電力電子技術(shù)課后習(xí)題答案

電力電子技術(shù)課后習(xí)題答案(總25頁(yè))--本頁(yè)僅作為文檔封面，使用時(shí)請(qǐng)直接刪除即可----2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(yáng)極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流〔脈沖〕?；蛘遀>0U>0AK GK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。圖1－43中陰影局部為晶閘管處于通態(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I、I、I與電流有效值IIId1 d2 d3 1 2 3解：a) Id1

1

Imsin(t)4

Im( 22 222121(Imsint)2d(wt)4Im2314 2I=121Imsintd(wt)Im( )5434Im2b) I=11(Imsint)2d(wt)4I=2

2 22Im232Im2314 21Imd(t)1Imc) I=2 0d30

412Im12Imd( t)202I=3100AI、I、Id1 d2 d3

各為多少這時(shí)，相應(yīng)的電流最大值Im1

、IIm2

各為多少I=100AI=157A,由上題計(jì)算結(jié)果知T(AV)

I I329.35 232.90A,Im1

0.4767 A, Im2

0.6741I0.5434IIm2d2

126.56A33c)

=2I=314

1I=4 m3

78.5m3 d3PNPN構(gòu)造,GTO能夠自關(guān)斷,而一般晶閘管不能答：GTOPNPNP1N1P2N1P2N2V1、V2，分別具有共基極電流增益1和2，由一般晶闡管的分析可得，121是器件臨界導(dǎo)通的條件。12＞1 兩個(gè)等效晶體管過(guò)飽和而導(dǎo)通；12＜1不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。GTOGTO與一般晶閘管在設(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)2V2GTO關(guān)斷；2)GTO導(dǎo)通時(shí)12的更接近于l，一般晶閘管121.5，而GTO則為121.05，GTO的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門(mén)極掌握關(guān)斷供給了有利條件；GTOP2極區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門(mén)極抽出較大的電流成為可能。.MOSFET因靜電感應(yīng)應(yīng)起的損壞MOSFET的柵極絕緣層很薄弱，簡(jiǎn)潔被擊穿而損壞。MOSFET的輸入電容是低泄漏電容，當(dāng)柵極開(kāi)路時(shí)極易受靜電干擾而充上超過(guò)±20MOSFET因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：①一般在不用時(shí)將其三個(gè)電極短接；②裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必需接地，測(cè)試時(shí)全部?jī)x器外殼必需接地；③電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過(guò)高；④漏、源極間也要實(shí)行緩沖電路等措施吸取過(guò)電壓。、GTR、GTOMOSFET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，ⅠGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，IGBT的驅(qū)動(dòng)多承受專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。GTR驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路供給的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿，并有肯定的過(guò)沖，這樣可反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。GTO驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：GTO要求其驅(qū)動(dòng)電路供給的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，驅(qū)動(dòng)電路通常包括開(kāi)通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門(mén)極反偏電路三局部。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)潔。4.RCD緩沖電路中各元件的作用。du/dtdi/dt,，減小器件的開(kāi)關(guān)損耗。RCD緩沖電路中，各元件的作用是：開(kāi)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(guò)電壓。.IGBT、GTR、GTOMOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。、GTR、GTOMOSFET的優(yōu)缺點(diǎn)的比較如下表：器件IGBT

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)開(kāi)關(guān)速度低于電力,電流容GTO。GTR 飽和壓降低。GTO 力量很強(qiáng)。電力MOSFET 存在二次擊穿問(wèn)題。

次擊穿問(wèn)題。斷時(shí)門(mén)極負(fù)脈沖電流功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開(kāi)關(guān)頻率低。10kW的電力電子裝置。什么是晶閘管的額定電流？40℃和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫所允許的最大工頻正弦半波電流的平均值。為什么要限制晶閘管斷電電壓上升律du/dt?55J2相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)電容加在晶閘管兩端電壓上升率過(guò)大，就會(huì)有J3，起到觸發(fā)電流的作用，易使晶閘管誤觸發(fā)，所以要限制du/dt。．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(kāi)頭時(shí)刻，假設(shè)電流上升過(guò)快，會(huì)有較大的電流集中在門(mén)集四周的小區(qū)域內(nèi)，雖di/dt。電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓的緣由及防止措施有哪些？答：產(chǎn)生緣由：1、由分閘、合閘產(chǎn)生的操作過(guò)電壓；2、雷擊引起的雷擊過(guò)電壓；措施：RCRCRC抑制電路，變壓器屏蔽RC抑制電路。22..1.單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L=20Mh，U2=100V，求當(dāng)0時(shí)和60時(shí)的負(fù)載IdUdId波形。解：0U2L儲(chǔ)能，在晶閘管開(kāi)頭導(dǎo)通時(shí)U2L釋放能量，晶閘管連續(xù)導(dǎo)通。因此，U2的一個(gè)周期中以下方程成立：di2L d dt2

sint考慮到初始條件：當(dāng)t0id=0可解方程：d LI 1

2U

1－cost〕d(t)d 20

L〔2U22U2L

當(dāng)a=60時(shí)，在U2的正半周期60~180期間，晶閘管導(dǎo)通使電感L儲(chǔ)能，電感L貯存的能量在U2負(fù)半周期180~300U2的一個(gè)周期中60~300期間，以下微分方程成立：di2L d dt2

sint考慮到初始條件：當(dāng)t60id=0可解方程得：6其平均值為

2U 12〔－2di= dt 2d

cost)1 5 2U 1 2U3 2( cost)d(t) d3I=2d3

L 2 2LUdid的波形如以下圖：22.21為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路,問(wèn)該變壓器還有直流磁化問(wèn)題嗎試說(shuō)明:22

U2;②當(dāng)負(fù)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)一樣。周期內(nèi)的平均電流為零，故不存在直流磁化的問(wèn)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狀況。VT2VT1VT2VT12個(gè)變壓器二次繞組并聯(lián)，所2以VT2承受的最大電壓為2 U2。2②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)角一樣時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：(O~)期0；(~)期間,VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VTl、VT4U2相等；(~)期間均無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；(~2)VT2VT2、VT3導(dǎo)通，輸出電壓等于－U2。(~)VTlVTl、VT4導(dǎo)U2(~2)VT2導(dǎo)通，單相全VT2、VT3導(dǎo)通，輸出波形等于-U2?？梢?jiàn)，兩者的輸出電壓一樣，加到同樣的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也一樣。.單相橋式全控整流電路，U2=100VR=20，L值極大，當(dāng)30時(shí)，要求：Ud、IdI2的波形；UdIdI2；③考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。、IdI2的波形如以下圖：UdIdI2分別為：Ud==×100×cos30＝〔V〕Id＝Ud/R=2=(A)I2=Id=(A)2③晶閘管承受的最大反向電壓為：22U2=1002

=(V) -考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN=(2~3)×=283~424(V)2流過(guò)晶閘管的電流有效值為：2IVT=Id/

=(A)晶閘管的額定電流為：IN=~2)×=26~35(A)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。.單相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，畫(huà)出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。:承受電壓為正即導(dǎo)通。因此，二極管承受的電壓不會(huì)消滅正的局部。在電路中器件均不導(dǎo)通的階段，溝通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：.單相橋式全控整流電路，U2=100VR=20，LE=60V，當(dāng)30時(shí)，要求：Ud、IdI2的波形；；UdIdI2；,確定晶閘管的額定電壓和額定電流。、IdI2的波形如以下圖：dI分別為：U==×100×cos30=(V)dId=(UdE)/R=60)/2=9(A)I2=Id=9(A)2③晶閘管承受的最大反向電壓為：22U2=1002

=(V)2流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流有效值為：2IVT

=(A)故晶閘管的額定電壓為：UN=(2~3)×=283~424(V)晶閘管的額定電流為：IN=~2)×=6~8(A)99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。d d VT .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所示，U2=100V電阻電感負(fù)載,，R=20，L值很大，當(dāng)=60時(shí)求流過(guò)器件電流的有效值，并作出U、I、I 、I的波形。解：Ud、Id、IVT、ID的波形如以下圖：d d VT 負(fù)載電壓的平均值為1

1cos( )3d3U= d3

2U sintd(t)0.9U2 2

67.59(V)負(fù)載電流的平均值為Id=Ud/R=2=(A)VTl、VT2的電流有效值為1IdIVT= 3d

(A)VD3、VD4的電流有效值為2IIVD= 3 =(A)d.a相的觸發(fā)脈沖消逝，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電Ud的波形。d解：假設(shè)=0，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，U的波形如下：d當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)，Ud的波形如下：10.三相半波整流電路，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)一樣，10%，問(wèn)變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么答：變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。緣由如下：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clb2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)，cl的電流向下流，b2bla2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，每一周期中有兩段時(shí)間(各為120)有電流流過(guò)，流過(guò)的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過(guò)的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。a、b兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎假設(shè)不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣萢、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?80。.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(yáng)極接法，假設(shè)它們的觸發(fā)角都是a相，在相位上差多少度？答：相差180。.三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=50，L值極大，當(dāng)＝60時(shí)，要求：Ud、IdIVT1的波形；Ud、Id、IdTIVT。解：①Ud、Id和IVT1的波形如以下圖：②Ud、Id、IdTIVT分別如下dU==×100×cos60=(V)dId＝Ud/R=5=(A)IdVT=Id/3=3=(A)IVT=Id/ 3=(A)Ud波形如何假設(shè)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：VT1VT3VT5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。.三相橋式全控整流電路，U2=100VR=50，L值極大，當(dāng)60時(shí)，要求：Ud、IdIVT1的波形Ud、Id、IdTIVT解：①Ud、IdIVT1的波形如下：、Id、IdTIVT分別如下dU==×100×cos60=117(V)Id=Ud/R=117/5=(A)d33IDVT=Id/3=3=(A)33IVT

= =(A).單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1，L=，E=40V，U2=100V，LB=，當(dāng)60時(shí)，求Ud、Id與Ud的波形。LB時(shí)，有ddU=Δudd又∵

Δud=2XBId/Id＝(Ud-E)/RU cos2X 2X d 2 B BU dId=〔A〕coscos() 2IX /Ud B 21313換相重疊角61.33Ud的波形

60

cos(60)0.47981.33.三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V，R=1，LB=lmH，求當(dāng)=30時(shí)、E=50VUd、Id、UdIVT1IVT2的波形。LB時(shí)，有：Ud=ΔudΔud=3XBId/2Id＝(Ud-E)/R解方程組得：dU＝(R1.17U2cos3XBE)/(2R3XB)94.63(V)d△Ud=(V)Id=(A)又由于：)2Id即得出cos(30＋)=換相重疊角

X/ 6UB2B = 41.283011.28IVTlIVT2的波形如下:.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：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，其整流輸出電壓中含?K(K=l、2、3…)次諧波，其中幅值最大的是2K+l(K=Ⅰ、2,3……)3次、5次諧波。.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、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。.I23、5、7I23,I25,I273題中己知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為Id=(A)于是可得：

2 2I=d==2 2I=d

×3=(A)222×5=(A)222I37

=2 2Id/72

×7=(A).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)：①三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；U2Ud是三相橋式電路的1/2Id2倍。UdId的波形外形一樣。.整流電路多重化的主要目的是什么整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。.十二脈波、二十四脈波整流電路的整流輸出電壓和溝通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溝通輸入電流中含有l(wèi)l次、13次、23次、25次等即12Kl(K=1,2,3. )次諧波，整流輸出電壓中含有12、24等即12K(K=1,2,3. )次諧波。24脈波整流電路的溝通輸入電流中含有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。.使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么答：條件有二：電壓；

2Ud為負(fù)值。.什么是逆變失敗如何防止逆變失敗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。質(zhì)量，留出充分的換向裕量角等。.單相橋式全控整流電路、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：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0~180，當(dāng)負(fù)載為0~90。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0~90。.D/Y-5NPN鋸齒波觸發(fā)30R-C濾波器，打算晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。答：〔1〕考慮踞齒波底寬240°；〔2〕信號(hào)US’A與對(duì)應(yīng)晶閘管陽(yáng)極電壓UA同相，同步信號(hào)USA超前對(duì)應(yīng)晶閘管陽(yáng)極電壓UA30°

共陰極組：Y/Y-4、共陽(yáng)極組：Y/Y-10UA1B1-USABUS’AUA

USABUSAUAB第3章 直流斬波電路簡(jiǎn)述圖3-la所示的降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)掌握周期中，讓V導(dǎo)通一段時(shí)間ton。，由電源E向L、R、M供電，在此期間，Uo=E。然后使V關(guān)斷一段時(shí)間toff，此時(shí)電感L通過(guò)二極管VD向R和M供電，

Eton

Ut0 off輸出電壓小于電源電壓,起到降壓的作用。在圖3-1a所示的降壓斬波電路中，E=200V，R=10Ω，L值微大，E=30V，T=50μs，ton=20μs，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為U ton

20200E 80(V)0 T 50輸出電流平均值為I U0EM80305(A)0 R 10，輸出電流平均值 流的最在圖3-la所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=lmH，R=0．5Ω，EM=10V，承受脈寬調(diào)制掌握方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U0 ，輸出電流平均值 流的最大和最小值瞬時(shí)值并推斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng)ton=3μs時(shí)，重進(jìn)展上述計(jì)算。解：由題目條件可得：EIt1on

0

E)It1offL0.0010.002當(dāng)ton5s時(shí)，有

R 0.5t

0.01tt由于

on0.0025e1

e0.002510.249m

e1 e0.011簡(jiǎn)述圖3-2a所示升壓斬波電路的根本工作原理。LCVELI1CRCU0VtonLEI1tonVE向電容C充電并向負(fù)載R供給能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為(U0E)I1toffTL即：化簡(jiǎn)得：

EIt1ont

0t

E)It1offTU on0

toff

off

E

Etoff式中的T／toff1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。在圖3-2a所示的升壓斬波電路中，E=50V，L值和C值極大，R=20Ω，承受脈寬調(diào)制掌握T=40μston=25μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U0I0。解：輸出電壓平均值為：T 40U E T 40

0 toffI U0

4025133.36.667(A)0 R 20試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的根本原理，并比較其異同點(diǎn)。答：升降壓斬波電路的根本原理：當(dāng)可控開(kāi)關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)V向電感L供電使其貯存1能量，此時(shí)電流為i1

，方向如圖。3-4中所示。同時(shí)，電容C維持輸出電壓根本恒定并向負(fù)載R供2電。此后，使V關(guān)斷，電感L中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為i，方向如圖3-4所示?？梢?jiàn)，2負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即Tu0 L

dt00VuL=E：V處于斷態(tài)期間uLu0

。于是：Et U0ton off轉(zhuǎn)變導(dǎo)通比0<<l／2l／2<<l1V，E—L1

L

-C—V回路分別流過(guò)電21VEL21

CVDR-L

-VD回路分別流過(guò)電流。輸出電壓的極性與電源2電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5b所示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。2c假設(shè)電容C很大使電容電壓uc

SBB點(diǎn)電壓uB=0，AN壓uA

uCt

SAuB

u u，C ，

0Ui

1U3BN 0。因此，Bu3B

的平均值為tu offB T

Uc(UccLlt

EU B

offUT c。2U 2另一方面，AAt

onUT

L3—5bUoU 的極性，有0

onUT

cUoEU ton

t E on E E0 toff

Tt 1onCuk波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)展濾波。試?yán)L制Speic斬波電路和Zeta斬波電路的原理圖，并推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。解：SepicVton期間，UL1EVtoff期間

U UL2 C1u EuuL1 0 C1u uL2 0當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感L、L的電壓平均值均為零，則下面的式子成立Et (Euu )t 0on 0 C1 offu t ut 0由以上兩式即可得出

C1onU0

0offtonEtZeta

offVton期間Vtoff期間

u EL1u Eu uL2 C1 0u uL1 C1

u uL2 01、2L的電壓平均值為零，則下面的式子成立1、2Et u t 0on C1off由以上兩式即可得出

(Euu )t ut 00 C1 on 0offtU onE0 toff分析圖3-7a所示的電流可逆斬波電路，并結(jié)合圖3-7b的波形，繪制出各個(gè)階段電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。解：電流可逆斬波電路中，VlVDllV2

構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊错懙诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2象限。3-7b1V導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電：11V關(guān)斷，VD，續(xù)流：12V也導(dǎo)通，L22V關(guān)斷，2

導(dǎo)通，向電源回饋能量對(duì)于圖3-8所示的橋式可逆斬波電路，假設(shè)需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試分析此時(shí)電路的工作狀況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時(shí)標(biāo)明電流流向。V3VD3V2V3VD3V3MV3VD3多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)點(diǎn)?小。此外，多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體牢靠性提高。4章溝通電力掌握電路和交交變頻電路一臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈由單相溝通調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺(tái)燈可看作電阻負(fù)載，在=0時(shí)輸出 最大值，試求功率為最大輸出功率的80%、50%時(shí)的開(kāi)通角。解：=0時(shí)的輸出電壓最大，為1Uomax=

( 0

sint)U111此時(shí)負(fù)載電流最大，為u Uomax 1I = R Romax因此最大輸出功率為Pmax=UomaxIomax輸出功率為最大輸出功率的80%時(shí)，有：U21P =U

I = Rmax此時(shí)

omax

omaxUo= 0.8U1又由sin2sin2解得222260.5450%時(shí)，有：Uo= 0.5U1又由sin2sin290220VR=Ω，L=2mH角的變化范圍；②負(fù)載電流的最大有效值；③最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；④當(dāng)=/2時(shí)，晶閘管電流有效值﹑晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。

arctan2502103

51.5解：〔1〕

R 0.5所以 51.5180〔2〕=U U1UoZI=

O0.520.525021032220oOOO(3)P=U I U1IOOO

22027460.3KWP U IcosS

OO1IUI1O

(4)由公式sin()sin()e

tan當(dāng) 2時(shí)cos()e求導(dǎo)

tancos1 sin()tane

tan

cos則由sin2()cos2()1得2

1tan2

)cos21tanlntan136U2U2Z1sincos(2)cosVTU I U

123(A)cos OO OUI U1O 1

0.66答：:溝通調(diào)壓電路和溝通調(diào)功電路的電路形式完全一樣，二者的區(qū)分在于掌握方式不同。消耗的平均功率。23溝通調(diào)壓電路廣泛用于燈光掌握〔如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光掌握〕及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中,還常用于對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)整。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常承受溝通調(diào)壓電路調(diào)整變壓器一次電壓。如承受晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是格外不合理的。承受溝通調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、本錢低、易于設(shè)計(jì)制造。溝通調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的掌握對(duì)象。由于掌握對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒(méi)有必要對(duì)溝通電源的每個(gè)周期進(jìn)展頻繁掌握。TCRTSC它們的根本原理是什么各有何特點(diǎn)答：TCR是晶閘管掌握電抗器。TSC是晶閘管投切電容器。二者的根本原理如下：TCR是利用電抗器來(lái)吸取電網(wǎng)中的無(wú)功功率〔或供給感性的無(wú)功功率〕，通過(guò)對(duì)晶閘管開(kāi)通角TCR從電網(wǎng)中吸取的無(wú)功功率的大小。TSC則是利用晶閘管來(lái)掌握用于補(bǔ)償無(wú)功功率的電容器的投入和切除來(lái)向電網(wǎng)供給無(wú)功功率(提供容性的無(wú)功功率)。二者的特點(diǎn)是：TCR只能供給感性的無(wú)功功率，但無(wú)功功率的大小是連續(xù)的。實(shí)際應(yīng)用中往往配以固定電容器〔FC〕，就可以在沉著性到感性的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整無(wú)功功率。TSC供給容性的無(wú)功功率，符合大多數(shù)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)男枰?。其供給的無(wú)功功率不能連續(xù)調(diào)整但在有用中只要分組合理，就可以到達(dá)比較抱負(fù)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。單相交交變頻電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同答：?jiǎn)蜗嘟唤蛔冾l電路和直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是一樣的，均由兩組反并聯(lián)的可控整流電路組成。但兩者的功能和工作方式不同。整流電路在輸出溝通電壓一個(gè)周期里，交替工作各半個(gè)周期，從而輸出溝通電。組工作并沒(méi)有像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的需要打算。.交交變頻電路的最高輸出頻率是多少制約輸出頻率提高的因素是什么答：一般來(lái)講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。當(dāng)交交變頻電路中承受常用的6脈波三相橋式整流電路時(shí)，最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/3~1/2。50Hz20Hz左右?；兒陀纱艘鸬碾娏鞑ㄐ位円约半妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制輸出頻率提高的主要因素。交交變頻電路的主要特點(diǎn)和缺乏是什么其主要用途是什么答：交交變頻電路的主要特點(diǎn)是：交交變頻電路的主要缺乏是：接線簡(jiǎn)單，如承受三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜簡(jiǎn)單。鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場(chǎng)合。.三相交交變頻電路有那兩種接線方式它們有什么區(qū)分答：三相交交變頻電路有公共溝通母線進(jìn)線方式和輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。兩種方式的主要區(qū)分在于：離。為此，溝通電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組必需拆開(kāi)，共引出六根線。即可，但是因其三組單相交交變頻器的輸出聯(lián)在一起，其電源進(jìn)線必需隔離，因此三組單相交交變頻器要分別用三個(gè)變壓器供電。.在三相交交變頻電路中，承受梯形波輸出掌握的好處是什么為什么答：在三相交交變頻電路中承受梯形波掌握的好處是可以改善輸入功率因數(shù)。正弦波。在這種掌握方式中，由于橋式電路能夠較長(zhǎng)時(shí)間工作在高輸出電壓區(qū)域〔對(duì)應(yīng)梯形波的〕，15%左右。..試述矩陣式變頻電路的根本原理和優(yōu)缺點(diǎn)。為什么說(shuō)這種電路有較好的進(jìn)展前景？答：矩陣式變頻電路的根本原理是：對(duì)輸入的單相或三相溝通電壓進(jìn)展斬波掌握，使輸出成為正弦溝通輸出。l，也可掌握為需要的功率因數(shù)；能量可雙向流淌，適用于溝通電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行；不通過(guò)中間直流環(huán)節(jié)而直接實(shí)現(xiàn)變頻，效率較高。18個(gè)，電路構(gòu)造較簡(jiǎn)單，本錢較高，掌握方法還不算成熟；輸出輸入最大電壓比只有，用于溝通電機(jī)調(diào)速時(shí)輸出電壓偏低。l，且能量雙向流淌，可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行；其次，和目前廣泛應(yīng)用的交直交變頻電路相比，6個(gè)開(kāi)關(guān)器件，卻省去直流側(cè)大電容，使體積削減，且簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)集成化和功率模塊前景。5.無(wú)源逆變電路和有源逆變電路有何不同？答：兩種電路的不同主要是：有源逆變電路的溝通側(cè)接電網(wǎng)即溝通側(cè)接有電源。而無(wú)源逆變電路的溝通側(cè)直接和負(fù)載聯(lián)接。.換流方式各有那兒種各有什么特點(diǎn)4種：器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷力量進(jìn)展換流。全控型器