电力电子技术(第二版)第2章答案bsxg.docx

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1、第2章 可控整整流器与与有源逆逆变器习习题解答答2-1 具有续续流二极极管的单单相半波波可控整整流电路路，电感感性负载载，电阻阻为5,电感感为0.2H，电电源电压压为2220V，直直流平均均电流为为10AA，试计计算晶闸闸管和续续流二极极管的电电流有效效值，并并指出其其电压定定额。解：由直直流输出出电压平平均值的的关系式式：已知直流流平均电电流为10AA，故得得：可以求得得控制角角为：则=990。所以，晶晶闸管的的电流有有效值求求得，续流二极极管的电电流有效效值为：晶闸管承承受的最最大正、反向电电压均为为电源电电压的峰峰值，考考虑23倍安安全裕量量，晶闸闸管的额额定电压压为续流二极极管承受受的

2、最大大反向电电压为电电源电压压的峰值值，考虑虑23倍安全全裕量，续续流二极极管的额额定电压压为2-2 具有变变压器中中心抽头头的单相相双半波波可控整整流电路路如图22-444所示，问问该变压压器是否否存在直直流磁化化问题。试试说明晶晶闸管承承受的最最大反向向电压是是多少？当负载载是电阻阻或者电电感时，其其输出电电压和电电流的波波形与单单相全控控桥时是是否相同同。解：因为为单相双双半波可控整整流电路路变压器器二次测测绕组中中，正负负半周内内上下绕绕组内电电流的方方向相反反，波形形对称，其其一个周周期内的的平均电电流为零零，故不不会有直直流磁化化的问题题。分析晶闸闸管承受受最大反反向电压压及输出出

3、电压和和电流波波形的情情况：（1）以以晶闸管管为例。当当导通时时，晶闸闸管通过过与2个变压压器二次次绕组并并联，所所以承受受的最大大电压为为。（2）当当单相全全波整流流电路与与单相全全控桥式式整流电电路的触触发角相相同时，对于电阻阻负载：（）期间间无晶闸闸管导通通，输出出电压为为0；（）期期间，单单相全波波电路中中VT11导通，单单相全控控桥电路路中、导通，输输出电压压均与电电源电压压相等；()期间，均均无晶闸闸管导通通，输出出电压为为0；()期间，单单相全波波电路中中导通，单单相全控控桥电路路中、导通，输输出电压压等于。对于电感感负载：（）期间间，单相相全波电电路中VVT1导导通，单单相全控

4、控桥电路路中、导通，输输出电压压均与电电源电压压相等；（）期期间，单单相全波波电路中中导通，单单相全控控桥电路路中、导通，输输出波形形等于。可见，两两者的输输出电压压相同，加加到同样样的负载载上时，则则输出电电流也相相同。2-3 单相桥桥式全控控整流电电路，电电阻性负负载，试计算算(1) 输出电压压和输出出电流；(2) 晶闸管额额定电压压和额定定电流。解：（11）输出电电压平均均值为：输出电流流为：（2） 晶闸管承承受的最最大反向向电压为为电源电电压的峰峰值，考考虑23倍的安安全裕量量，晶闸闸管的额额定电压压为晶闸管流流过的电电流为负负载电流流的一半半，考虑1.522倍的安安全裕量量，晶闸闸管

5、的额额定电流流为：2-4单单相桥式式全控整整流电路路，负负载中，L值极大大，反电电势E=60VV，当=300时，求求：（1）画画出和的波形形；（2）整整流输出出平均电电压、电电流及变变压器二二次侧电电流有效效值；（3）考考虑安全全裕量，确确定晶闸闸管的额额定电压压和额定定电流。解：(11)和的波形形如下图图：（2）输输出平均均电压，电流，变变压器二二次电流流有效值值分别为为（3）晶晶闸管承承受的最最大反向向电压为为：考虑23倍的安安全裕量量，晶闸闸管的额额定电压压为：流过晶闸闸管的电电流有效效值为：考虑1.52倍的安安全裕量量，晶闸闸管的额额定电流流为：2-5 单相桥桥式全控控整流电电路接电电

6、阻性负负载，要要求输出出电压001000V连续续可调，30V以上要求负载电流达到20A。采用由220V变压器降压供电，最小控制角.试求：（1）交交流侧电电流有效效值；（2）选选择晶闸闸管电压压、电流流定额。解：（11）交流流侧输出出电压有有效值为为：=30，此时时输出电电压最大大，代入入上式得得到：得，=1119VV=301000V变化化时，220A，由由于在330V时时，导通通角小，因因此此时时的电流流有效值值最大，此此时R=1.5，触发发角为交流侧电电流有效效值为：（2）晶晶闸管承承受的最最大正反反向电压压的最大大值为，考考虑23倍的安安全裕量量，晶闸闸管电压压定额为为：晶闸管电电流是输输

7、出电流流的二分分之一，考考虑1.52倍的安安全裕量量，则晶闸管管的额定定电流为为：2-6 在单相相桥式全全控整流流电路中中，若有有一晶闸闸管因为为过流烧烧毁断路路，画出出此时输输出电压压波形。如如果有一一晶闸管管因为过过流烧成成短路，结结果又会会怎样？解：假设设因为过过流烧毁毁断路，则整流电压ud波形与单相半波整流电路的波形一样，相位差180度。假设因过过流而短短路，则则当晶闸闸管导通通时，将将发生电电源相间间短路，使使得也可可能因为为过流而烧烧毁。如果因为为过流烧烧毁断路路，则整整流电压压ud波形如如上图所示示，相位位差1880度；如果因因为过流流烧毁而而短路，则会引起变压器和电源过流。2-

8、7单单相桥式式全控整整流电路路中给电电阻性负负载供电电和给反反电势负负载蓄电电池供电电，在流流过负载载电流平平均值相相同的情情况下，哪哪一种负负载的晶晶闸管额额定电流流应选得得大一些些？为什什么？答：反电电势负载蓄电电池时晶晶闸管额额定电流流应该大大一些。因因为在反电动动势负载载时，晶晶闸管导导通角变变小，波形系系数变大大，负载载电流平平均值相相同的情情况下，有效值电流变大，故要求晶闸管的额定电流比较大。2-8三三相半波波整流电电路中，如如果U相电压压消失，试试画出在在电阻性性负载与与电感性性负载下下的整流流电压波波形解 假设设=0，当负负载为电电阻时，的波形如下：当负载为为电感时时，的波波形

9、如下下：2-9三三相半波波可控整整流电路路，电阻阻性负载载。已知知，当=900时，试试计算并并画出波波形。解：由输输出电压压平均值值的关系系式可求求得：输出电流流平均值值为：2-100 三相相半波整整流电路路，已知知，大电电感负载载，当=455时，试试计算并并画出波波形。如如果在负负载端并并接续流流二极管管，试计计算流过过晶闸管管的电流流平均值值、有效效值和续续流二极极管的电电流平均均值、有有效值。解：由输输出电压压平均值值的关系系式可求求得：输出电流流平均值值为：并接续流流二极管管时，输输出电压压平均值值为:输出电流流平均值值为：晶闸管的的电流平平均值为为：有效值为为：续流二极极管的电电流平

10、均均值为：续流二极极管电流流有效值值为：2.111 三三相半波波整流电电路，电电感性负负载，调调节达到到维持为为恒值2250AA，已知知供电电电压经常常在11.115范围围内变化化，求：的变化化范围;解：由题题可知：三相半半波整流流电路，U2coos=4335.55为定值值，coos（0，11）所以=0时，值为为4355.5，取为440V，则的变变化范围围为44405506VV,=4400V时，得得到=8.2当电压压波动到到1.115=5066V时，得得到=30.62.122 三三相半波波整流电电路，反反电势电电感性负负载，,求：（1）输输出电压压和输出出电流，晶晶闸管的的额定电电压和额额定电

11、流流，并画画出的波波形； （2）当当时，输输出电压压和输出出电流，并并画出的的波形。解： （11）V晶闸管的的额定电电压：晶闸管的的电流有有效值：晶闸管的的额定电电流： （2）考考虑时，有有：三式联立立求解得得到：即得出：换流重叠叠角2.133 三三相半波波共阴极极接法与与共阳极极接法，uu, vv 两相相的自然然换相点点是同一一点吗？如果不不是，他他们在相相位上相相差多少少度？答：三相相半波整整流电路路的共阴阴极接法法与共阳阳极接法法，两相相之间换换相的自自然换相相点不在在同一点点上。相相位相差差1800 。2.144 三三相全控控桥整流流电路，当当一只晶晶闸管短短路时，电电路会发发生什么么

12、情况？答：假设设VT1短路，则则当晶闸闸管VTT3或VT5导通时时，将发发生电源源相间短短路，使使得VTT3、VT5也可能能过流烧烧毁。2.155 三三相全控控桥，反反电势电电感性负负载，, 求：（1）输输出电压压和输出出电流，晶晶闸管的的额定电电压和额额定电流流，并画画出的波波形； （2）当当时，输输出电压压和输出出电流，并并画出的的波形。解：（11） （2） 当 时， 可可得：解方程组组可得又因为：2.166 在在三相桥桥式全控控整流电电路中，已已知，电感感足够大大，当时时，试计计算及流流过晶闸闸管的电电流平均均值和有有效值，并并画出的的波形。解：1882 VV=9110 AA A2.17

13、7试画出出三相桥桥式逆变变电路中中当=4时时晶闸管管两端电电压波形形。2.188 变流流器工作作于有源源逆变状状态的条条件是什什么？答：变流流器有源源逆变的的条件是是：（11)负载载有直流流电动势势，其极极性必须须和晶闸闸管导通通方向一一致，其其值应该该大于变变流器直直流侧的的平均电电压，(2) 晶闸管管的控制制角，即即为负。2.199三相全全控桥逆逆变电路路，反电电动势电感感性负载载，=2220V，RR=1，L=，=4000V，=600。求：（1） 输出电电压和输输出电流流，晶闸闸管的额额定电压压和额定定电流，并并画出、和的波形形；（2）当当=1mmH时输输出电压压和输出出电流，并并画出、和的波形形解:由于于此三相相全控桥桥电路中中，L=，所以 所以，晶晶闸管的的额定电电流为：额定电压压为(2) 由题意意可列出出如下三三个等式式：三式联立立求解得得到：由下列公公式计算算换流重重叠角：2.200 三相相半波整整流电路路带直流流电动机机负载，=220V，求当=15，30，45，60，75，90时，电动机的理想空载电势。答：三相相半波整整流电路路带直流流电动机机负载时时，当660时，电动动机的理理想空载载电势为为；当660时，电动动机的理理想空载载电势为为；将上述角角度分别别代入即即可得理理想空载载电势。