【文章內(nèi)容簡介】 ，輸出電流平均值 0I ，計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng) ont =3μ s時， 重新進(jìn)行上述計算。 解：由題目已知條件可得： 1 0 1()on offEI t U E I t?? ? ? ? ? 當(dāng) ston ?5? 時，有 ? ??? ?? ??? 由于 0 .0 0 2 50 .0 111 0 . 2 4 9ee m??? ??? ? ? 所以輸出電流連續(xù)。 4．簡述圖 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，電源 E向電感 L充電，充電電流基本恒定為 1I ,同時電容 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 0U 。設(shè) V處于通態(tài)的時間為 ont ，此階段電感 L上積蓄的能量為 E1I ont 。當(dāng) V處于斷態(tài)時 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)的時間為 offt ，則在此期間電感 L釋放的能量為 0()UE? 1I offt ； 當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T中電感 L積蓄的能量與釋放的能量相等，即： 1 0 1()on offEI t U E I t?? 化簡得： 0 on offoff offtt TU E E?? ? ? 式中的 T／ offt ? 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=40μ s， ont =25μ s時，計算輸出電壓平均值 0U ，輸出電流平均值 0I 。 解：輸出電壓平均值為： 0 40 5 0 1 3 3 . 3 ( )4 0 2 5o ffTU E Vt? ? ? ?? 輸出電流平均值為： 00 13 3. 3 6. 66 7 ( )20UIAR? ? ? 6．試分別簡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。 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，電源 E經(jīng) V向電感 L供電使其貯存能量，此時電流為 1i ，方向如圖。 34中所示。同時，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，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，一個周期 T內(nèi)電感 L兩端電壓 Lu 對時間的積分為零，即 0 0T Ludt?? 當(dāng) V處于通態(tài)期間， Lu =E：而當(dāng) V處于斷態(tài)期間 0Luu?? 。于是： 0on offE t U t? ? ? 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) 0? l／ 2 時為降壓，當(dāng) l／ 2? l時為升壓，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， E— 1L — V 回路和 R— 2L C— V 回路分別流過電流。當(dāng) V處于斷態(tài)時， 1E L C VD? ? ? 回路和 R2L VD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兩點之間交替切換。 假設(shè)電容 C 很大使電容電壓 cu 的脈動足夠小時。當(dāng)開關(guān) S 合到 B 點時， B 點電壓 Bu =0， A 點電壓ACuu?? ；相反，當(dāng) S 合到 A 點時， BCuu? ， 0Au?1 03iNUUN?。因此， B 點電壓 Bu 的平均值為offBctuUT? (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 offBctE U UT?? 。另一方面， A點的 電壓平均值為 onActUUT?? ，且 2L 的電壓平均值為零，按圖 3— 5b中輸出電壓 Uo的極性，有0 on ctUUT? 。于是可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E的關(guān)系： 0 1o n o no f f o nttU E E Et T t ? ?? ? ??? 兩個電路實現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實現(xiàn)升降壓斬波。與升降壓斬波電路相比， Cuk斬波電路有一個明顯的優(yōu)點，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動很小，有利于對輸入、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 ont 期間， 1LUE? 21LCUU? 左 V關(guān)斷 offt 期間 1 0 1LCu E u u? ? ? 20Luu?? 當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，電感 L、 L的電壓平均值均為零，則下面的式子成立 01( ) 0on C of fE t E u u t? ? ? ? 10 0C on of fu t u t?? 由以上兩式即可得出 0 onofftUEt? Zeta電路的原理圖如下： 在 V導(dǎo)通 ont 期間 1LuE? 2 1 0LCu E u u? ? ? 在 V關(guān)斷 offt 期間 11LCuu? 20Luu?? 當(dāng)電路工作穩(wěn)定時，電感 1L 、 2L 的電壓平均值為零，則下面的式子成立 1 0on C of fEt u t?? 0 1 0( ) 0C on offE u u t u t? ? ? ? 由以上兩式即可得出 0 onofftUEt? 8．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， Vl 和 VDl 構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動機供電，電動機為電動運行，工作于第 l象限： V2和 2DV 構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動機 的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫矗闺妱訖C作再生制動運行，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： 1V 導(dǎo)通，電源向負(fù)載供電： 1V 關(guān)斷， VD，續(xù)流： 2V 也導(dǎo)通， L上蓄能 : 2V 關(guān)斷， 2DV 導(dǎo)通，向電源回饋能量 38所示的橋式可逆斬波電路，若需使電動機工作于反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)，試分析此時電路的工作情況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時標(biāo)明電流流向。 解：需使電動機工作于反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)時，由 V3和 VD3構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時需要 V2保持導(dǎo)通，與V3和 VD3構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。 當(dāng) V3導(dǎo)通時，電源向 M供電，使其反轉(zhuǎn)電動，電流路徑如下圖： 當(dāng) V3關(guān)斷時，負(fù)載通過 VD3續(xù)流，電流路徑如下圖： 10．多相多重斬波電路有何優(yōu)點 ? 答：多相多重斬波電路因在電源與負(fù)載間接入了多個結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。 此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。 第 4 章 交流電力控制電路和交交變頻電路 ，設(shè)該臺燈可看作電阻負(fù)載，在 ? =0?時輸出 功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的 80%、 50%時的開通角 ? 。 解： ? =0?時的輸出電壓最大，為 Uomax= 10 1 )s in2(1 UtU ??? ?? 此時負(fù)載電流最大，為 Iomax= RURuo 1max ? 因此最大輸出功率為 Pmax=Uomax Iomax 輸出功率為最大輸出功率的 80%時，有： Pmax=Uomax Iomax= RU21 此時 Uo= U 又由 Uo=U1 ? ???? ??2 2sin 解得 ?? ? 同理，輸出功率為最大輸出功率的 50%時，有： Uo= U 又由 Uo=U1 ? ???? ??2 2sin ??90? 一單相交流 調(diào)壓器，電源為工頻 220V，阻感串聯(lián)作為負(fù)載，其中 R=， L=2mH。 試求： ① 開通角? 的變化范圍； ② 負(fù)載電流的最大有效值； ③ 最大輸出功率及此時電源側(cè)的功率因數(shù)； ④ 當(dāng) ?=?/2 時，晶閘管電流有效值﹑晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。 解：（ 1） ???????? 102502a r c t a na r c t a n 3??? RL 所以 ???? ? （ 2） ??? 時， 電流連續(xù)，電流最大且導(dǎo)通角 ?=? OUU?1 Io= ? ?AZUo 220 232 ?????? ?? (3) P= KWIUIU OOO 7 42 2 01 ???? 1c o s 1 ??? OOOIUIUSP? (4)由公式 ??????? t a n)s in ()s in ( ????? e當(dāng) 2??? 時 ??? ?? c os)c os ( t a n??? e 對上式 ?求導(dǎo) ???? ?? c ost a n1)s i n ( t a n????? e 則由 1)(c o s)(s in 22 ???? ???? 得 1c o s)t a n11( 22t a n2 ??? ????e ?136ta nlnta n ??? ??? )(123c os )2c os (s in2 1 AZUI VT ????? ? ?????? )22s in (2s inc os 11 ??????? ? ?????? UUIU IU OOOO 交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運用于什么樣的負(fù)載？為什么？ 答： :交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。 交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個周期對輸出電壓波形進(jìn)行控制。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個波，再斷開幾個周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。 交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制）及異步電動機的軟 起動，也用于異步電動機調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中 ,還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計制造。 交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時間常數(shù)很大的控制對象。由于 控制對象的時間常數(shù)大，沒有必要對交流電源的每個周期進(jìn)行頻繁控制。 . 什么是 TCR，什么是 TSC？它們的基本原理是什么？各有何特點？ 答： TCR 是晶閘管控制電抗器。 TSC 是晶閘管投切電容器。 二者的基本原理如下： TCR 是利用電抗器來吸收電網(wǎng)中的無功功率（或提供感性的無功功率），通過對晶閘管開通角角 ? 的控制，可以連續(xù)調(diào)節(jié)流過電抗器的電流，從而調(diào)節(jié) TCR 從電網(wǎng)中吸收的無功功率的大小。 TSC 則是利用晶閘管來控制用于補償無功功率的電容器的投入和切除來向電網(wǎng)提供無功 功率 (提供容性的無功功率 )。 二者的特點是： TCR 只能提供感性的無功功率，但無功功率的大小是連續(xù)的。實際應(yīng)用中往往配以固定電容器（ FC），就可以在從容性到感性的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率。 TSC 提供容性的無功功率，符合大多數(shù)無功功率補償?shù)男枰?。其提供的無功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)但在實用中只要分組合理，就可以達(dá)到比較理想的動態(tài)補償效果。 單相交交變頻電路和直流電動機傳動用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同 ? 答：單相交交變頻電路和直流電動機傳動用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是相同的，均由兩 組反并聯(lián)的可控整流電路組成。但兩者的功能和工作方式不同。 單相交交變頻電路是將交流電變成不同