電力電子技術(shù)第五版習(xí)題答案(存儲(chǔ)版)
【正文】 g ＝ 176。當(dāng)①LB=0和②LB=1mH情況下分別求Ud、Id的值，后者還應(yīng)求g 并分別作出ud與iT的波形。變壓器二次側(cè)電流中含有6k177。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。時(shí)求Ud、Id和g 的值。 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 ~ 120176。強(qiáng)迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反向電壓換流稱為強(qiáng)迫換流。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。 4．電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。 解：輸出相電壓的基波幅值為=(V)輸出相電壓基波有效值為：=45(V)輸出線電壓的基波幅值為=110(V)輸出線電壓基波的有效值為=78(V)輸出線電壓中五次諧波的表達(dá)式為：其有效值為：=(V) 6．并聯(lián)諧振式逆變電路利用負(fù)載電壓進(jìn)行換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？答：假設(shè)在t時(shí)刻觸發(fā)VTVT3使其導(dǎo)通，負(fù)載電壓uo就通過VTVT3施加在VTVT4上，使其承受反向電壓關(guān)斷，電流從VTVT4向VTVT3轉(zhuǎn)移，觸發(fā)VTVT3時(shí)刻t必須在uo過零前并留有足夠的裕量，才能使換流順利完成。如忽略負(fù)載中電阻的壓降，則在uC13=0時(shí)刻后，二極管VD3受到正向偏置而導(dǎo)通，開始流過電流，兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通，進(jìn)入二極管換流階段，如圖516c所示。 串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為Uo===80(V)輸出電流平均值為Io ===5(A) 3．在圖51a所示的降壓斬波電路中，E=100V， L=1mH，R=，EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。可見，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。假設(shè)電容C很大使電容電壓uC的脈動(dòng)足夠小時(shí)。解：α=0時(shí)的輸出電壓最大，為此時(shí)負(fù)載電流最大，為因此最大輸出功率為輸出功率為最大輸出功率的80%時(shí)，有：此時(shí)，又由解得α=176。 交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。交交變頻電路的主要不足是：接線復(fù)雜，如采用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，頻譜復(fù)雜。當(dāng)輸出頻率增高時(shí)，輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制輸出頻率提高的主要因素。這都是十分不合理的。也可由圖43估計(jì)出q 的值。 7．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。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。同時(shí)，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。在C13電壓uC13下降到零之前，VT1一直承受反壓，只要反壓時(shí)間大于晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq，就能保證可靠關(guān)斷。導(dǎo)電方式，Ud=100V。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。 電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負(fù)的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。30．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)蜗鄻蚴饺卣麟娐罚?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0 ~ 180176。＝176。）次諧波，整流輸出電壓中含有248等即24k（k=1，2，3）次諧波，整流輸出電壓中含有124等即12k（k=1，2，3＝ ②第13題中基波電流的有效值：I1＝Id∕π＝∕π＝（A）基波因數(shù)為n＝I1∕I＝I1∕Id＝電路的輸入功率因數(shù)為：l＝n ＝ cos60176。變壓器二次側(cè)電流中含有2k＋1（k＝3……）次即奇次諧波，其中主要的有3次、5次諧波。Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕πId＝Ud∕R 解方程組得：Ud＝∕（1＋3XB/πR）＝（V）Id＝（A）又∵－＝2∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝176。 最后，作出整流電壓Ud的波形如下： 15．三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求當(dāng)a=30176。 13．三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)a=60176。）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。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：①ud、id、和i2的波形如下圖：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＝100cos30176。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。期間晶閘管導(dǎo)通使電感L儲(chǔ)能，電感L儲(chǔ)藏的能量在u2負(fù)半周期180176。和60176。或：uAK0且uGK0。時(shí)，在電源電壓u2的正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電感L儲(chǔ)能，在晶閘管開始導(dǎo)通時(shí)刻，負(fù)載電流為零。~300176。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a 相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：（0~α）期間無晶閘管導(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VTVT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；(π~π＋α)期間，均無晶閘管導(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VTVT3導(dǎo)通，輸出電壓等于 u2。 4．單相橋式半控整流電路，電阻性負(fù)載，畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。 6. 晶閘管串聯(lián)的單相半控橋（橋中VTVT2
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