電力電子技術(shù)賀益康答案

1、第1章習題1. 功率二極管在電力電子電路中有哪些用途？2. 說明晶閘管的基木工作原理。在哪些情況卜，晶閘管可以從斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)？已處 通態(tài)的晶閘管，撤除其驅(qū)動電流為什么不能關(guān)斷.怎樣才能關(guān)斷晶閘管？3把一個晶閘管與燈泡串聯(lián)，加上交流電壓，如圖137所示問：（1）開關(guān)S閉合前燈泡亮不亮?（2）開關(guān)S閉介后燈泡亮不亮？（3）開關(guān)S閉介一段時間后再打開，斷開開關(guān)厲燈泡亮不亮？原因是什么？ 答：（1）不亮（2）亮（3）不亮，出現(xiàn)電壓負半周后晶閘管關(guān)斷。4.在夏人工作正常的晶閘管裝置到冬人變得不町靠，町能是什么現(xiàn)彖和原因？冬人匚 作正常到夏天變得不可靠又可能是什么現(xiàn)彖和原因？答：品閘管的門極參數(shù)Igt、

2、Ugt受溫度影響，溫度升高時，兩者會降低，溫度升高時，兩者 會升高，故會引起題屮所述現(xiàn)彖。5型號為KP100-3.維持電流巾=4mA的晶閘管,使用在如圖1-38電路中是否合理? 為什么？（分析時不考慮電壓、電流裕鼠）答：（1）圖1-38習題5圖r 100d 5OxlO3=0.002A = 2mA < Ih = 4m4故不能維持導通7?0=15.56.Id = Z2/1.57 = 9.9-4 > IkIOa/2iW203V10QUtm = 2202= 311V >Ur 故不能正常工作Id(3) Id=150/l=15OA>Ih>Ia<157A故能正常工作150

3、VIQ6.用正弦波電壓加J：晶閘管上，晶閘管的正、反向漏電流波形也是正弦的嗎？流過正 弦半波電流時，元件的管壓降波形是怎樣的？答：特性非線性，故漏電流不是正弦。正向符壓降也不是正弦波。7.如圖139,當不接負載電阻時,發(fā)現(xiàn)改變晶閘管的觸發(fā)脈沖相位（即觸發(fā)脈沖相 對J交流陽極電壓過零點的時刻）電壓農(nóng)的讀數(shù)總是很小：而當接上負取后就i切工作正常。 試問是什么原因？電壓表內(nèi)阻極人.故不接Rd時，電流小小J：維特電流時，則兀件無法導通，電壓主要 降在VT上.故電斥表數(shù)值很小，接負載后，尤件匸作正常，則電床表上數(shù)值即為U2。8. E流電源電壓U=220經(jīng)晶閘管VT対負載:供電、負我電阻R=20Q,迫感L

4、=1H,晶 閘管擎住電池G55mA,維持電流ZH=22mA,用一個方波脈沖電流觸發(fā)晶閘管。試計算：1）如果負載電阻R=20Q,觸發(fā)脈沖的寬度為300ps,可否使晶閘管可靠地開通？2）如果晶閘管已處J：通態(tài)，在電路屮增加一個lkQ的電阻能否使胡閘管從通態(tài)轉(zhuǎn)入 斷態(tài)？9. 如圖1-40所幾 當工觸發(fā)導通時利用電容C上已充電的電壓使VTi關(guān)斷?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)當 CA小時，VT2導通時VT1關(guān)不斷，試問是何原因？答：CA小時.儲存能最小，VT：導通時，C通過VT：很快放電，而其時間太短，VT】將無法關(guān)斷。io.ia b4i中陰影部分表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為試計算各電流 波形的平均俏厶1、倉、心

5、電流有效值厶、I,厶和它們的波形系數(shù)Kfl、Kf" Kfi。答:圖Ml0 7!/41I11121 - COS2U7厶 = f Ini sill wtdwt = Ini cos w/t =丄 Im = 0.32 Iin 2,02 卅"龍I11sin 2w/ ”2兀2龍4 o=Im=IinZ1 = J'j： (imsin wt)2dwt =厶= _“ 56257 Idl 0.321111(2)1匸1婦彳掃4 sin血伽=0 46 你】di =右 J兒“曲=右-幾 cosE： = 0.24In 2兀、2兀G = 土 = 0.46/0.24 = 1.857 八QIdi =

6、L Iinsiii wtdwt = 0.48 Iin(imsin m/)2 dwf = 212 = 0.65 Im -=0.65/0.48=1.355Kda = 0.25/)2 dcot = V2Z2 =0.5人= 0.5/0.25 = 2厶卞仇伽卞気= 0.125人d(Ot = 0.35ZmTn(3)(4)(3)(4)Kfs =- = 0.35/0.125 = 2.87 G11. 上題中如若不考電安全裕量,問額定電流為100A的晶閘管能送出平均值電流汕、 心、盡齊多少安倍？相應(yīng)的電流最人值厶XI、厶小厶B又各多少安倍？答：(1)K/1ImX =7/032 = 312.5J=L57x100 =

7、 84 u幾K門1.8673 Kq"Q/04224U(3)(4)1.57/674/025 = 314.4157厶1.57x100-8-= 56.U12. 單相正弦交流電源，晶閘管和負載電阻巾聯(lián)，交流電源電壓仃效值220V。試計算 晶閘管實際承受的正、反向電壓最鬲是多少？考慮晶閘管的電壓安全裕帚為3倍，梵額定電 壓應(yīng)如何選??？13. 設(shè)上題中晶閘管的通態(tài)平均電流為100A.考慮晶閘管的電流安全裕斎為2倍.試 分別計算導電角為180。和90。時，電路允許的峰值電流各是多少？14. 如圖142所示，畫出負載&上的電壓波形（不計管壓降）(1) 8 = 180°時,Kf=1.

8、57Z = 1.57xZr(JF)/2厶=J shr cold cot =0.51mIm =1.57x100 = 157J7 = 1/21m(2) & = 90°時I =sin2 cotdcot = 0.354Im1.57 x Zr(ir)= 2x Z = 2x 0.354 Im1.57x100 = 222x035415. 如圖1/3所示.在“時刻介上開關(guān)S,"時刻斷開開關(guān)S,試畫出負我匕的電床波形 （不計管壓降）。圖 1-4316說明GTO的關(guān)斷原理。17. 描述GTR的二次擊穿特性。18. 為什么GTR在開關(guān)瞬變過程中易被擊穿？有什么措施預防？19. 作為開關(guān)使

9、用時P-MOSFET器件主耍的優(yōu)缺點是什么？如何應(yīng)川這些優(yōu)點、避免 這些缺點？20. P-MOSFET器件使用中應(yīng)注意什么?21. IGBT冇哪些突出優(yōu)點？22. 什么是IGBT的擎住現(xiàn)象?便用中如何避免?23. 對GTR、P-MOSFET及IGBT進行比較（導電機構(gòu)、開關(guān)特性、優(yōu)缺點及應(yīng)用范 圍）。24. 比較MOS控制晶閘管MCT與律電感應(yīng)晶體管SIT的通一斷控制機理。第2章習題1. 由晶閘管構(gòu)成的主電路対觸發(fā)脈沖有哪些耍求？為什么必須満足這些耍求? 主電路對觸發(fā)電路的耍求：（1）W何一定的功率和寬度，脈沖前沿要陡（2）應(yīng)能產(chǎn)生強觸發(fā)脈沖（3）應(yīng)與主電源同步，并仃一定的移相范圍（4）JV冇

10、隔離輸出方式和抗干擾能力2. 單結(jié)晶體管同步振蕩電路是怎樣實現(xiàn)同步的？電路屮的&選得過人或過小對電路匸 作會有什么影響？為什么？同步變斥器原邊捷主電源，副邊電斥經(jīng)報流，限幅后作為觸發(fā)電路電源，故與主電源同 步。出選得較人時，靜態(tài)工作點在伏安特性峰點左側(cè)無法使單結(jié)晶體管從截止區(qū)進入負阻 區(qū)，無脈沖產(chǎn)生；凡選得較小時，單結(jié)品體管導通后，R上的電流大于谷點電流Iv，管子進 入飽和區(qū)而不能截止，電路停止震蕩，故&取得過人、過小都不能使單結(jié)晶體管正常匸作。3. 個移相觸發(fā)電路，一般應(yīng)由哪些環(huán)節(jié)組成？以鋸齒波同步移相觸發(fā)電路為例來進 行說明。4. 在鋸齒波同步移相觸發(fā)電路屮，雙脈沖是如何產(chǎn)

11、生的？為什么電源電壓的波動和波 形曙變對鋸齒波同步移和觸發(fā)電路影響較??？雙脈沖由雙脈沖形成環(huán)節(jié)產(chǎn)生。根據(jù)電路對知，1號觸發(fā)器對元件1送去第一個脈沖， 而2號觸發(fā)器對元件2送脈沖時，同時又通過1號觸發(fā)器向元件1送去補脈沖,以卜類推。由鋸齒波同步移相觸發(fā)電路是鋼齒波來控制觸發(fā)電路。而鋸齒波電壓咲是由恒流源提 供電流允電的，與時間作線形増長。電源電斥U2的正負半周變化經(jīng)同步檢測環(huán)節(jié)來控制電 容C的充放電。即控制鋸齒波產(chǎn)生的時刻及寬度。而電源電斥的波動及波形畸變對鋸齒波產(chǎn) 生時刻及寬度影響很小，只是電源電壓過零點才対鋸齒波的產(chǎn)生時刻等仃較人影響。5. 一個三相橋式流電路，采用圖29所示的鋸齒波同步移相

12、觸發(fā)電路。1）如果發(fā)現(xiàn)輸出苴流電斥的波頭有高有低，可能是什么原因引起的？2）如果把原來的雙窄脈沖觸發(fā)方式改為寬脈沖觸發(fā)方式，觸發(fā)電路應(yīng)作哪些調(diào)整?6證明單結(jié)晶體管脈沖移相電槪觸發(fā)脈沖周期沁心占式中分壓比答:h2bl4B,IUbb為bl.b2間的電壓，單結(jié)管未通時，Ubb=E 忽略C的放電時間/叫（1-嚴）J *%（1-£"、）+趙=%（1_嚴）5 -必=嚴%1- =廠&-eT R>i =ln（l-）r = in-Li-/ = i/f =；-Rki1 一7.三相全控橋采用帶濾波器的正眩波觸發(fā)器，濾波滯厲60。，同步環(huán)節(jié)的晶體管采用 NPN型硅管，主變斥器連接組為

13、A/Yd,同步變床器的連接組為/丫3和厶/Y9,試求各 元件觸發(fā)電路的同步電壓，并列表表示。答：正眩波NPN管滯后120°,濾波已冇60。，故W選滯后D；60°時信號作為叭的同步信號,即un.以卜類推Ti T2 T3t4 t5 t6Utv .UTa Utc即：A/Y-3同步變壓器時，11壯Utc Ub分接U" UbQ /Y3同步變壓器時Un -UTcUr分接U,&雙脈沖形成器的原理電路如圖2-56a）所示，圖中端16接15V電源，端7接低電 端16的輸入分別來門3塊KC04的輸出端，而相位關(guān)系如b）圖所示，畫出端1015的 波形。圖256雙脈沖形成器原理圖

14、9圖2-18中的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的同步環(huán)節(jié)采用PNP胡體管，RC濾波網(wǎng)絡(luò)的 移相角為60。，求：1）同步信號電與對應(yīng)的晶閘管陽極電壓冷的相位關(guān)系。2）確定同步變斥器的連接組，同時列出晶閘管陽極電斥和同步信兮電斥的對應(yīng)關(guān)系表。答:41 Bl C1ug(1) PNP 管 Ua（2）主變?yōu)?Ydl*AAA>rib5a同相位(uTc)|CF3|ug3故BT也選為ZVYd10. 三相全控橋的主冋路首接由三相電源經(jīng)進線電抗器M接連到晶閘管（町認為連接組 為Y/Y-12),同步變壓器為A/Y-ll, A/Y-5連接組觸發(fā)器采用正弦波同步移相觸發(fā)電路, 其屮同步環(huán)W采用NPN品體你RC濾波，濾波后

15、相位滯后30。，變流器耍求能整流打逆變 運行，試選擇同步信號電壓。分析時可忽略進線電抗器的相移.答，正弦波NPN管,移相30,則滯后/為120°30°=90°主變 Y/Y-12同變 /Y-ll, A/Y-5從欠屜圖屮可見：可選作為的同步信巧，以卜類推，則VTiTVT3t5=6U.UcUbu,UcUbUib_UlaUlc-n>UlaUlc11. 在上題中,主回路和同步變壓器都不變,將觸發(fā)器改為同步環(huán)節(jié)采用NPN晶體管 的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路。試選擇同步信號電壓。此時是否要加RC濾波環(huán)宵,如要加, 則它移相多少度？答，鋸齒波NPN管.則Z72應(yīng)滯Ua 180*

16、由欠乗圖可見 %環(huán) 最接近相差30°,故應(yīng)加移相角30°.即"九(/2)滯后S 150°VTi=2VT3q-UcUbUc-Ub%UTcUibUTaUtcUib12. 在有晶閘管串聯(lián)的高壓變流裝置中，晶閘管兩端并接阻容吸收電路可起到幾種保護 作用？13. 發(fā)生過電流的原因有哪些？可以釆取哪些過電流保護措施？它們的保護作用先后次 序應(yīng)如何安排？答，原因：（1）原器件擊穿或短路（2）觸發(fā)電路或控制電路發(fā)生故障（3）負載過載（4）支流側(cè)短路（5）可逆系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失?。?）交流電源電壓過高或過低或缺相保護措施（1）交流進線電抗器（2）電流檢測裝置及過流保護（

17、3）直流快速開關(guān)（4）快熔14. 出圖2-57屮各保護元件及VDp、Ld的名稱及作用。（U為過流繼電器）答:（1）交流進線電抗器限流、限du/dt和di/dt（2）壓敏電阻過壓保護（3）交流側(cè)阻容保護過壓保護（4）橋臂電感K du/dt （由元件換流引起入di/dt（5）快熔（6）過壓保護電容（7）抑振電阻（8）直流側(cè)壓敏電阻（9）過流繼電器（10）VDF續(xù)流二極管（ID Ld平波電抗器過流保護限制關(guān)斷過電壓對元件的損害防止LC振蕩，限制電容放電電流直流側(cè)過壓保護過流時，繼電器開路，保護主電路為負載電路提供通路，過壓保護、提高Ud 防止tl流電流波動（斷流）、延KVTS通角15. 不使用過電壓

18、、過電流保護,選用較髙電壓等級與較大電流等級的晶閘管行不行? 答：不行。過壓，過流的數(shù)值一般都很人，徹選容吊人的尤件無法來解決此問題。16. 畫出GTO理想的門極騾動電流波形，并說明門極開通和關(guān)斷脈沖的參數(shù)耍求。17. BB 258所示為某電力晶體管驅(qū)動模塊電路，采用正、負雙電源供電。控制信號經(jīng) 光電耦合三極管進入驅(qū)動電路，當S為高電'卜時，光電管導通，使VT?和VT3導通°VT2導通 使VTi導通，VT3導通致使VT4和VT5截止，此時送出正的基極驅(qū)動電流4“當S為低電平時, 光電管哉止，使VT?和VT3截止，致使VTi截止而VT4和VT5導通，送出負的狂極電流心。此 電路

19、的優(yōu)點是控制無死區(qū)，調(diào)節(jié)電阻&和&能方便地改變?nèi)薸和人2的數(shù)值試在此電路基礎(chǔ)上, 加抗飽和電路環(huán)節(jié)（貝克鉗位電路）使電力胡體管在導通期間始終處臨界飽和狀態(tài)，妥善 解決其基極電流的自動調(diào)節(jié)問題。18. 說明功率場效應(yīng)晶體管的開通和關(guān)斷驅(qū)動特性。19. 試說明絕緣柵雙極型品體管驅(qū)動電路與人功率品體管及功率場效應(yīng)晶體管騾動電路 的異同點。20. TR、P-MOSFET. IGBT使用中，電流定額選擇中各要注意什么?21. GTR、IGBT等過流保護屮，為何要采川檢測集射極電壓作為保護皋準？GTR、P-MOSFET. IGBT吸收電路的甚本結(jié)構(gòu)如何？其減少被保護器件開關(guān)損耗 的機理如何

20、？22. 某苴流電動機，額定電床750V,額定電流780 A ,短時最人電流1200 A ,準備釆 用三相橋式可鮭流電路供電。試選聯(lián)壓器及晶閘管(因條件限制,規(guī)定單只晶閘管甫 不超a 1500V, 500A)答,t/2 =（1.2 1.5）仏= （1.2 1.5）樂= 385 481 V ,取 390V12 = Ki2ld = 0.816X780 = 636 AUR = （23）皿=（23）石 X 390 = 19102866 £Iwo = （l 50X13= （1.5-2） X0. 368X1200 = 662883 A 元件不超過1500V, 500A則2串2并_（1.5 2）S

21、T（An _ （0.8 0.9）耳 662 883（0.8 0.9）x2= 368 552_ （23）心（0.8 0.9九1910 2866（0.8 0.9）x2= 1061 1791“2“2故取KP500-14, 一個橋臂4只.二串二并，共24只S = Si = S2 = mU2l2 = 3 X 390 X 636 = 744120 VA第3章習題1、可控整流純電阻負栽卜，電阻上的平均電流與平均電壓的乘積是否等J負載功 率？為什么？大電感Q與電阻Rd串聯(lián)時,負載電阻兔上的U山又是否等F負裁功率?為什 么？答：負我功率應(yīng)為：P=I22R<i=l2U,不等j Uald，人電感時，電流連續(xù)平

22、穩(wěn)，則P=UdId1 c2jt“22、某單相可控整流電路.給電阻性負栽供電和給蒂電池充電時.流過負敦電流的平均 值相同，試問哪種情況卜晶閘管發(fā)熱厲害些？答：給當電池允電時發(fā)熱厲害，因為0 f f I" -T t (Id保持不變)。3、一種舞臺調(diào)光線路如圖338所示.M為可調(diào)電阻,S為開關(guān)-為正弦交流電壓。試問：(1)調(diào)光原理如何？根據(jù)血分析Z; (2)甩 VD、S的作用如何？ (3)晶閘管最小導通饑迥多少？圖 3-38“2答：（1）調(diào)節(jié)W,使Ug>U&T的時間隨Z變化，從而實現(xiàn)對a的控制（2）調(diào)a ,使G為正值：K閉介，則燈暗（3）當U最大值與U”相交時，則元件達到最小

23、導通角H/2%八=5廠4. 某電阻負栽耍求（024） V直流電壓，最人負我電流心=30A采用單相半波可控 帑流電路。如交流采用22ovn接供電與用變壓器隆至60V供電是否都滿足耍求？試比較兩 種方案的品閘管導通角、額定電丿1額定電流.整流電路功率因數(shù)以及対電源耍求的容磺。答：（1）220V 供電=0.45S1 + COS 224 = 0.45 x 220 x1 + cosaa = 121°=><9 = 180°-(7 = 59>/171bsin2a + 2g a)“sin242。+ 2龍(龍-金;r)(1 +COS(7)5/2厶=、Lj = J占2_x30

24、° = 84.1( J)(1 +cos 121)0=蔦厶=80.35 t 107.13Q)=72x220 = 311(0UR = (23)U宓=622.3 t 933.4(7)121cosO>= -Lsin2a + £V4271it-it sill 242° + = 0.3105 4/r2/r§ = U2I2 = 220x84.1 = 18502(E4) = 18.5(KVA)(2) 60V供電24 = 0.45x60x1 + cosa=> = 1800 -a = 141.1°/38 9I一r7、Jsin77.8c +2兀(兀7C)

25、(l + cosa)>/JA ="沁2_2雙筲口 x30。= 51.37(,)八'(l + cos3&9)丁2_ (152)厶5 一 1.57= 491t64.4(/)UTM=yf2x60 = 84.85(?)UR = (23)Um = 169.7 t 254.60)/ 1 .n-acosO> = Jsin la +V仿2龍3&9 兀nsin 77.8° + = 0.685仿2龍§ =U2I2 = 60 x 51.37 = 3082(0) = 3.082(KE4)5、某電阻性負轂，Rd=50Q,耍求直流平均電壓5在(0-600)

26、 V內(nèi)連續(xù)可調(diào)，試計算 采用單相半波與巾相雙半波二種電路供電時晶閘管額定電圧、電流;(2)連接負我的導線我 面積(設(shè)導線電流密度為7=6Amm2) ;(3)負載電阻上消耗的最大功率.答；(1) 單相半波=0.45S1 + cosa724 = 0.45 x U21 + cosO2-Uy = 1333(/)九=屁2U2 = (23) X 1333血=3771 t 5657(7)厶=5/“ =18.84(/)TAV)(152)厶 L57-=18 > 24(A)S = IJJ = 18.84/6 = 3.14/wm2P = IRd = 18.842 x 50 = 17747(護)=17.747(

27、K0)(2)單相雙半波U2 = Ud/0.9 = 600/0.9 = 667(0Ur =(23)x 九=(23) x 661 yf2 = 1886 -> 2828(K)Id=Ud/Rd= 12(A)JTd =打=6(二)Z2 =打=13.32(/)“ sin 2a + 2兀(兀 一 a)2(1 +cos a)r _ (1.5-2)A S - I"=1824(4)S = IJJ = 13.32/6 = 2.22mm2P = IJ Rd = 13.322 x50 = 8877(FF) = 8.877(KFF)6、單相橋式可控整流電路，帶電阻一人電感負載，Rd=4Q,變壓器次級電壓仃

28、效值5 =220V«試計算當控制角a = 60。時，直流電壓、電沆平均值。如果負載兩端并接一續(xù)流二 極管，比Fi流電床、電流平均值乂是多少？并求此時流過品閘管和續(xù)流二極管的電流平均值、 有效值，畫出兩種情況卜的輸出電壓、電流波形。答：(1) 無續(xù)流二極管Ud = 0 9U2cos a = 0.9 X 220 X cos60° = 99 VId = U&Rd = 99/4 =24.75 A(2) 有續(xù)流二極tf= 0.91 + COSa=0.9x220x1 + COs60277Id = U&Ri=37.125A180-60 x3? = 12 33JIn d 3

29、60I = Jy 厶=J 氣詐 X 37 = 21.3427、單相橋式全控整流電路，6=100，負敬Rd=4Q, Ld=oc,直流電勢£=50V順向依 次串聯(lián)（極性相加）當1=30。時求輸出平均電壓和電流，晶閘管電流平均值及有效值設(shè) 整流變壓器初級電壓“i = 220V,求變壓器初、次級繞組電流有效值。答：Ud = 0.9/ cosa = 0.9xl00x cos30° = 77.97Id =S+E77.9 + 504=32 A塲x32"如A _8、人電感性負我上，要求獲得(1560)V的可調(diào)11流電壓，電壓最高時的電流為10A, 準備采用帶續(xù)流二極管的單郴橋式全

30、控報流電路，從220V電網(wǎng)匕經(jīng)變斥器供電。根據(jù)控制 上的考慮，整定最小捽制角為amm=25%計算此時胡閘管和續(xù)流:極管的電流令效值及變壓 器次級的電流、電壓定額。答：1180-aV 360= 6.56AI2 = y2IT = 9.28,4Ud = 0.91 + COSQ20.45(1 +cos 25°) _ 69"9. 一電阻負戯.耍求獲得平均值為30V的苴流電丿總7A的電流。如果用100V或220P 的交流電源經(jīng)半波町控整流供電，是否均能滿足要求？試比較用100£和用220兩種供電 方案的晶閘管定額、導通角和電源側(cè)的功率因數(shù)，并選用晶閘管。答：Ua = 0.45

31、q1 + COSG2-loor供電：Udm2X = 0.45C/2 = 45K > 307220?供電：Udxm = 0.45L = 99K > 307故兩者都能滿足耍求(1)100V 供電Ud = 045q1 + cosa30 = 0.45L1 + cosacos ct = 0.333,a = 70.5°(9 = 180°-a = 180°-70.5° = 109.5°人=J"sif"* 2兀5一打=1.982x7 = 13.88(.4)V2(l + cosa)1.5 21.57I2 =13.26 17.68(

32、A)=>/2L72= 141.4(F)UR = (2 3) x UTM = 282.8 424.2(F)兀件選XP20?/I7t - a8吩右語H2Q +古= 0.595(2)220V 供電1 + cos1 + cos a0=0.450；,30 = 0.45x220a = 113.2°<9 = 180°-a = 180°-113.2° = 66.8°A = "sif + 2W-42.62x7 = 1&34(,) V2(l + cosa)1.5 21.57Z2 =17.5 23.36(d)L=V2C/2=311(r)

33、Ur=Q 3)xq“=622 933(7)8S 婦轄 s認2a +守= 0.3577九件選KP301010、冇一電磁滑差電機的勵磁繞組（電感性負栽），內(nèi)阻為45G.希望電壓能在（090） V內(nèi)可調(diào)。采用單相半波可控整流電路，rt! 220V電網(wǎng)氏接供電，試選杼晶閘管及整流二極 管的型號、規(guī)格。=0.45"匕竺,9。= 0.45 x 220匕竺 2 2a = 35.1°厶=5/& =90/45 = 2(.4)J180 - az、IT =莘1. = 1.27(/)>/2(1 + COS (Z)T J180 + a】df = f= L546G4)J2(l + cos

34、a)IDF =1.477 1.969(d)=5/2220 = 31 i(r)t（av）=1 5。* 】.62(小UR = (2 3) X UTM = 622 933(7)1,5-21.57元件選 KP310, ZP510II、在三相半波可控整流電路中，如果觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在自然換流點Z前,能否進行換流?可能會出現(xiàn)什么情況？ 答：不能換流，作不E常。12、三相半波可控整流電路，如果a相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出電阻性負我和電感性負 栽卜的直流電壓” d波形。電阻負載時,元件導通至5下降沿過零點（a >30。）, a V 30。時，同電感電感負載時,元 件導通至卜一個元件觸通為止13、三相橋式整流電

35、路對r流電動機電樞繞組供電。半電源介閘后電動機仍然保持靜止 狀態(tài)，此時a相晶閘管的觸發(fā)脈沖距a相電壓由負到正過零點至少多少度?畫出此時整流電 壓的波形。答：電機不動說明輸出電壓為零而電感性負較的移相范購為90S門然換相點更負變正過冬點為30=故相觸發(fā)脈沖距此點至少120°14、現(xiàn)有單相半波.單相橋式、三相半波三種電路.直流電流平均值人都是40A.問串 在晶閘管中的保護用熔斷器電流是否一樣人？為什么？15、三相半波可控整流電路.人電感負栽.S = 22OV, 0=100 求a=45。時克流平均 電壓S，晶閘管電流平均值及有效值，并畫出輸出直流電壓如及晶閘管電流斤波形。答：Ud= 1.1

36、7U2cosa = 1.17x220xcos45°= 182 VId = Ud/R<i = 182/10= 18.2 A1盯=33 = 18.2/3 = 6.1 AItId 18.2= 10.5 JWt16、匕題如負我兩端并接續(xù)流二極管，此時直流平均電壓S及直流平均電流厶多少？晶 閘管及續(xù)流二極管的電流半均值及有效值各多少?并畫出輸出苴流電壓妬,晶閘管及續(xù)流二 極管電流波形。答：Ud = 0.675/ 1 + COS(- + a) = 0.675 x 220 xl + cos(30° +45°) = 186.97 6打=空=18.69廈hr150°

37、 a r=360°150-45360Id = 5.45 J3(a 30)dDF 77Id= 2.34Al3(a-30)V 360Id = 6.6A17、三相半波可控整流電路通過一人電感的半波電抗器給直流電動機供電，續(xù)流二極管 并聯(lián)在T波電抗器打電動機;I；聯(lián)支路的兩端。"=220V, a=60°時電流連續(xù)fLZd=40Ao電 樞回路總電SlRi=0.2Q,求此時電動機的反電勢并畫出電壓、電流波形。答：=0.675C/,(7t)1 + cos16 )0.675 x 220 x 1 + cos(30° + 60。) = 148.5(/)Ud-E = IdRd

38、E = Ud -IdRd =148.5-40x0.2 = 140.5(K)3弋3七18、三相橋式全控整流電路，通過電抗器Ld向直流電動機供電。已知變丿E器次級電壓5 = 100V,變壓器每相繞組漏感（折算到次級）LB=100pH,點流電流平均flVd=150A,求漏 抗引起的換流壓降S及a=0。時的重疊角“ = 6xl00xlQ-x314xi50 = 45(r)2x3.14-cos(a + 了)+ cos a =/2U2l sin 150x100x10" x314>/6 x00xsin30c=0.0387nicos(a + /) = !- 0.0387“ =1619、三相橋式全

39、控整流電路對電阻一電感一反電勢負載供電。£=200V 0=10. Ld數(shù) 值很人，(A=220V, a = 30。，當LB=0； (2) LB = lmH時，分別求5、和換流遺替角卩。答：(1)= 2.3W噲打=234 x 220 x cos 60° = 257.5(F)Id = Ud/Rd = 257.5/1 = 57.5(d) / = 0Ud = 257.5-ADTrf =257.5- xlO-Ux/ = 257.5-0.3Zrf 7tUd-E = IdRnUd =200 + 打h = 25?f J200 = 44.23(/)Ud = 200 + /鳳=244.23(K

40、)z 、 IdXB 44.23x10"3x314>/6x220sin30ccos a 一 cos(a + /)=0.0515>/2sin mcos(603 + “)= 0.5 - 0.0515“ = 63.36° - 60° =3.36°20、三相半波?？卣麟娐穾щ娮栊载撦d，a相胡閘管VTi觸發(fā)脈沖丟失，試畫出a=15。 及a=60。時的直流電壓”d波形，并畫出a = 60。時b相VT?管兩端的電壓"T2波形。答*(1) 變壓器次級相電壓有效值：(2) 計算晶閘管電壓、電流。如電壓、電流裕屋取2倍,選擇晶閘管型號;(3) 變壓器次

41、級電流有效值：(4) 計算變斥器次級容杲：(5) a=0°時，電路功率因數(shù)；(6) 當觸發(fā)脈沖距對應(yīng)次級相電壓波形原點何處時，DI等寒。 答：Xd = coL(i = 628Q»R<i = 4 £2(1) Ud = 2.34U2COsaU2 = Ud/2.34 = 94 a = 0 -> Ud = 220 V UTm = V6x94 = 230.37UR = 2UTm = 460.67UA 220Id =- =55 ARd 4】T = 31.75"lj(Av h - 40.5zlT(AV) 1.57 7故可選元件KP50-5(3) I2= 7

42、=0.816x55 = 44.88A(4) S： = 3I：U= = 3X44.88X94 = 12656 VA(5) P = IdUd = 55X220 =12100 W水 P 12100 cc“cos =0.956S 12656(6) a = 60“ 時，Ud= 0則趴對應(yīng)相電壓原點角度為90° +30° =120°22、圖324所示單相橋式全控整流電路,若直流側(cè)取去直流電動機,僅保留電阻兔、 電感La，當<x>x/2時，晶閘管的導通角還能達180。嗎?輸出直流平均電壓還能出現(xiàn)負值嗎? 為什么？答：L。極大時,才有可能便0二180=輸出平均電壓不可

43、能為負值。23、三相半波逆變電路，當aA7r/2HJ若EAS惰況如何？若況乂如何？ 答：a > ji/2E>Ud時，為逆變狀態(tài)EUd時，為待逆變狀態(tài)24、電斥波形圖上分析.無論何種逆變電路當電抗器電感最不夠人時.則在a = 7T/2 時輸出直流平均電壓S>0,將造成被拖動直流電動機爬行(極低速轉(zhuǎn)動)。答：如圖示，如5足夠人，電流連續(xù)則a=90正負面積相等，Ud=025、三相半波逆變電路,0=30。，畫出當晶閘管VT2觸發(fā)脈沖丟失一次時輸出電壓噸的如Ld不夠人，則電流斯續(xù)，出現(xiàn)負面積小J：正而積的現(xiàn)彖，故5工0,造成直流電動機 爬行。(1) 畫岀 £, Jd的方向：(

44、2) 說明E與5的人小關(guān)系； 當a與"的最小值均為30。，控制角a的移和范昧答:整流一電動機Ud>E逆變一發(fā)電機E>Ud30。150。27、圖324b)所示單相橋式逆變電路,若U2=220V9 E= 100V, Ra=2Q,當0=30。時 能否實現(xiàn)有源逆變？為什么？畫出此時的電壓、電流波形。答：5 =-0.9U2COS D =-171.5 V而E = 100V,，故不滿足逆變條件28、三相半波逆變電路，5=100，£=30V, Rd=lQ, Ld足夠人，保證電流連續(xù)。試 求a=90。時厶=?如若p=60°時，厶=?為什么?答：(1) Ud= 1.17U

45、2cosa = 1.17X220Xcos90° = 0 V=30 J(2)Ud = -l.l7U2cosp = 1.17xl00xcos60° = -58.5 VUd I > E ,故不滿足逆變條件Id = 029、某三相半波晶閘管變流裝豐，變壓器次級相電壓有效值為230V,電動機電樞電阻Ra=03Qo電動機從220V、20A穩(wěn)定電動狀態(tài)卜作發(fā)電機再生制動，耍求制動初始電流為40A試求初始逆變角卩為多少？(換流壓降不計)30. 單和橋式全控整流電路，如圖31所示。S=220V, £=120 2=10,當p=60°時能否實現(xiàn)有源逆變？如能實現(xiàn)有源逆變

46、，求此時電動機的制動電流等人？個出此時的電 壓、電流波形。答：S =0.9/ cos a = 0.9 x 220 x cos 60° = 997|巧|間,故能逆變31、三相半波變流電路，接反電勢一電阻一電感負叔。5=100V, Rd=ld Ld數(shù)值很 人，換流電感Lb= lrnHo當E=150V, 0=30。時求厶及換流重疊角卩,并作吟斤的波形。答，XB = 2 7TfLB =314X10-3 二 0.314(23x03142龍Ud=UdUdE = Ud+IdRd'Ud=A7U2 cos30°+0.15Z150 = 5+4x1Id = 423 AUd= 107.7

47、Vcosl50°-2x42.3x0.314V6xl002/ xcos(a + /) = cos aB =M= 167.03- 150 = 17.03°32. 試畫出三相半波共陽極接法時,卩= 60。時的冏與C相晶閘管VT3上的電壓"T3波形。答3T U33、三相橋式全控變流裝置，反電勢一電阻一電感負載，5=220V, Ra=lQ, Ld數(shù)值 很人，換流電感LB=lmHo mi£=400V,卩=60。時，求也流平均電壓5、電流2d及換流巫疊 角卩。答：XB =2兀 JLb =2x3.14x50x1x10-3 = 0.314Q呵二沁厶/"恥打“弘&

48、quot;2托 d 2x3.14 “"E-Ud-Ud-RId =0400 一 2.34 x 220 x cos 60° 一 0.3打-Zfl, = 0Id =109.7 JUa = -2.34 x 220 x cos 60° -03x109.7 = -290.3/(、IdXB“c。109.7x0.314cos(a + /) = cos a 一=cosl20 =V66 sin-V6x220xsin30a m120 + /= 128.89°/ = 8.89°34、比較帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三和橋式全控整流電路的主耍斤同 點。35、多重

49、化整流電路有什么作用?第4章習題1. 一個理想的Buck變換電路，欲通過導通比a控制保持輸出電斥心=5 = 5恒定, 并希望輸出功率7 > 5W ,斬波頻率50kHz,試計算電源電斥£從10到40、范閑內(nèi)，為 保持變換器匸作在電流連續(xù)導通模式卜所需的最小電感£。2. 一個理想的Buck變換電路，濾波元件參數(shù)為Z=lw/H, C=470F。希璽 = 5J 斬波頻率為20fflzo若E=12.6、,輸出電流平均值Zo = 200mA ,試計算（1）輸出電壓紋 波口 （峰一峰值）;（2）電感上紋波電流AZ3. 一個理想的Boost變換電路，濾波電容C = 470/F <>希望輸出電壓UQ = 24V ,輸 出功率P啟沁、試計算電源電圧£從8¥到16V范囤內(nèi)，使變流器丁作在連續(xù)導通模式 下所需最小電感厶氓。4一個理想的Boost變換電路，濾波尤件為Z = 150/H , C = 470/F :已知 E = 12V, C/0 = 24V, I0 = O.5A,斬波頻率為 20kHz,試計算t/。（峰一峰值）。5. 一個理想的Boost-Buck變換電路，Xi C = 470/F ,斬波頻率為20 kHz：若£從8