電力電子技術(shù)基礎(chǔ)22-習(xí)題

電力電子技術(shù)基礎(chǔ)22-習(xí)題第一頁，共56頁。習(xí)題講解6第二頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－3圖1－39為晶閘管導(dǎo)通時(shí)電流波形，各電流最大值為Im，試求各波形的電流平均值、電流有效值以及波形系數(shù)第三頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－3電流平均值的定義電流有效值的定義波形系數(shù)的定義第四頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－3解：（1）第五頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－3（2）第六頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－3（3）第七頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－4上題中不考慮安全裕量，額定電流IT(AV)=200A的晶閘管，能送出電流平均值各為多少？對應(yīng)的電流最大值為多少？第八頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解電流定額___

通態(tài)平均電流IT(AV)

晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取晶閘管應(yīng)留一定的裕量，一般取1.5~2倍——習(xí)題1－4第九頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解特定情況具體情況已知：平均電流（通態(tài)平均電流）SCR允許的有效電流正弦半波波形系數(shù)SCR允許的有效電流具體波形波形系數(shù)求：平均電流——習(xí)題1－4（工頻正弦半波導(dǎo)通）第十頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－4解：“額定電流為200A的SCR”，表示該SCR在工頻正弦半波情況下可以通過的平均電流

為200A，由于正弦半波的波形系數(shù)為1.57,所以，該SCR可以通過的電流有效值為200×1.57＝314A因此，這個(gè)SCR不管在什么情況下，允許通過的電流有效值最大都為314A?。。?！也就是說，這個(gè)SCR在圖中3種不同的波形下，允許通過的電流有效值最大都為314A第十一頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－4上題中已經(jīng)求出各種波形的波形系數(shù)，所以第十二頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題1－4上題中已經(jīng)求出各種波形下有效值和最大值之間的關(guān)系，所以具體電路中，需要求電流定額的時(shí)候，首先求出通過的電流有效值I，考慮1.5~2倍的冗余，電流定額可以直接用下式求出：

第十三頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5某電阻負(fù)載R＝0.8Ω，要求直流平均電壓在0～24V可調(diào)。如用220V交流電源直接供電和用變壓器降到60V供電，都采用單相半波可控整流電路，試比較兩種供電方案的晶閘管導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電源與變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)以及對電源要求的容量，從中可以得到什么結(jié)論？第十四頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5解：在負(fù)載電阻恒定的情況下直流電壓0～24V連續(xù)可調(diào)，因此，在電壓為24V時(shí)為嚴(yán)酷工作條件；（1）采用交流220V直接供電時(shí)所以，當(dāng)輸出電壓為24V時(shí)，控制角為導(dǎo)通角為；第十五頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5晶閘管兩端的最大正、反壓為也可以采用下面的公式計(jì)算晶閘管的額定電壓為取900V;流過晶閘管的電流有效值為例題2－1公式公式2－3第十六頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5所以，選擇的晶閘管要求能通過84A的電流有效值電流定額___

通態(tài)平均電流IT(AV)

晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。電流定額為正弦半波的波形系數(shù)取100A;第十七頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5功率因數(shù)電源的容量為注意單位?。。。。。。。〉谑隧?，共56頁。（2）采用交流60V供電時(shí)所以，當(dāng)輸出電壓為24V時(shí)，控制角為導(dǎo)通角為；電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5第十九頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5晶閘管兩端的最大正、反壓為也可以采用下面的公式計(jì)算晶閘管的額定電壓為取200V;流過晶閘管的電流有效值為第二十頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5電流定額為功率因數(shù)電源的容量為取60A;第二十一頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－5結(jié)論：（1）選用220V直接供電時(shí)，需要選用900V，100A的晶閘管；而60V供電時(shí)，只需要選用200V，60A的晶閘管；前者對器件的要求高；（2）選用220V直接供電時(shí)，功率因數(shù)為0.31而60V供電時(shí)，功率因數(shù)為0.68前者的功率因數(shù)比較低；（3）選用220V直接供電時(shí)，電源的容量為18480VA而60V供電時(shí)，電源的容量為3060VA前者對電源的容量要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者。所以，從技術(shù)層面講，后者特性優(yōu)于前者；但是，后者需要額外增加變壓器，一定程度上也會提高成本。

第二十二頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－8單相橋式全控整流電路，U2=100V，負(fù)載R=2Ω,L值極大，反電動勢50V，當(dāng)α＝30o時(shí)，求輸出平均電壓、平均電流、晶閘管的電流平均值和有效值。設(shè)整流變壓器的一次測電壓為220V,求變壓器一、二次側(cè)的電流有效值、變壓器容量，并做出ud、id、i2的波形。第二十三頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－8課本57頁第5～8行：（阻感反電動勢負(fù)載）如果電感量足夠大就能使電流連續(xù)，SCR每個(gè)周期導(dǎo)通180度，ud、Id的波形和電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)完全相同，ud計(jì)算公式也一樣。輸出平均電壓為輸出平均電流為不同輸出(變壓器二次側(cè))有效電流為第二十四頁，共56頁。晶閘管平均電流為輸出平均電流的1/2電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－8晶閘管有效電流為輸出有效電流的第二十五頁，共56頁。變壓器一次側(cè)電流有效值為電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－8變壓器的容量為注意單位?。。?！第二十六頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13如圖所示單相橋式半控整流電路，負(fù)載R=5Ω,L值極大，當(dāng)α＝60o時(shí)，求各元件定額。設(shè)畫出晶閘管兩端的波形，整流二極管和續(xù)流二極管一個(gè)周期各導(dǎo)通多少度？第二十七頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13一個(gè)周期（2π）內(nèi)：每個(gè)整流二極管導(dǎo)通120o；續(xù)流二極管導(dǎo)通2×60＝120o；第二十八頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13晶閘管的電流有效值為輸出電流有效值、平均值為輸出電壓平均值為晶閘管的電流定額為取30A.第二十九頁，共56頁。晶閘管的最大正反相電壓為電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13晶閘管的電壓定額為取800V.或者第三十頁，共56頁。整流二極管的電流有效值為電流定額為取20A.電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13續(xù)流二極管的最大反壓為續(xù)流二極管的電壓定額為此處最好不要求電流平均值不同有效值第三十一頁，共56頁。續(xù)流二極管的電流有效值為電流定額為取20A.電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－13整流二極管的最大反壓為整流二極管的電壓定額為第三十二頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－19三相橋式全控整流電路，U2=100V，負(fù)載R=5Ω,L值極大，當(dāng)α＝60o時(shí)，做出ud、id、iVT1的波形。求輸出平均電壓、平均電流、晶閘管的電流平均值和有效值。課本53頁：（三相全橋阻感負(fù)載）當(dāng)α≤60o時(shí)，電路的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)基本相同，各晶閘管通斷情況、ud、uvt

的波形都一樣，不同之處在于負(fù)載電流波形為一條水平線。第三十三頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－19第三十四頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－19輸出平均電壓為輸出平均電流為晶閘管平均電流為輸出平均電流的1/3晶閘管有效電流為輸出有效電流的輸出有效電流為第三十五頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－21三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負(fù)載，E=50VU2=100V，R=1Ω,L值極大，LB=1mH,當(dāng)α＝30o時(shí)，做出ud、iVT的波形,求輸出平均電壓、平均電流、換流重疊角。第三十六頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－21直流回路電壓平衡方程為(1)其中Ud為不考慮漏感時(shí)的輸出平均電壓為(2)漏感上的電壓可由下頁的表查得(3)

將（2）（3）帶入(1)可得負(fù)載平均電壓為換流壓降為第三十七頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－21電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路換流重疊角計(jì)算公式可由下表查得所以第三十八頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23三相橋式全控整流電路，反電動勢阻感負(fù)載，E=200VU2=220V，R=1Ω,L值極大,α＝60o，在LB=0和LB=1mH情況下分別做出ud、iVT的波形,求輸出平均電壓、平均電流，后者還要求出換流重疊角。第三十九頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23LB=0反電動勢阻感負(fù)載L值極大和L值極大阻感負(fù)載ud波形相同和習(xí)題2－19波形一樣第四十頁，共56頁。LB=0時(shí)輸出平均電壓為輸出平均電流為電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23第四十一頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23LB=1mH第四十二頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23LB=1mH時(shí)直流回路電壓平衡方程為(1)其中Ud為不考慮漏感時(shí)的輸出平均電壓為(2)漏感上的電壓為（3）

將（2）（3）帶入(1)可得負(fù)載平均電壓為換流壓降為第四十三頁，共56頁。換流重疊角計(jì)算公式所以電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題2－23第四十四頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－5三相半波有源逆變電路某晶閘管兩端的電壓波形如圖3－14所示，試指出這是第幾個(gè)晶閘管兩端的電壓波形，α、β為何值？第四十五頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－5第二個(gè)晶閘管導(dǎo)通，α=150°，β=30°

第四十六頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－6單相橋式全控有源逆變電路，反電動勢阻感負(fù)載，R=1Ω,L值極大,U2=100V，LB=0.5mH當(dāng)EM=-99V，β

＝60o時(shí)，求Ud

、id和γ值？第四十七頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－6LB=1mH時(shí)直流回路電壓平衡方程為(1)其中Ud為不考慮漏感時(shí)的輸出平均電壓為(2)漏感上的電壓為（3）

將（2）（3）帶入(1)可得負(fù)載平均電壓為換流壓降為第四十八頁，共56頁。換流重疊角計(jì)算公式電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－6所以第四十九頁，共56頁。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－8三相半波有源逆變電路，反電動勢阻感負(fù)載，R=1Ω,L值極大,U2=100V，LB=1mH當(dāng)EM=-150V，β

＝30o時(shí)，求Ud

、id和γ值？第五十頁，共56頁。直流回路電壓平衡方程為(1)其中Ud為不考慮漏感時(shí)的輸出平均電壓為(2)漏感上的電壓為（3）

將（2）（3）帶入(1)可得負(fù)載平均電壓為換流壓降為電力電子技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題講解——習(xí)題3－8第五十一