【正文】 一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝ Ett t ?? offon on。 并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路得多重化。 逆變電路多重化就是把若干個(gè)逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來(lái)，使它們所含的某些主要諧波分 量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。隨著 C13充電電壓不斷增高，充電電流逐漸減小，到某一時(shí)刻充電電流減到零， VD1 承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。因放電電流恒為 Id，故稱恒流放電階段。 7．串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是什么？試分析換流過(guò)程。 5. 三相橋式電壓型逆變電路， 180176。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。通常是利用附加電容上的能量實(shí)現(xiàn)，也稱電容換 流。全控型器件采用此換流方式。 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 0 ~ 90?。 =176。 26．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： ①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； ② 要求晶閘管的控制角 α π /2，使 Ud 為負(fù)值。）次諧波，整流輸出電壓中含有 2 48 等即 24k（ k=1， 2，3）次諧波。 ③ 在兩種電路中，晶閘管的導(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。 解：第 13 題中，電路為三相橋式全控整流電路，且已知 Id＝ （ A） 由此可計(jì)算出 5 次和 7 次諧波分量的有效值為： I25＝ 6 Id∕ 5π＝ 6 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 6 Id∕ 7π＝ 6 ∕ 7π＝ （ A） 22． 試分別計(jì)算第 3 題和第 13 題電路的輸入功率因數(shù)。 19．三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＝ 3…… ）次的諧波，其中幅值最大的是 6 次諧波。－ 60176。 Ud＝ － Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕ π Id＝ Ud∕ R 解方程組得 ： Ud＝ ∕（ 1＋ 3XB/π R）＝ （ V） Id＝ （ A） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2 BdXI ∕ 6 U2 即得出 ?cos = 換流重疊角 ? ＝ 176。 =176。 =176。u2uduabuacubcubaucaucbuabuacuaⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥubucO ? t? t1O ? tid? tO? tOiVT1 ② Ud、 Id、 IdT 和 IVT 分別如下 Ud＝ ?＝ 100 cos60176。u 2uaubucO ? t ② Ud、 Id、 IdT 和 IVT 分別如下 Ud＝ ?＝ 100 cos60176。 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(yáng)極接法，如果它們的觸發(fā)角都是 ?， 那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，例如都是 a 相，在相位上差多少度？ 答：相差 180176。 解：假設(shè) ??0? ，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)， ud 的波形如下： u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t? 當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)， ud 的波形如下： u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t 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 260 所示，此時(shí)線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加 10%，問(wèn)變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么？ a1A B CNnNABCn圖 2 6 0b1c1a2b2c2 a1b1c1a2b2c2 圖 260 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。 解： ① ud、 id 和 i2 的波形 如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidi2O ? tIdIdId???? ② 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 分別為 Ud＝ U2 cosα ＝ 100 cos30176。 解：注意到二極管的特點(diǎn)：承受電壓為正即導(dǎo)通。 解： ① ud、 id、和 i2 的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidi2O ? tIdId???? ②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＝ U2 cosα ＝ 100 cos30176。 對(duì)于電感負(fù)載：（ α ~ π＋α ）期間，單相全波電路中 VT1 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT4 導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓 u2 相等；（ π ＋ α ~ 2π＋α ）期間，單相全波電路中 VT2 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT3 導(dǎo)通，輸出波形等于 ??u2。 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。因此，在電源電壓 u2 的一個(gè)周期里，以下方程均成立： tUtiL ?sin2dd 2d ? 考慮到初始條件：當(dāng) ?t＝ 0 時(shí) id＝ 0 可解方程得： )c os1(2 2d tLUi ?? ?? ? ?? ? ???? 20 2d )(d)c os1(221 ttLUI = LU?22 =(A) ud 與 id 的波形如下圖： 0 ? 2 ? ? tu20 ? 2 ? ? tud0 ? 2 ? ? tid 當(dāng) α ＝ 60176。 4. 圖 227 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 Id Id Id3 與電流有效值 I I I3。 電力電子技術(shù)第五版課后習(xí)題答案 第二章 電力電子器件 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：晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，并在門(mén)極施加觸發(fā)電流（脈沖）。 要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。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?yàn)閱蜗嗳煽卣麟娐纷儔浩鞫螠y(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(wèn)題。 ② 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：（ 0~α ）期間無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0；（ α ~π ）期間，單相全波電路中 VT1 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT4 導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2 相等； (π ~π＋α )期間，均無(wú)晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為 0； (π＋α ~ 2π )期間，單相全波電路中 VT2 導(dǎo)通，單相全控橋電路中 VT VT3 導(dǎo)通，輸出電壓等于??u2。時(shí)，要求： ① 作出 ud、 id、和 i2 的波形； ② 求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次電流有效值 I2； ③ 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 4．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。 整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： 0 ? 2 ? ? t? t? tu2uV D 2uV D 400 5．單相橋式全控整流電路， U2=100V，負(fù)載中 R=2Ω， L 值極大，反 電勢(shì) E=60V，當(dāng) ?=30?時(shí)，要求： ① 作出 ud、 id 和 i2 的波形； ② 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； ③ 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 解： ud、 id、 iVT、 iD 的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidO ? tO ? tIdIdIdiV T 1iV