【文章內(nèi)容簡介】 ） 次的諧波 ， 其中主要的是哪 7 次 諧波 。 對于 m 相全控整流電路， 其整流輸出電壓中含有 2mk（ k= 3…）次 的諧波 ， 其中最大的是 2m 次 諧波。 變壓器二次電流中含有 2mk177。 1（ k= 3…） 次的諧波 ， 其中主要的是哪 2mk177。 1次 諧波 。 1 試計算第 3 題 （單相橋式全控整流電路） 中 i2的 7 次諧波分量的有效值 I2I2 I27，并計算此時該電路的輸入功率因數(shù)。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 15 頁 共 36 頁 解：由第 3 題的解答可知： 2 ( )dI I A?? ，則 23 22 2 2 8 .9 7 2 .6 9 ( )33dIIA???? ? ?；25 22 2 2 8 .9 7 1 .6 255dIIA???? ? ? 27 22 2 2 8 .9 7 1 .1 5 ( )77dI???? ? ? 基波有效值 21 22 2 2 8 .9 7 8 .0 8 ( )dIIA???? ? ? 輸入功率因數(shù) 11 8 . 0 8c o s c o s 0 . 9 0 c o s 3 0 0 . 7 7 9 48 . 9 7II? ? ?? ? ? ? ? ? ?。 1 試計算第 7 題 （ 三相橋式全控整流電路 ） 中的 i2的 7 次諧波分量的有效值 I2I27。 解：由第 7 題的解答可知： 117 2 3 .4 ( )5dd UIAR? ? ?，則 25 6 6 2 3 .4 3 .6 5 ( )55dIIA???? ? ?；27 6 6 2 3 .4 2 .6 1 ( )77dIIA???? ? ?。 1 三相晶閘管 橋式全控 整流器接至 交流系統(tǒng)。已知 10kV 母線的短路容量為150MVA，整流器直流側(cè)電流 Id＝ 400A，觸發(fā)延遲角 α＝ 15176。，不計重疊角 ? ，試求： (1) 基波 功率因數(shù) cosφ整流器的功率因數(shù) λ； (2) 整流 側(cè) 直流電壓 Ud； (3) 有功功率、無功功率和交流 側(cè) 基波電流有效值 ； (4) 截止到 23 次的各諧波電流的大小、總諧波畸變率 。 解：（ 1） 1c os c os c os 15 0. 96 59??? ? ? ? 10. 95 5 c os 0. 95 5 0. 96 59 0. 92 24??? ? ? ? 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 16 頁 共 36 頁 （ 2）2 1 0 . 52 . 3 4 c o s 2 . 3 4 c o s 1 5 1 3 . 7 0 ( )3dU U k V?? ? ? ? ? ? （ 3） 基波電流有效值 21 66 4 0 0 3 1 1 .8 8 ( )dI I A??? ? ? ? 總電流有效值 2 22 4 0 0 3 2 6 .6 0 ( )33dI I A? ? ? ? 有功功率 3 10 .5 32 6. 60 0. 92 24 54 78 .8 0( )P S k W?? ? ? ? ? ? 無功功率 2 2 2 2( 3 1 0 .5 3 2 6 .6 0 ) 5 4 7 8 .8 0 2 2 9 4 .1 3 ( )Q S P k V A R? ? ? ? ? ? ? （ 4） 僅 含有 6k177。 1（ k= 3…） 次的諧波 ， 25 66 4 0 0 6 2 .3 8 ( )55dI I A??? ? ? ?；27 66 4 0 0 4 4 .5 5 ( )77dI I A??? ? ? ? 211 66 4 0 0 2 8 .3 5 ( )1 1 1 1dI I A??? ? ? ?；213 66 4 0 0 2 3 .9 9 ( )1 3 1 3dI I A??? ? ? ? 217 66 4 0 0 1 8 .3 5 ( )1 7 1 7dI I A??? ? ? ?；219 66 4 0 0 1 6 .4 1 ( )1 9 1 9dI I A??? ? ? ? 223 66 4 0 0 1 3 .5 6 ( )2 3 2 3dI I A??? ? ? ?； 總諧波畸變率 為： 23222212 2 2 2 2 2 2100%62 .3 8 44 .5 5 28 .3 5 23 .9 9 18 .3 5 16 .4 1 13 .5 6 100%%nniIT H DI???? ? ? ? ? ??? 1 晶閘管 整流電路 的功率因數(shù)是怎么定義的？它與那些因素有關？ 答： 晶閘管 整流電路 的功率因數(shù) 由畸變因子 v 和位移因子 1cos? 構(gòu)成，表達式為 ： 11co s co sIv I? ? ?? ? ? 具體而言： 由 移相 觸發(fā)角 ? 和整流電路的結(jié)構(gòu)決定。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 17 頁 共 36 頁 習題 三 1.（ *） 一升壓換流器由理想元件構(gòu)成，輸入 Ud在 8~16V 之間變化，通過調(diào)整占空比使輸出 U0=24V固定不變，最大輸出功率為 5W，開關頻率 20kHz， 輸出端電容足夠大，求使換流器工作在連續(xù)電流方式的最小電感。 解：由 U0=24V 固定不變，最大輸出功率為 5W 可知 2 20 24 1 1 5 .25UR P? ? ? ? 當輸入 Ud 為 8V 時 0881 8 211 2 4 3dU U DD? ? ? ? ?? 輸入 Ud 為 16V 時 0 1 6161 1 6 111 2 4 3dU U DD? ? ? ? ?? 則實際工作時的占空比范圍為： 12~33D? 由電流斷續(xù)條件公式可得 2(1 )2L D DRT ?? 即 2(1 )2D D RTL ?? 2(1 )DD? 在 12~33D? 范圍內(nèi)是單調(diào)下降的，在 1/3 處有最大值，所以 22 1 1 1( 1 ) *1 1 5 . 2 *( 1 ) 3 3 2 0 0 0 0 0 . 4 322D D R TL m H??? ? ? 2． 一臺運行在 20kHz 開關頻率下的升降壓換流器 （圖 37） 由理想元件構(gòu)成， 其中L=， 輸入電壓 Ui=15V， 輸出電壓 U0=10V，可提供 10W的輸出功率，并且輸出端電容足夠大，試求其占空比 D。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 18 頁 共 36 頁 解：00010 0 .41 1 0 1 5iiUDU U D VD U U? ? ? ? ? ?? ? ? 3．在圖 31所示的降壓斬波電路中，已知 Ui=100V， R=， L=1mH，采用脈寬調(diào)制控制方式， T=20μs，當 ton＝ 5μs 時，試求： （ 1）輸出電壓平均值 UO、輸出電流的平均值 IO； （ 2） （ *） 輸出電流的最大和最小瞬時值 （ 由于課本上沒講，這一問是否可以取消？ ）， 判斷負載電流是否斷續(xù)； （ 3） （ *） 當 ton＝ 3μs 時，重新進行上述計算。 解：（ 1）0 5 1 0 0 2 520iU D U V? ? ? 00 25 ? ? ? （ 2） 0 0100MEm E? ? ? 01 ? ? ? ? 62 0 *10 0 .0 10 .0 0 2T? ? ?? ? ? ?? ??? 0 .0 0 2 50 .0 111 0 .2 4 9 0ee m??? ??? ? ? ?，所以電流連續(xù)。 0 . 0 0 2 5m 0 . 0 11 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 5 0 . 20 . 511ax e E emARee???????? ? ? ? ? 0 . 0 0 2 5m in 0 . 0 11 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 4 9 .80 .511e E eRee??? ??? ? ? ? ? （ 3）同（ 2） 0003 100 152015 30U D E VUIAR? ? ?? ? ? 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 19 頁 共 36 頁 ?? ??? 0 .0 0 1 50 .0 111 0 .1 4 9 0ee m??? ??? ? ? ?，所以電流也是連續(xù)的。 0 .0 0 1 5m 0 .0 10 .0 0 1 5m in 0 .0 11 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 3 0 .1 30 .5111 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 2 9 .90 .511axe E emAReee E eRee??????????? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 4．在圖 335 所示降壓斬波電路中，已知 E=600V， R=， L=∞， EM=350V，采用脈寬調(diào)制控制方式， T=1800μs，若輸出電流 IO=100A， 試求： （ 1）輸出電壓平均值 UO和所需的 ton 值； （ 2）作出 0u 、 0i 以及 iG、 iD的波形。 EV+MRLVDi oE Mu oi GiD 圖 335 電流型 降壓斬波電路 解：（ 1） 00 0 0 1 0 0 0 .1 3 5 0 3 6 0M MUEI U I R E VR?? ? ? ? ? ? ? ? 00 360 1 8 0 0 1 0 8 0600on ontUU E t T sTE ?? ? ? ? ? ? （ 2）各點波形見下圖 ： 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 20 頁 共 36 頁 ttttI GU 0I 0I DEton toff 5．升壓斬波電路為什么能使輸出電壓高于電源電壓？ 答： 其一 是由于升壓斬波器的電路結(jié)構(gòu)使電路中的電感具有電壓泵升作用 ，其二是電容的電壓維持能力 。當高頻開關閉合時，輸入電源向電感儲存能量，當開關斷開時，電感的儲存能量向負載放電。開關的 導通比 D 越大則電感儲能越多，輸出電壓越高 并由電容保持 ，輸出電壓 與輸入電壓 有如下關系：0 11 iUUD? ?。 6．在圖 34所示的升壓斬波電路中，已知 Ui=50V， L值和 C值極大， R=20Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當 T=40μs， ton＝ 25μs時，計算輸出電壓平均值 UO和輸出電流的平均值IO。 解：0 1 1 1 5 0 1 3 3 . 3 31 1 0 . 6 2 51iionU U U VtDT? ? ? ? ???? 00 1 3 3 .3 3 6 .6 720UIAR? ? ? 7．說明降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的輸出電壓范 圍。 答： 降壓斬波電路的輸出電壓范圍 ： 0 0~iUU? ； 升壓斬波電路的輸出電壓范圍 ： 0 ~iUU??，應避免 D 接近于 1； 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213