【正文】 0， A點電壓 uA= uC；相反，當 S合到 A點時， uB= uC， uA=0。該電路的等效電路如圖 35b 所示， 23 相當于開關(guān) S 在 A、 B 兩點之間交替切換。當 V 處于斷態(tài)時， E— L1— C— VD 回路和 R— L2— VD 回路分別流過電流。當 0??1/2 時為降壓，當 1/2??1 時為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。 穩(wěn)態(tài)時，一個周期 T 內(nèi)電感 L 兩端電壓 uL對時間的積分為零，即 ? ?T tu0 L 0d 當 V處于通態(tài)期間， uL = E；而當 V處于斷態(tài)期間， uL = uo。此后，使 V 關(guān)斷，電感 L 中貯存的能量向負載釋放，電流為 i2， 方向如圖 34 所示。 答：升降壓斬波電路的基本原理： 當可控開關(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 i1， 方向如圖 34 中所示。 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 T=40μ s， ton=25μ s 時，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。設(shè) V處于斷態(tài)的時間為 toff，則在此期間電感 L 釋放的能量為 ? ? off1o tIEU ? 。設(shè) V處于通態(tài)的時間為 ton，此階段電感 L 上積蓄的能量為 on1tEI 。 答： 假設(shè)電路中電感 L 值很大，電容 C 值也很大。 此時輸出平均電壓為 Uo = ETton=205100?=25(V) 輸出平均電流為 Io =REU Mo =?=30(A) 輸出電流的最大和最小值瞬時值分別為 Imax=REmee ???????? ??? ?????11= 0 0 2 ???????? ??? ??ee=(A) Imin=REmee ???????? ???11??? =00 ???????? ???ee=(A) 當 ton=3μ s時， 采用同樣的方法可以得出： αρ = 由于 11?????ee = ??ee =m 所以輸出電流仍然連續(xù)。當 ton=3μ s時，重新進行上述計算。 2．在圖 31a 所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω ， L 值極大， EM=30V，T=50μ s,ton=20μ s,計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。一個周期內(nèi)的平均電壓 Uo＝ Ett t ?? offon on。 答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓 V 導通一段時間 ton，由電源 E 向L、 R、 M 供電，在此期間， uo＝ E。 滿足上述關(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。所以同步信號只要再滯后 150176。該點與鋸齒波的中點重合，即對應于同步信號的 300 ，所以同步信號滯后 ua 180176。 31．三相全控橋，電動機負載，要求可逆，整流變壓器的接 法是 D， y5，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。 30． 單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當負載分別為電阻負載或電感負載時，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，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 180， 當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 90 。 29．什么是逆變失??？如何防止逆變失??？ 答：逆變運行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過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勢變?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，稱為逆變失敗或逆變顛覆。 ? 120176。 1=(W) 28．單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， U2=100V， L=，當EM=99V， ?=60 時求 Ud、 Id 和 ??的值。 179。 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) 要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致， 其值應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 π /2，使 Ud為負值。178。）次諧波，整流輸出電壓中含有 2 48 等即 24k（ k=1， 2， 3178。178。）次諧波。178。178。 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?（ k=1， 2， 3178。 ③ 在兩種電路中，晶閘管的導通及觸發(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。 ∕π＝ （ A） 基波因數(shù)為 ??＝ I1∕ I＝ I1∕ Id＝ 電路的輸入功率因數(shù)為： ?＝ ? ?cos ＝ cos60176。 ∕π＝ （ A） 基波因數(shù)為 ??＝ I1∕ I＝ I1∕ Id＝ ∕ ＝ 電路的輸入功率因數(shù)為： ?＝ ? ?cos ＝ cos30176。 ∕ 7π＝ （ A） 22． 試分別計算第 3 題和第 13 題電路的輸入功率因數(shù)。 解：第 13 題中，電路為三相橋式全控整流電路，且已知 Id＝ （ A） 由此可計算出 5 次和 7 次諧波分量的有效值為： I25＝ 6 Id∕ 5π＝ 6 179。 ∕ 5π＝ （ A） I27＝ 2 2 Id∕ 7π ＝ 2 2 179。 解：在第 3 題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為 Id＝ （ A） 于是可得： I23＝ 2 2 Id∕ 3π ＝ 2 2 179。變壓器二次側(cè)電流中含有 6k 1(k= 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＋ 1（ k＝ 3…… ）次即奇次諧波，其中主要的有 3 次、 5 次諧波。＝ 176。＝ （ V） Id＝（ Ud－ E）∕ R＝（ － 200）∕ 1＝ （ A） ②當 LB＝ 1mH 時 Ud＝ － Δ Ud Δ Ud＝ 3XBId∕π Id＝（ Ud－ E） ∕ R 解方程組得： Ud＝（ U2R cosα ＋ 3XBE）∕（ π R＋ 3XB）＝ （ V） Id＝ （ A） Δ Ud＝ （ V） 又∵ ?cos － )cos( ??? ＝ 2XBId∕ 6 U2 15 )60cos( ??? ＝ γ ＝ 176。 220179。 14 二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為 IVD＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） I2a＝32 Id＝ （ A） ud、 iVD1 和 i2a的波形如下： u2udiV D 1? tO? tO? tO? tOuaubuc? t1uabuacubcubaucaucbuabuacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵi2a IdId 17．三相全控橋，反電動勢阻感負載， E=200V， R=1Ω， L=∞ ， U2=220V， ?=60，當 ① LB=0 和 ② LB=1mH 情況下分別求 Ud、 Id 的值，后者還應求 ??并分別作出 ud與 iT 的波形。時的情況。 ud、 iVT1 和 iVT2的波形如下： udiV T 1? tO? tO?Iduaubuc?iV T 2? tO?IdOuaubucu2 16．三相橋式不可控整流電路，阻感負載， R=5Ω， L=∞ ， U2=220V， XB=，求 Ud、 Id、 IVD、 I2和 ??的值并 作出 ud、 iVD 和 i2的波形。 ? 30176。 最后，作出整流電壓 Ud的波形如下： O?? tO ? t?udu 2 15．三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負載， U2=100V， R=1Ω， L=∞ ， LB=1mH，求當 ?=30 時、 E=50V時 Ud、 Id、 ??的值并作出 ud與 iVT1 和 iVT2的波形。 ? 60176。＝ 117（ V） Id＝ Ud∕ R＝ 117∕ 5＝ （ A） IDVT＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） IVT＝ Id∕ 3 ＝ ∕ 3 ＝ （ A） 14．單相全控橋，反電動勢阻感負載， R=1Ω， L=∞ ， E=40V， U2=100V， LB=，當 ?=60 時求 Ud、 Id 與 ??的數(shù)值，并畫出整流電壓 ud 的波形。 100179。 解： ① ud、 id 和 iVT1 的波形如下： ?? = 6 0 176。＝ （ V） Id＝ Ud∕ R＝ ∕ 5＝ （ A） IdVT＝ Id∕ 3＝ ∕ 3＝ （ A） IVT＝ Id∕ 3 ＝ （ A） 12．在三相橋式全控整流電路中，電阻負載，如果有一個晶閘管不能導通，此時的整流電壓 ud波形如何？如果有一個晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響？ 答：假設(shè) VT 1不能導通，整流電壓 ud波形如下： 11 u dO ? t 假設(shè) VT1被擊穿而短路，則當晶閘管 VT3或 VT 5 導通時，將發(fā)生電源 相間短路，使得 VT VT 5也可能分別被擊穿。 100179。 解： ① ud、 id 和 iVT1 的波形如下圖： uduaubucidO? tO ? tO ? t?iVT1?? = 3 0 176。 。它們在相位上相差 180176。原因如下： 變壓器二次繞組在一個周期內(nèi)：當 a1c2對應的晶閘管導通時， a1 的電流向下流，c2的電流向上流；當 c1b2對應的晶閘管導通時， c1 的電流向下流， b2 的電流向上流；當 b1a2對應的晶閘管導通時， b1的電流向下流， a2 的電流向上流；就變壓器的一次繞組而言，每一周期中有兩段時間（各為 120 ）由電流流過，流過的電流大小相等而 10 方向相反，故一周期內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。 解： ud、 id、 iVT、 iD的波形如下圖： u2O ? tO ? tO ? tudidO ? tO ? tIdIdIdiV T 1iV D 2?? ??? ? 負載電壓的平均值為： 2 )3/c os ()(ds i n21 23 2d ???? ?? ??? ? UttUU＝ （ V） 負載電流的平均值為： Id＝ Ud∕ R＝ ∕ 2＝ （ A） 流過晶閘管 VT VT 2 的電流有效值為： IVT＝31Id＝ （ A） 流過二極管 VD VD4的電流有效值為： IVD＝32Id＝ （ A） 7. 在三相半波整流電路中，如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出在電阻性負載和電感性負載下整流電壓 ud的波形。 ∕ ＝ 6~8（ A） 晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。＝ (A) Id ＝ (Ud－ E)/R＝ (－ 60)/2＝ 9(A) I2＝ Id ＝ 9(A) ③晶閘管承受的最大反向電壓為： 2 U2＝ 100 2 ＝ （ V） 流過每個晶閘管的電流的有效值為： IVT＝ Id ∕ 2 ＝ （ A） 8 故晶閘管的額定電壓為： UN＝ (2~3)179。 100179。 整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： 0 ? 2 ? ? t? t? tu2uV D 2uV D 400 5．單相橋式全控整流電路， U2=100V，負載中 R=2Ω， L 值極大，反 電勢 E=60V，當 ?=30 時，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出現(xiàn) 7 正的部分。 4．單相橋式半控整流電路，電阻性負載，畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。 流過晶閘管的電流有效值為： IVT＝ Id∕ 2 ＝ （ A） 晶閘管的額定電流為： IN＝（ ~2）179。＝ （ 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）179。 100179。時 ，要求