下圖 :負(fù)載電壓的平均值為:11cos( )2u 2sin td (t )0.9u 2367.59(v )ud=23負(fù)載電流的平均值為 :id=ud/r=67.52/2=33.75(a)流過晶閘管 vtl 、vt2 的電流有效值為 :ivt=119.49(a)id3流過二極管 vd3 、 vd4 的電流有效值為 :ivd=2 id =27.56(a)32.7.在三相半波整流電路中 ,如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失,試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓 ud 的波形。解:假設(shè)= 0 ,當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí) ,ud 的波形如下 :第51頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）當(dāng)負(fù)載為

20、電感時(shí)，ud 的波形如下：2.8.三相半波整流電路,可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法,每段的電動(dòng)勢(shì)相同 ,其分段布置及其矢量如圖所示,此時(shí)線圈的繞組增加了一些,銅的用料約增加10%, 問變壓器鐵心是否被直流磁化,為什么 ?圖 變壓器二次繞組的曲折接法及其矢量圖答: 變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。原因如下:變壓器二次繞組在一個(gè)周期內(nèi):當(dāng) a1c2 對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí),al 的電流向下流,c3 的電流向上流 ;當(dāng) clb2 對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí),cl 的電流向下流 ,b2 的電流向上流;當(dāng) bla2 對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí) ,bl 的電流向下流,a2 的電流向上流;就變壓器的一次繞組而言,每一

21、周期中有兩段時(shí)間(各為120)由電流流過 ,流過的電流大小相等而方向相反,故一周期內(nèi)流過的電流平均值為零,所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。2.9.三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法,a、b 兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎 ?如第52頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）果不是 ,它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣?答: 三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法,a、b 兩相之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。它們?cè)谙辔簧舷嗖?802.10. 有兩組三相半波可控整流電路,一組是共陰極接法,一組是共陽極接法,如果它們的觸發(fā)角都是,那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來說,例如都是a 相 ,在相位上差多少度

22、?答: 相差1802.ll.三相半波可控整流電路2帶電阻電感負(fù)載,r=50 ,l值極大,當(dāng) 60時(shí)要,u =100v ,求 :畫出 ud, id 和 i vt1的波形 ;計(jì)算 u d、 i d、 i dt和 i vt解: ud, id 和 i vt1的波形如下圖 : ud、id、 idt和 i vt分別如下ud=1.17u2cos =1.17 100 cos 60 =58.5(v)id ud/r=58.5/5=11.7(a)idv t=id/3=11.7/3=3.9(a)i vt =id/3 =6.755(a)12.在石相橋式全控整流電路中,電阻負(fù)載 ,如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通,此時(shí)的整流電壓

23、ud第53頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）波形如何 ?如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路,其他晶閘管受什么影響?答: 假設(shè) vtl 不能導(dǎo)通 ,整流電壓波形如下:假設(shè) vt1 被擊穿而短路 ,則當(dāng)晶閘管 vt3 或 vt5 導(dǎo)通時(shí) ,將發(fā)生電源相間短路 ,使得 vt3 、vt5 也可能分別被擊穿。2.13.三相橋式全控整流電路,u2帶電阻電感負(fù)載r=50 ,l值極大,當(dāng)=60 時(shí),=100v ,要求 :畫出 ud, id 和 i vt1的波形計(jì)算 ud 、 id 、 idt 和 ivt解: ud, id 和 ivt1的波形如下 : ud 、 id、 idt 和 i vt分別如下ud=2.34u2co

24、s =2.34 100 cos 60 =117(v)id=ud/r=117/5=23.4(a)i dvt =id/3=23.4/3=7.8(a)第54頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）i vt =id/3 =23.4/3 =13.51(a)2.14. 單相全控橋 ,反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載 ,r=1,l= ,e=40v, u2=100v ,l b=0.5mh, 當(dāng)=60時(shí),求 ud、 id 與的數(shù)值 ,并畫出整流電壓ud 的波形。解:考慮 lb時(shí),有:ud=0.9u2cos- udud=2x b id/id (ud-e)/r解方程組得 :2.15. 三相半波可控整流電路 ,反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載 ,u2=10

25、0v, r=1 ,l= b=lrnh, 求當(dāng) = 30時(shí)、 e=50v 時(shí) ud、 id 、 的值并作出 ud 與 i vtl和 i vt2的波形。解:考慮 lb 時(shí)，有 :ud=1.17u2cos - udud=3x bid/2id (ud-e)/r解方程組得 :ud(r1.17u 2 cos 3xbe) /(2 r 3xb)94.63(v ) ud=6.7(v)第55頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）id=44.63(a)又因?yàn)椋篶oscos() 2idxb /6u 2即得出cos( 30)=0.752換流重疊角=41.28 30 11.28ud 與 ivtl和 i vt 2的波形如下 :2

26、.16. 單相橋式全控整流電路,其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波?其中幅值最大的是哪一次 ?變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波?其中主要的是哪兒次?答: 單相橋式全控整流電路,其整流輸出電壓中含有2k (k=l 、2、3? )次諧波 ,其中幅值最大的是 2 次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有2k+l(k= 、 2,3? ) 次即奇次諧波 ,其中主要的有 3 次、5 次諧波。2.17. 三相橋式全控整流電路,其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波?其中幅值最大的是哪一次 ?變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波?其中主要的是哪幾次?答: 三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k(k=l 、 2、

27、3? )次的諧波 ,其中幅值最大的是 6 次諧波。 變壓器二次側(cè)電流中含有6k+l(k=l 、2、3? )次的諧波 ,其中主要的是5、7 次諧波。2.18. 試計(jì)算第 2.3 題中 i2 的 3、 5、 7 次諧波分量的有效值i 23,i 25,i 27第56頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）解: 在第 3 題中己知電路為單相全控橋,其輸出電流平均值為id=38.99 (a)于是可得 :i23= 22id / 32 2 38.99/3=11.7(a)i25= 22id / 32 2x38.99/5=7.02(a)i37= 22id / 32 2x38.99/7=5.01(a)2.19. 帶平衡電

28、抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異同?答: 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn):三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián),而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián),且后者需要用平衡電抗器 ;當(dāng)變壓器二次電壓有效值 u 2相等時(shí) ,雙反星形電路的整流電壓平均值ud 是三相橋式電路的 1/2 而整流電流平均值 id 是三相橋式電路的 2 倍。在兩種電路中 ,晶閘營的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的,整流電壓 ud 和整流電流 id 的波形形狀一樣。2.20. 整流電路多重化的主要目的是什么?答 :整流電路多重化的目的主要包括兩個(gè)方面,一是可以

29、使裝置總體的功率容量大,二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。2.21. 十二脈波、二十四脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數(shù)的諧波 ?答 :12 脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有l(wèi)l次、 13次、 23次、 25次等即12k l(k=1,2,3.) 次諧涉 ,整流輸出電壓中含有12、 24 等即 12k(k=1,2,3.) 次諧波。24 脈波整流電路的交流輸入電流中含有23 次、 25 次、 47 次、 49 次等 ,即 24k1(k=l,2,3.) 次諧波 ,整流輸出電壓中含有24、 48 等即 24k(k=1,2,3.) 次諧波。2.22. 使變流

30、器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么?答:條件有二 :直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì) ,其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致 ,其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓 ;要求晶閘管的控制角使 ud 為負(fù)值。2第57頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）2.23. 什么是逆變失敗?如何防止逆變失敗?答：逆變運(yùn)行時(shí) ,一旦發(fā)生換流失敗,外接的直流電源就會(huì)通過晶閘管電路形成短路,或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián),由于逆變電路內(nèi)阻很小,形成很大的短路電流,稱為逆變失敗或逆變顛覆。防止逆變夫敗的方法有:采用精確可靠的觸發(fā)電路,使用性能良好的晶閘管,保證交流電源的質(zhì)量 ,留出充足的換向裕量角等。2.24. 單福橋式全控整

31、流電路、三相橋式全控整流電路中,當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí) ,要求的晶閘管移相范圍分別是多少?答: 單相橋式全控整流電路 ,當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移相范圍是0180，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí) ,要求的晶閘管移相范圍是o 90。三相橋式全控整流電路 ,當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移相范圍是0 120，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí) ,要求的晶閘管移相范圍是o 902.25 某一電阻負(fù)載，要求輸出直流電壓ua=0-24v, 最大負(fù)載電流 i d=30a 。采用單相半波可控整流電路。用220v 直接供電或用變壓器降壓到60v 供電。計(jì)算兩種方案下，不考慮完全裕量時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角 ，額定電流 i

32、n, 額定電壓 u n,電源的功率因數(shù)和電源容量。解： u2=220v 時(shí)(1cos 1)ud=0.45u22cos=2ud2240.45u 21=1=0.50.4522011201=180 120 60電流平均值id=30ard= ud=24=0.8rd30電流有效值i= u=u2sin 2283ardrd42額定電流 ini83.4=1.57=53a1.57額定電壓 unudm=2u22220 311v功率因數(shù) cos =1 sin 22=0.3024電源視在功率s1=u 2i=22083.4 18.36kva第58頁燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（專用紙）u 2=60v 時(shí)2141 in33.8

33、aun 84.2cos20.71s2=3.18kv a2.26 阻感負(fù)載，電感極大，電阻rd=5,電路為此有連續(xù)二極管的單相半控橋電路，輸入電壓 u 2=220v, 當(dāng)控制角 260時(shí)，求流過晶閘管平均電流值i dt有效值 i t,流過續(xù)流二極管電流平均值i dd有效值 i d解：整流的平均電壓ud=0.9u 21 cos0.9220 1cos60149v22負(fù)載平均電流：ud149i d=30 ard518060流過晶閘管電流平均值idt =i d3010a3602電流有效值i t=2 id17.3a2電流續(xù)流二極管電流平均值idd =有效值idd =2 id6030 10 a1802 id603017.3a1802.28 單相全控橋式電路，電阻性負(fù)載，控制角60畫出電氣原理圖，整流電壓 ud 波形圖，任意晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)兩端電壓波形圖，變壓器付邊電流 i 2波形圖，變壓器付邊電流 i 2波形圖解：見 p47 圖 252.29三相半波可控整流電路，電壓極大，電阻當(dāng)60 ，求出按續(xù)流rd=2u2=220v ,二極管和不按續(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：按續(xù)流二極管的時(shí)ud=0.675u 2 1cos6=0.675200 1 cos()