【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1＝ 6 Id∕π＝ 6 2339∕π＝18243A基波因數(shù)為電路的輸入功率因數(shù)為l＝nn＝I1∕I＝I1∕Id＝0955cosa ＝0955 cos60176。＝04823．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何主要異同 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 12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24．整流電路多重化的主要目的是什么 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(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾25．12 脈波24 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 11 次13 次23 次25 次等即 12k 1k 123次諧波整流輸出電壓中含有 1224 等即 12kk 123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 24k 1k 123次諧波整流輸出電壓中含有 2448 等即 24kk 123次諧波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 π2使 Ud 為負(fù)值27．三相全控橋變流器反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載R 1ΩL ∞U2 220VLB 1mH當(dāng) EM 400Vb 60 時(shí)求 UdId 與g 的值此時(shí)送回電網(wǎng)的有功功率是多少 解由題意可列出如下 3 個(gè)等式Ud＝234U2cos π β －ΔUd ΔUd＝3XBId∕π Id＝Ud－EM∕R三式聯(lián)立求解得Ud＝[234πU2R cos π β ＋3XBEM]∕ πR＋3XB ＝－2903VId＝1097A由下式可計(jì)算換流重疊角cosa － cos ag ＝2XBId∕ 6 U2＝01279cos 120g ＝ 06279送回電網(wǎng)的有功功率為P E M I d γ＝12890 －120 ＝890I 2 R 40010971097210971 3185 W d28．單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載R 1ΩL ∞U2 100VL 05mH當(dāng) EM 99Vb 60 時(shí)求 UdId 和g 的值解由題意可列出如下 3 個(gè)等式Ud＝09U2cos πβ －ΔUd三式聯(lián)立求解得ΔUd＝2XBId∕πId＝Ud－EM∕RUd＝[πR 09U2cos πβ ＋2XBEM]∕πR＋2XB＝－4991VId＝4909A又∵即得出cos a － cos ag ＝ 2I d X B ∕U2 02181換流重疊角cos 120g 07181g ＝1359176。 120176。 159176。29．什么是逆變失敗如何防止逆變失敗 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(guò)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(chēng)為逆變失敗或逆變顛覆防止逆變失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β等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 答單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 0 180 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 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 31．三相全控橋電動(dòng)機(jī)負(fù)載要求可逆整流變壓器的接法是 Dy5采用 NPN 鋸齒波觸發(fā)器并附有滯后 30 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)形式解整流變壓器接法如下圖所示A aB bC c以 a 相為例ua 的 120 對(duì)應(yīng)于α 90 此時(shí) Ud 0處于整流和逆變的臨界點(diǎn)該點(diǎn)與鋸齒波的中點(diǎn)重合即對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)的 300 所以同步信號(hào)滯后 ua 180176。又因?yàn)?RC濾波已使同步信號(hào)滯后 30176。所以同步信號(hào)只要再滯后 150176。就可以了滿(mǎn)足上述關(guān)系的同步電壓相量圖及同步變壓器聯(lián)結(jié)形式如下兩幅圖所示A sacAsasb scB sbC scb scCsbsa Bsasba各晶閘管的同步電壓選取如下表sc晶閘管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 同步電壓 usb usa usc usb usa usc 第 3 章 直流斬波電路1．簡(jiǎn)述圖 31a 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 ton由電源 E 向 LR M 供電在此期間uo＝E然后使 V 關(guān)斷一段時(shí)間 toff此時(shí)電感 L 通過(guò)二極管 VD 向 Rt和 M 供電uo＝0一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝ on E 輸出電壓小于電源電壓起到降壓的作用tontoff2．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中已知 E 200VR 10ΩL 值極大EM 30VT 50μston 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U ton E T20 20050 80 V Io U o EM 8030 5 A R 103．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中E 100V L 1mHR 05ΩEM 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) ton 3μs 時(shí)重新 進(jìn)行上述計(jì)算解由題目已知條件可得m EME10 100 01當(dāng) ton 5μs 時(shí)有Lτ R000105T 0002ρ 001ttar ont由于 00025所以輸出電流連續(xù)此時(shí)輸出平均電壓為eare r1 e00025 1 e0011 0249 m1輸出平均電流為U ton E T100205 25 V Io U o EM 2510 30 A R輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為051I e arm E 1e 0002501100 3019 A 1 e rR 1 e 00105Imin ear 1e r 1m E Re00025 1e001 10110005 2981 A 當(dāng) ton 3μs 時(shí)采用同樣的方法可以得出αρ 00015由于所以輸出電流仍然連續(xù)eare r1 e 0015 1 e 0011 0149 m1此時(shí)輸出電壓電流的平均值以及輸出電流最大最小瞬時(shí)值分別為U ton E T100203 15 V Io U o EM 1510 10 A I R1 e 000151 e 0010501 10005 1013 A Imin e00015 1e001 10110005 9873 A 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 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設(shè) V 處于通態(tài)的時(shí)間為 ton此階段電感 L 上積蓄的能量為 EI1ton 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 提供能量設(shè) V 處于斷態(tài)的時(shí)間為toff則在此期間電感 L 釋放的能量為 U oE I1toff 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EI1tonU o EI1toffton otofftoff ET Etoff式中的T toff1 輸出電壓高于電源電壓故稱(chēng)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 50VL 值和 C 值極大R 20Ω采用脈寬調(diào)制控制方式當(dāng) T 40μston 25μs 時(shí)計(jì)算輸出電壓平均值 Uo輸出電流平均值Io解輸出電壓平均值為T(mén) 40Uo E 50 1333 V 輸出電流平均值為toff40 25UIo R1333 20 6667 A 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(kāi)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 i1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 所示可見(jiàn)負(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 uL 對(duì)時(shí)間的積分為零即Tu d t 00 L當(dāng) V 處于通態(tài)期間uL E而當(dāng) V 處于斷態(tài)期間uL uo于是所以輸出電壓為EU ton EtofftonTU otontontoffE a E1 a改變導(dǎo)通比a輸出電壓既可以比電源電壓高也可以比電源電壓低當(dāng) 0 a 12 時(shí)為降 壓當(dāng) 12 a 1 時(shí)為升壓因此將該電路稱(chēng)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)EL1V 回路和 RL2CV 回路分 別流過(guò)電流當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí)EL1CVD 回路和 RL2VD 回路分別流過(guò)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(kāi)關(guān) S在 AB 兩點(diǎn)之間交替切換假設(shè)電容 C 很大使電容電壓 uC 的脈動(dòng)足夠小時(shí)當(dāng)開(kāi)關(guān) S 合到 B 點(diǎn)時(shí)B 點(diǎn)電壓 uB 0A 點(diǎn)電壓 uA uC相反當(dāng) S 合到 A 點(diǎn)時(shí)uB uCuA 0因此B 點(diǎn)電壓 uB 的平均值toff為U BT U C UC 為電容電壓 uC 的平均值又因電感 L1 的電壓平均值為零所以E U BtoffTU C 另一方面A 點(diǎn)的電壓平均值為U Atonton UT C且 L2 的電壓平均值為零按圖 35b 中輸出電壓 Uo 的極性有U o電壓 E 的關(guān)系T U C 于是可得出輸出電壓 Uo 與電源U ton Etoffton E a E T ton 1 a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i1 L1 C1 VDuL1uC1 i2EV uL2C2uo R在 V 導(dǎo)通 ton 期間 在 V 關(guān)斷 toff 期間Sepic 斬波電路uL1 EuL2 uC1uL1＝E uo uC1uL2 uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)電感 L1L2 的電壓平均值均為零則下面的式子成立E ton E uo uC1 toff 0uC1 ton uo toff 0由以上兩式即可得出tUo on EtoffZeta 電路的原理圖如下V C1 i1 uL2uL2C1E uL1 L1VD uo R C2在 V 導(dǎo)通 ton 期間在 V 關(guān)斷 toff 期間uL1 EuL2 E uC1 uouL1＝ uC1uL2 uo當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)電感 L1L2 的電壓平均值均為零則下面的式子成立E ton uC1 toff 0 E uo uC1 ton uo toff 0由以上兩式即可得出tUo on Etoff8．分析圖 37a 所示的電流可逆斬波電路并結(jié)合圖 37b 的波形繪制出各個(gè)階段電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向解電流可逆斬波電路中V1 和 VD1 構(gòu)成降壓斬波電路由電源向直流電動(dòng)機(jī)供電電 動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行工作于第 1 象限V2 和 VD2 構(gòu)成升壓斬波電路把直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫词闺妱?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行工作于第 2 象限圖 37b 中各階段器件導(dǎo)通情況及電流路徑等如下V1 導(dǎo)通電源向負(fù)載供電V1E VD2 LV2R ioVD1 uo M EMV1 關(guān)斷VD1 續(xù)流V1