電力電子技術(shù)第四版課后習(xí)題答案(編輯修改稿)
2025-07-20 20:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3…)次諧波，其中幅值最大的是2次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有2K+l(K=Ⅰ、2,3……)次即奇次諧波，其中主要的有3次、5次諧波。，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、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、3……)次的諧波，其中主要的是7次諧波。、7次諧波分量的有效值I23,I25,I27解：在第3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： I23=(A) I25=(A) I37=(A)?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； ②當(dāng)變壓器二次電壓有效值U2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。 ③在兩種電路中，晶閘營(yíng)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。 ?答：整流電路多重化的目的主要包括兩個(gè)方面：一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。 、二十四脈波整流電路的整流輸出電壓和交流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交流輸入電流中含有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124等即12K(K=1,2,3...)次諧波。24脈波整流電路的交流輸入電流中含有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248等即24K(K=1,2,3...)次諧波。?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使Ud為負(fù)值。？如何防止逆變失??？答：逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過晶閘管電路形成短路，或者使變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。防止逆變夫敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充足的換向裕量角等。 、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~，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~。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~，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~。，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆運(yùn)行，整流變壓器的接法是D/Y5，采用NPN鋸齒波觸發(fā)器，并附有滯后30176。的RC濾波器，決定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240176。；（2）信號(hào)US’A與對(duì)應(yīng)晶閘管陽極電壓UA 同相，同步信號(hào)USA 超前對(duì)應(yīng)晶閘管陽極電壓UA 30176。（3）共陰極組：Y/Y共陽極組：Y/Y10第3章 直流斬波電路1．簡(jiǎn)述圖3la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)控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時(shí)間。，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，此時(shí)電感L通過二極管VD向R和M供電，Uo=0。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓輸出電壓小于電源電壓,起到降壓的作用。2．在圖31a所示的降壓斬波電路中，已知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。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輸出電流平均值為3．在圖3la所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=lmH，R=0．5Ω，=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值，輸出電流平均值，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)=3μs時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。解：由題目已知條件可得：當(dāng)時(shí)，有 由于所以輸出電流連續(xù)。4．簡(jiǎn)述圖32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。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,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。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為，此階段電感L上積蓄的能量為E。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和己共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為，則在此期間電感L釋放的能量為；當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：化簡(jiǎn)得：式中的T／1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。5．在圖32a所示的升壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，R=20Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40μs，=25μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值，輸出電流平均值。解：輸出電壓平均值為：輸出電流平均值為： 6．試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)V向電感L供電使其貯存能量，此時(shí)電流為，方向如圖。34中所示。同時(shí)，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。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i2，方向如圖34所示?？梢姡?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兩端電壓對(duì)時(shí)間的積分為零，即當(dāng)V處于通態(tài)期間，=E：而當(dāng)V處于斷態(tài)期間。于是：改變導(dǎo)通比，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當(dāng)0l／2時(shí)為降壓，當(dāng)l／2l時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E——V回路和R—C—V回路分別流過電流。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，回路和RVD回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖35b所示，相當(dāng)于開關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容C很大使電容電壓的脈動(dòng)足夠小時(shí)。當(dāng)開關(guān)S合到B點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)電壓=0，A點(diǎn)電壓；相反，當(dāng)S合到A點(diǎn)時(shí)。因此，B點(diǎn)電壓的平均值為(Uc為電容電壓“c的平均值)，又因電感Ll的電壓平均值為零，所以。另一方面，A點(diǎn)的電壓平均值為，且的電壓平均值為零，按圖3—5b中輸出電壓Uo的極性，有。于是可得出輸出電壓Uo與電源電壓E的關(guān)系：兩個(gè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實(shí)現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相比，Cuk斬波電路有一個(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)行濾波。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。解：Sepic電路的原理圖如下：在V導(dǎo)通期間，左V關(guān)斷期間
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