【正文】 路和 直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)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。 TSC 提供容性的無(wú)功功率，符合大多數(shù)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)男枰? 二者的特點(diǎn)是： TCR 只能提供感性的無(wú)功功率，但無(wú)功功率的大小是連續(xù)的。 二者的基本原理如下： TCR 是利用電抗器來(lái)吸收電網(wǎng)中的無(wú)功功率（或提供感性的無(wú)功功率），通過(guò)對(duì)晶閘管開(kāi)通角角 ? 的控制，可以連續(xù)調(diào)節(jié)流過(guò)電抗器的電流，從而調(diào)節(jié) TCR 從電網(wǎng)中吸收的無(wú)功功率的大小。 . 什么是 TCR，什么是 TSC？它們的基本原理是什么？各有何特點(diǎn)？ 答： TCR 是晶閘管控制電抗器。 交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對(duì)象。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。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)。在供用電系統(tǒng)中 ,還常用于對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，通過(guò)改變接通周波數(shù)與斷開(kāi)周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。 解：（ 1） ???????? 102502a r c t a na r c t a n 3??? RL 所以 ???? ? （ 2） ??? 時(shí)， 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 ??? OOOIU IUSP? (4)由公式 ??????? t a n)s in ()s in ( ????? e當(dāng) 2??? 時(shí) ??? ?? c os)c os ( t a n??? e 對(duì)上式 ? 求導(dǎo) ???? ?? c ost a n1)s in ( t a n????? e 則由 1)(c o s)(s in 22 ???? ???? 得 1c o s)ta n11( 22t a n2 ??? ????e ?136ta nlnta n ??? ??? )(123c os )2c os (s in2 1 AZUI VT ????? ? ?????? )22s in (2s inc os11??????? ? ?????? 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(yùn)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。 解： ? =0?時(shí)的輸出電壓最大，為 Uomax= 10 1 )s in2(1 UtU ??? ?? 此時(shí)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(shí)，有： Pmax=Uomax Iomax= RU21 此時(shí) 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(shí)，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。 此外，多相多重?cái)夭娐愤€具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高 。 解：需使電動(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由 V3 和 VD3 構(gòu)成的降壓斬波電路工作，此時(shí)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。 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(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為電 動(dòng)運(yùn)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(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電?dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第 2象限。 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。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(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。因此， B點(diǎn)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?? 。 假設(shè)電容 C很大使電容電壓 cu 的脈動(dòng)足夠小時(shí)。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(shí)， E— 1L — V 回路和 R— 2L C— V回路分別流過(guò)電流。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?？梢?jiàn)，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。同時(shí)，電容 C 維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載 R供電。 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 1i ，方向如圖。 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(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 0U ，輸出電流平均值 0I 。當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí) E 和己共同向電容 C 充電并向負(fù)載 R 提供能量 。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 1I ,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 0U 。 4．簡(jiǎn)述圖 32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。當(dāng) ont =3μ s 時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。 2．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω ， L值微大， E=30V， T=50μs， ton=20μ s，計(jì)算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。然后使 V關(guān)斷一段時(shí)間 offt ，此時(shí)電感 L 通過(guò)二極管 VD 向 R 和 M供電， Uo=0。 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 ont 。； （ 2）信號(hào) US’A 與對(duì)應(yīng)晶閘管陽(yáng)極電壓 UA 同相，同步信號(hào) USA 超前對(duì)應(yīng)晶閘管陽(yáng)極電壓 UA 30176。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。 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 。 防止逆變夫敗的方法有：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 ? 等。 ? 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 2??? 使 Ud為負(fù)值。 、二十四脈波 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 ll 次、 13 次、 23 次、 25 次等即12K? l(K=1,2,3....)次諧波，整流輸出電壓中含有 1 24 等即 12K(K=1,2,3...)次諧波。 ③在兩種電路中，晶閘營(yíng)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。變壓器二次側(cè)電流中含有 6K+l(K=l、 3…… )次的諧波，其中主要的是 7 次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有 2K+l(K=Ⅰ、 2,3…… )次即奇次諧 波，其中主要的有 3次、 5 次諧波。 解： 考慮 LB時(shí)，有 Ud=? Δ ud Δ ud=2XBId/? Id＝ (UdE)/R 由方程組得 )()2/()2c o ( 2 VXREXURU BBd ????? ??? )( VU d ?? Id=（ A） 又∵ 2/2)c o s (c o s UXI Bd??? ??? )60c o s( ?? ?? 換相重疊角 ??? ???? 整流電壓 Ud的波形 ，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， U2=100V， R=1? ， LB=lmH，求當(dāng) ? = ?30時(shí)、 E=50V 時(shí) Ud、 Id、 ? 的值并作出 Ud與 IVT1和 IVT2的波形。 解：① Ud、 Id和 IVT1的波形如下圖： ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud=? = 100 cos ?60 =(V) Id＝ Ud/R=(A) IdVT=Id/3=(A) IVT=Id/ 3 =(A) ，電阻負(fù)載，如果有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流電壓 Ud波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？ 答：假設(shè) VTl 不能導(dǎo)通，整流電壓波形如下： 假設(shè) VT1 被擊穿而短路，則當(dāng)晶閘管 VT3 或 VT5 導(dǎo)通時(shí)，將發(fā)生電源相間短路，使得 VTVT5 也可能 分別被擊穿。 ，一組是共陰極接法，一組是共陽(yáng)極接法，如果它們的觸發(fā)角都是 ? ，那 么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽(yáng)極組的觸發(fā)脈沖對(duì)同一相來(lái)說(shuō)，例如都是 a相，在相位上差多少度？ 答：相差 ?180 。 ， a、 b兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣龋? 答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法， a、 b 兩相之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。 解：假設(shè) ? =?0 ，當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)， Ud的波形如下： 當(dāng)負(fù)載為電感時(shí)， Ud 的波形 如下： ，可以將整流變壓器的二次繞組分為兩段成為曲折接法，每段的電動(dòng)勢(shì)相同，其分段布置及其矢量如圖所示，此時(shí)線(xiàn)圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加10%，問(wèn)變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么 ? 圖 變壓器二次繞組的曲折接法及其矢量圖 答：變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。 (橋中 VT VT2 為晶閘管 )，電路如圖 2 所示， U2=100V 電阻電感負(fù)載 ,， R=20， L 值很大，當(dāng) ? = ?60 時(shí)求流過(guò)器件電流的有效值，并作出 Ud、 Id、 IVT、ID的波形。整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： ， U2 =100V，負(fù)載 R=20? ， L 值極大，反電勢(shì) E=60V，當(dāng) ??30?時(shí)，要求： ①作出 Ud、 Id和 I2的波形；； ②求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側(cè)電流有效值 I2； ③考慮安全裕量 ,確定晶閘管的額定電壓和額定電流 。因此，二極管承受的電壓不會(huì)出現(xiàn)正的部分。 ，電阻性負(fù)載，畫(huà)出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。 解：① Ud、 Id、和 I2的波形如下圖： ②輸出平均電壓 Ud、電流 Id、變壓器二次電流有效值 I2分別為： Ud=? = 100 cos ?30 ＝ （ V） Id＝ Ud/R=(A) I2=Id=(A) ③晶閘管承受的最大反向電壓為： 2 U2=100 2 =(V) 考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為： UN=(2~3) =283~424(V) 具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 可見(jiàn)，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也相同。 ②當(dāng) 單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角 ? 相同時(shí)，對(duì)于電阻負(fù)載：(O~? )期間