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王兆安第四版電力電子技術(shù)課后答案習(xí)題與答案-文庫吧資料

2024-11-06 08:03本頁面
  

【正文】 和 VD3 構(gòu)成的降壓斬波電路相配合。 解:電流可逆斬波電路中, V1 和 VD1 構(gòu)成降壓斬波電路,由電源向直流電動機供電,電動機為電動運行,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。 7.試繪制 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。于是可得出輸出電壓 Uo 與電源電壓 E 的關(guān)系: EEtT tEttU ??????? 1onono ffono 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。因此, B 點電壓 uB的平均值為CoffB UTtU ?( 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CoffB UTtUE ??。 假設(shè)電容 C 很大使電容電壓 uC的脈動足夠小時。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。 Cuk 斬波電路的基本原理: 當(dāng) V 處于通態(tài)時, E— L1— V 回路和 R— L2— C— V 回路分別流過電流。于是: offoon tUtE ??? 所以輸出電壓為: EEtT tEttU ??????? 1onono ffono 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??梢姡撦d電壓極性為上負下正,與電源電壓極性相反。同時,電容 C 維持輸出電壓基本恒定并向負載 R 供電。 解:輸出電壓平均值為: Uo = EtTof= 50254040 ?? =(V) 輸出電流平均值為: Io = RUo = =(A) 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。當(dāng)電路工作 22 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: ? ? o ff1oon1 tIEUtEI ?? 化簡得: EtTEt ttU o ffo ff o ffono ??? 式中的 1/ off ?tT ,輸出電壓高于電源電壓,故稱該電路為升壓斬波電路。當(dāng) V 處于斷態(tài)時 E 和 L 共同向電容 C 充電并向負載 R 提供能量。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 I1,同時電容 C 上的電壓向負載 R 供電,因 C 值很大,基本保持輸出電壓為恒值 Uo。 此時輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時值分別為: Uo = ETton = 203100? =15(V) Io = REU Mo = ? =10(A) Imax= 0 0 0 1 ???????? ??? ??ee=(A) Imin= ???????? ???ee=(A) 4.簡述圖 32a 所示升壓斬波電路的基本工作原理。 解:由題目已知條件可得: m= EEM =10010 = τ = RL = = 當(dāng) ton=5μ s 時,有 ρ =?T = ??= ?ont = 由于 11?????ee = ??ee =m 21 所以輸出電流連續(xù)。 解:由于 L 值極大,故負載電流連續(xù),于是輸出電壓平均值為 Uo= ETton = 5020200? =80(V) 輸出電流平均值為 Io = REU Mo = 103080? =5(A) 3.在圖 31a 所示的降壓斬波電路中, E=100V, L=1mH, R= , EM=10V,采用脈寬調(diào)制控制方式, T=20μ s,當(dāng) ton=5μ s 時 ,計算輸出電壓平均值 Uo,輸出電流平均值 Io,計算輸出電流的最大和最小值瞬時值并判斷負載電流是否連續(xù)。輸出電壓小于電源電壓,起到降壓的作用。然后使 V 關(guān)斷一段時間 toff,此時電感 L 通過二極管 VD 向 R 和 M 供電, uo= 0。 BCAabcsasbscsasb sc ABC sa sb scsasbsc 各晶閘管的同步電壓選取如下表: 晶閘管 VT 1 VT 2 VT 3 VT 4 VT 5 VT 6 同步電壓 usb usa usc usb usa usc 20 第 3 章 直流斬波電路 1.簡述圖 31a 所示的降壓斬波電路工作原理。就可以了。又因為 RC 濾波已使同步信號滯后 30176。 解:整流變壓器接法如下圖所示 19 abcABC 以 a 相為例, ua的 120?對應(yīng)于 α =90?,此時 Ud=0,處于整流和逆變的臨界點。 三相橋式全控整流電路,當(dāng)負載為電阻負載時,要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 120?, 當(dāng)負載為電感負載時,要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90?。 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。 =176。 18 解: 由題意可列出如下 3 個等式: Ud= (π β )- Δ Ud Δ Ud= 2XBId∕ π Id=( Ud- EM) ∕ R 三式聯(lián)立求解,得 Ud= [π R (π β )+ 2XBEM]∕( π R+ 2XB)= - ( V) Id= ( A) 又∵ ?cos - )cos( ??? = 2 BdXI ∕ U2= 即得出 )120cos( ??? = 換流重疊角 ? = 176。 179。 27.三相全控橋變流器,反電動勢阻感負載, R=1Ω, L=∞ , U2=220V, LB=1mH,當(dāng) EM=400V, ?=60?時求 Ud、 Id 與 ??的值,此時送回電網(wǎng)的有功 功率是多少? 解:由題意可列出如下 3 個等式: Ud= (π ?β )- Δ Ud Δ Ud= 3XBId∕π Id=( Ud- EM) ∕ R 三式聯(lián)立求解,得 Ud= [ U2R cos(π ?β )+ 3XBEM]∕ (π R+ 3XB)= - ( V) Id= ( A) 由下式可計算換流重疊角: ?cos - )cos( ??? = 2XBId∕ 6 U2= )120cos( ??? = ? γ = ?- 120?= ? 送回電網(wǎng)的有功功率為 P= RIIE ddM 2|| ? =400179。)次諧波。178。178。 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?1( k=1, 2, 3178。178。)次諧波,整流輸出電壓中含有 1 24 等即 12k( k=1, 2, 3178。178。 24.整流電路多重化的主要目的是什么? 17 答:整流電路多重化的目的主要包括兩個方面,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電網(wǎng)的干擾。= 23.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: 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,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。= ② 第 13 題中基波電流的有效值: I1= 6 Id∕π= 6 179。 解:①第 3 題中基波電流的有效值為: I1= 2 2 Id∕π= 2 2 179。 ∕ 5π= ( A) I27= 6 Id∕ 7π= 6 179。 ∕ 7π= ( A) 21.試計算第 13 題中 i2 的 7 次諧波分量的有效值 I2 I27。 ∕ 3π= ( A) 16 I25= 2 2 Id∕ 5π = 2 2 179。 20.試計算第 3 題中 i2 的 7 次諧波分量的有效值 I2 I2 I27。 19.三相橋式全控整流電路,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= 3…… )次的諧波,其中幅值最大的是 6 次諧波。 ud、 IVT1 和 IVT2 的波形如下: u2udiV T 1? tO? tO? tOuaubucuabuacubcubaucaucbuabuacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥIdiV T 2? tOId 18.單相橋式全控整流電路,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:單相橋式全控整流電路,其整流輸出電壓中含有 2k( k= 3… )次諧波,其中幅值最大的是 2 次諧波。- 60176。 cos60176。 解: ①當(dāng) LB= 0 時: Ud= = 179。 Ud= - Δ Ud Δ Ud= 3XBId∕ π Id= Ud∕ R 解方程組得: Ud= ∕( 1+ 3XB/π R)= ( V) Id= ( A) 又∵ ?cos - )cos( ??? = 2 BdXI ∕ 6 U2 即得出 ?cos = 換流重疊角 ? = 176。 解:三相橋式不可控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電路 α = 0176。 =176。 解:考慮 LB時,有: Ud= - Δ Ud Δ Ud= 3XBId∕ 2π Id=( Ud- E) ∕ R 解方程 組得: Ud=( π R + 3XBE)∕( 2π R+ 3XB)= ( V) Δ Ud= ( V) Id= ( A) 又∵ ?cos - )cos( ??? = 2 BdXI ∕ 6 U2 13 即得出 )30cos( ??? = 換流重疊角 ? = 176。 =176。 解:考慮 LB時,有: 12 Ud= - Δ Ud Δ Ud= 2XBId∕ π Id=( Ud- E) ∕ R 解方程組得: Ud=( π R + 2XBE)∕( π R+ 2XB)= ( V) Δ Ud= ( V) Id= ( A) 又∵ ?cos - )cos( ??? = 2 BdXI ∕ U2 即得出 )60cos( ??? = 換流重疊角 ? = 176。 cos60176。u2uduabuacubcubaucaucbuabuacuaⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥubucO ? t? t1O ? tid? tO? tOiVT1 ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud= ?= 179。 13.三相橋式全控整流電路, U2=100V,帶電阻電感負載, R=5Ω, L 值極大,當(dāng) ?=60?時,要求: ① 畫出 ud、 id 和 iVT1 的波形; ② 計算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 cos60176。u 2uaubucO ? t ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud= ?= 179。 11.三相半波可控整流電路, U2=100V,帶電阻電感負載, R=5Ω, L 值極大,當(dāng) ?=60?時,要求: ① 畫出 ud、 id 和 iVT1 的波形; ② 計算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 10.有兩組三相半波可控整流電路,一組是共陰極接法,一組是共陽極接法,如果它們的觸發(fā)角都是 ?, 那末共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說,例如都是 a 相,在相位上差多少度? 答:相差 180176。 9.三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法, a、 b 兩相的自然換相點是同一點嗎?如果不是,它們在相位上差多少度? 答:三相半波整流電路的共陰極接法與共 陽極接法, a、 b 兩相之間換相的的自然換相點不是同一點。 解:假設(shè) ??0? ,當(dāng)負載為電阻時, ud 的波形如下: 9 u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t? 當(dāng)負載為電感時, ud 的波形如下: u d u a u b u cO ? tu d u a u b u cO ? t 8.三相半波整流電路,可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折
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