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電力電子技術習題解答new-文庫吧資料

2025-03-31 06:06本頁面
  

【正文】 等效內阻及α=0176。 三相半波相控整流電路帶電動機負載并串入足夠大的電抗器,相電壓有效值U2=220V,電動機負載電流為40A,求當α=60176。,作為Ubb的削波穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容,電路能否正常工作?如穩(wěn)壓管損壞斷開,電路又會出現(xiàn)什么情況? 答:在穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容后,電路能否正常工作。(2)計算晶閘管電壓、電流值,如電壓、電流取2倍裕量,選擇晶閘管型號。解:這三種情況下的波形圖如下所示: (a) (b) (c)、單相橋式、三相半波三種整流電路帶電阻性負載,負載電流Id都是40A,問流過與晶閘管串聯(lián)的熔斷器的平均電流、有效電流各為多大?解:設單相半波:IdT=Id=40A (Kf=)單相橋式:IdT=Id=20A三相半波:IdT=Id=當時 Ud= U=Ud/時 ,負載電阻Rd=4Ω,要求Ud從0~220V之間變化。 (2) 熔斷器2FU熔斷。時,畫出下列故障情況下的ud波形。時負載直流電壓Ud、流過晶閘管的平均電流IdT和有效電流IT,畫出ud、iTuT3的波形。 三相半波相控整流電路帶大電感負載,Rd=10Ω,相電壓有效值U2=220V。時,能觸發(fā)晶閘管,其波形圖相當于α=0176。時,不能觸發(fā)晶閘管, ud=0。解:三相半波相控整流電路觸發(fā)脈沖的的最早觸發(fā)時刻在自然換流點,如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點之前15176。和20176。 (重點),如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點之前15176。(2)其波形如下圖所示,與單相全控橋式整流電路相同。(3)畫出電阻性負載α=60176。時的輸出電壓Ud、電流id的波形,比較與單相全控橋式整流電路是否相同。所選導線截面積為 負載電阻上最大功率 。解:(1)單相半波時,晶閘管的最大電流有效值 晶閘管額定電流為 IT(AV)12(A) 晶閘管承受最大電壓為 =1885V 取2倍安全裕量,晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。電源提供有功功率 電源提供視在功率 電源側功率因數(shù) (2) 采用變壓器降壓到60V供電:,Ud==24V時  , 取2倍安全裕量,晶閘管的額定電壓、。解:采用由220V交流直接供電當時: Udo== =99V 由變壓器降壓到60V供電當時:Ud== =27V因此,只要調節(jié) 都可以滿足輸出0~24V直流電壓要求。相控整流電路帶大電感負載時,雖然Ud存在諧波,但電流是恒定的直流,故負載電阻Rd上的Ud與Id的乘積等于負載有功功率。解:設α=0,T2被燒壞,如下圖: ,負載電阻上的Ud與Id的乘積是否等于負載有功功率,為什么?帶大電感負載時,負載電阻Rd上的Ud與Id的乘積是否等于負載有功功率,為什么?答:相控整流電路帶電阻性負載時,負載電阻上的平均功率不等于負載有功功率。電阻性負載時整流輸出電流的峰值大些,在流過負載電流平均值相同的情況下,為防此時管子燒壞,應選擇額定電流大一些的管子。,在流過負載電流平均值相同的情況下,哪一種負載的晶閘管額定電流應選擇大一些?答:帶大電感負載的晶閘管額定電流應選擇小一些。 單相半波可控整流電路中,如果:(1) 晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖;(2) 晶閘管內部短路;(3) 晶閘管內部斷開;試分析上述三種情況負載兩端電壓ud和晶閘管兩端電壓uT的波形。試求對應于每種諧波的負載功率。若輸出波形為近似方波,占空比D= ,工作頻率為 60 HZ,試確定負載電流波形,并分析諧波含量。 ,如負載為 RLC串聯(lián),R=10Ω,L= mH,C=159 μF,逆變器頻率f=100 HZ,Ud=110 V、求:(1)基波電流的有效值;(2)負載電流的諧波系數(shù)。而雙極性PWM控制方式中,三角波載波始終是有正有負,而輸出的PWM波是雙極性的。PWM控制就是利用PWM脈沖對逆變電路開關器件的通斷進行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,用這些脈沖來代替所需要的波形。這就是PWM波形。 試說明PWM控制的工作原理。 并聯(lián)諧振型逆變電路利用負載電壓進行換流,為了保證換流成功應滿足什么條件?答:為了保證電路可靠換流,必須在輸出電壓u0過零前t?時刻觸發(fā)TT3,稱t?為觸發(fā)引前時間。但當直流電壓一定時,其輸出交流線電壓有效值比 180176。解:①輸出相電壓基波幅值 輸出相電壓基波有效值 ②輸出線電壓基波幅值 輸出線電壓基波有效值 ③輸出線電壓中5次諧波 輸出線電壓中5次諧波有效值 全控型器件組成的電壓型三相橋式逆變電路能否構成導電型?為什么?解:全控型器件組成的電壓型三相橋式逆變電路能構成導電型。導電方式,當其直流側電壓Ud=100V時。?解:由于全電路開關管采用自關斷器件,其反向不能承受高電壓,所以需要在各開關器件支路串入二極管。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。(4) 當用于交—直—交變頻器且負載為電動機時,若交—直變換為可控整流,則很方便地實現(xiàn)再生制動。(2) 因為各開關器件主要起改變直流電流流通路徑的作用,故交流側電流為矩形波,與負載性質無關,而交流側電壓波形和相位因負載阻抗角的不同而不同。因直流側電壓方向不能改變,所以只能靠改變直流電流的方向來實現(xiàn),這就需要給交—直整流橋再反并聯(lián)一套逆變橋。(4) 逆變電路從直流側向交流側傳送的功率是脈動的,因直流電壓無脈動,故功率的脈動是由交流電壓來提供。(2) 由于直流電壓源的鉗位作用,交流側電壓波形為矩形波,并且與負載阻抗角無關,而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同,其波形接近于三角波或正弦波。電壓型逆變電路的主要特點是:(1) 直流側為電壓源,或并聯(lián)有大電容,相當于電壓源。試求:(1) 占空比;(2) 電容器C1兩端的電壓Uc1;(3) 開關管的導通時間和關斷時間。 解:(1)由題意可知: =(2)= (其中)(3), 在Boost變換電路中,已知Ud=50V,L值和C值較大,R=20Ω,若采用脈寬調制方式,當Ts=40μs,ton=20μs時,計算輸出電壓平均值U0和輸出電流平均值I0。解:(1), (2) (3)因為 則 181。與半橋電路相比,初級繞組上的電壓增加了一倍,而每個開關管的耐壓仍為輸入電壓。答:當ug1和ug4為高電平,ug2和ug3為低電平,開關管T1和T4導通,T2和T3關斷時,變壓器建立磁化電流并向負載傳遞能量;當ug1和ug4為低電平,ug2和ug3為高電平,開關管T2和T3導通,T1和T4關斷,在此期間變壓器建立反向磁化電流,也向負載傳遞能量,這時磁芯工作在B-H回線的另一側。在工作的過程中,變壓器起儲能電感的作用。當T截止時,N2中的感應電動勢極性上正下負,二極管D導通。變換器的輸出電壓為: 反激變換器:當開關管T導通,輸入電壓Ud便加到變壓器TR初級N1上,變壓器儲存能量。 試分析反激式和正激式變換器的工作原理。主要用于要求輸出與輸入電壓反向,其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。升壓斬波電路是:輸出電壓的平均值高于輸入電壓的變換電路,它可用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機的再生制動。降壓斬波電路是:一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的變換電路。答:這兩種電路都有升降壓變換功能,其輸出電壓與輸入電壓極性相反,而且兩種電路的輸入、輸出關系式完全相同,BuckBoost電路是在關斷期內電感L給濾波電容C補充能量,輸出電流脈動很大,而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容C1,若使C1足夠大,輸入輸出電流都是平滑的,有效的降低了紋波,降低了對濾波電路的要求。而Boost電路在T處于通態(tài)時,電源Ud向電感L充電,同時電容C集結的能量提供給負載,而在T處于關斷狀態(tài)時,由L與電源E同時向負載提供能量,從而實現(xiàn)了升壓,在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。答;相同點:Buck電路和Boost電路多以主控型電力電子器件(如GTO,GTR,VDMOS和IGBT等)作為開關器件,其開關頻率高,變換效率也高。第3章 思考題與習題 開關器件的開關損耗大小同哪些因素有關?答:開關損耗與開關的頻率和變換電路的形態(tài)性能等因素有關。關斷緩沖電路是對du/dt抑制的電路,用于抑制器件的關斷過電壓和換相過電壓,抑制du/dt,減小關斷損耗。?關斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區(qū)別,各自的功能是什么?答:緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內因過電壓du/dt或者過電流di/dt,減少器件的開關損耗。答:MCT具有高電壓,大電流,高載流密度,低通態(tài)壓的特點,其通態(tài)壓降只有GTR的1/3左右,硅片的單位面積連續(xù)電流密度在各種器件中是最高的,另外,MCT可承受極高的di/dt和du/dt。SITH的電導調制作用使它比SIT的通態(tài)電阻小,通態(tài)壓
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