【正文】 IVT= ?dI31 (A) 流過(guò)二極管 VD VD4 的電流有效值為 IVD= dI32 =(A) ，如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓 Ud 的波形。原因如下： 變壓器二次繞組在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng) a1c2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)， al的電流向下流， c3的電流向上流；當(dāng) clb2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)， cl的電流向下流， b2的電流向上流；當(dāng) bla2對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通時(shí)， bl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(shí)間 (各為 ?120 )有電流流過(guò)，流過(guò)的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過(guò)的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。它們?cè)谙辔簧舷嗖??180 。 ， U2=100V，帶電阻電感負(fù)載， R=50? ， L 值極大，當(dāng) ? ＝ ?60時(shí)，要求： ①畫(huà)出 Ud、 Id和 IVT1的波形； ②計(jì)算 Ud、 Id、 IdT和 IVT。 ， U2 =100V，帶電阻電感負(fù)載 R=50? ， L 值極大，當(dāng) ? = ?60時(shí)，要求： ①畫(huà)出 Ud、 Id和 IVT1的波形 ②計(jì)算 Ud、 Id、 IdT和 IVT 解：① Ud、 Id和 IVT1的波形如下： ② Ud、 Id、 IdT和 IVT分別如下 Ud=? = 100 cos ?60 =117(V) Id=Ud/R=117/5=(A) IDVT =Id/3=(A) IVT=Id/ 3 =(A) ，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載， R=1? ， L=? ， E=40V， U2=100V， LB=，當(dāng) ? = ?60時(shí)，求 Ud、 Id 與 ? 的數(shù)值，并畫(huà)出整流電壓 Ud的波形。 解：考慮 LB時(shí)，有： Ud=? Δ ud Δ ud=3XBId/2? Id＝ (UdE)/R 解方程組得： Ud＝ )()32/()3c o ( 2 VXREXUR BB ???? ??? △ Ud=(V) Id=(A) 又因?yàn)?： 26/2)c o s (c o s UXI Bd??? ??? 即得出 cos( ?30 ＋ ? )= 換相重疊角 ? = ????? Ud與 IVTl和 IVT2的波形如下 : ，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？其中主要的是哪兒次？ 答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，其整流輸出電壓中含?2K (K=l、 3… )次諧波，其中幅值最大的是 2次諧波。 ，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=l、 3…… )次的諧波，其中幅值最大的是 6次諧波。 題中 I2的 7 次諧波分量的有效值 I23,I25,I27 解：在第 3題中己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= 223/22 ??dI ? =(A) I25= 225/22 ??dI ? =(A) I37= 227/22 ??dI ? =(A) 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(diǎn)： 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(shí)，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。 ? 答：整流電路多重化的目的主要包括兩個(gè)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(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。 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=l, 2,3...)次諧波，整流輸出電壓中含有 2 48 等即 24K(K=1,2,3...)次諧波。 ？如何防止逆變失敗？ 答：逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)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(dòng)勢(shì)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。 、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？ 答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，?dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是 0~ ?180 ，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 。 ，電動(dòng)機(jī)負(fù)載，要求可逆運(yùn)行，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 30176。 答：（ 1）考慮踞齒波底寬 240176。 （ 3）共陰極組： Y/Y共陽(yáng)極組： Y/Y10 U A 1 B 1 U S ’A U SA B U AB U A U SA U SA B 第 3 章 直流斬波電路 1．簡(jiǎn)述圖 3la所示的降壓斬波電路工作原理。由電源 E向 L、R、 M供電，在此期間， Uo=E。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓 0on offE t U t? ? ? 輸出電壓小于電源電壓 ,起到降壓的作用。 解：由于 L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為 0 2 0 2 0 0 8 0 ( )50ontU E VT ?? ? ? 輸出電流平均值為 00 8 0 3 0 5 ( )10MUEIAR? ?? ? ? 3．在圖 3la 所示的降壓斬波電路中， E=100V， L=lmH， R=0． 5Ω， ME =10V，采用脈寬調(diào)制控制方式， T=20μ s，當(dāng) ont =5μ s 時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值 0U ，輸出電流平均值 0I ，計(jì)算輸出電 流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。 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(shí)，有 ? ??? ?? ??? 由于 0 .0 0 2 50 .0 111 0 . 2 4 9ee m??? ??? ? ? 所以輸出電流連續(xù)。 答：假設(shè)電路中電感 L值很大，電容 C值也很大。設(shè) V 處于通態(tài)的時(shí)間為 ont ，此階段電感 L 上積蓄的能量為 E1I ont 。設(shè) V 處于斷態(tài)的時(shí)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(shí)，一個(gè)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(jiǎn)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。 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 67 ( )20UIAR? ? ? 6．試分別簡(jiǎn)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(diǎn)。 34 中所示。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。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T 內(nèi)電感 L兩端電壓 Lu 對(duì)時(shí)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?? 。 當(dāng) 0? l／ 2 時(shí)為降壓，當(dāng) l／ 2? l時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。當(dāng) V 處于斷態(tài)時(shí)， 1E L C VD? ? ? 回路和 R 2L VD 回路分別流過(guò)電流。該電路的等效電路如圖 35b 所示，相當(dāng)于開(kāi)關(guān) S在 A、 B兩點(diǎn)之間交替切換。當(dāng)開(kāi)關(guān) S 合到 B點(diǎn)時(shí)， B 點(diǎn)電壓 Bu =0， A點(diǎn)電壓 ACuu?? ；相反，當(dāng) S 合到 A點(diǎn)時(shí)， BCuu? ， 0Au? 1 03i NUUN? 。另一方面， A 點(diǎn)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? 。與升降壓斬波電路相比， Cuk斬波電路有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電源電流和輸出負(fù)載電流都是連續(xù)的，且脈動(dòng)很小，有利于對(duì)輸入、輸出進(jìn)行濾波。 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(shí)，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(shí)，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(gè)階段電流流通的路徑并標(biāo)明電流方向。 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(dòng)機(jī)工作于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)，試分析此時(shí)電路的工作情況，并繪制相應(yīng)的電流流通路徑圖，同時(shí)標(biāo)明電流流向。 當(dāng) V3 導(dǎo)通時(shí)，電源向 M 供電，使其反轉(zhuǎn)電動(dòng)，電流路徑如下圖： 當(dāng) V3 關(guān)斷時(shí)，負(fù)載通過(guò) VD3 續(xù)流，電流路徑如下圖： 10．多相多重?cái)夭娐酚泻蝺?yōu)點(diǎn) ? 答：多相多重?cái)夭娐芬蛟陔娫磁c負(fù)載間接入了多個(gè)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(dòng)次數(shù)增加、脈動(dòng)幅度減小，對(duì)輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。 第 4 章 交流電力控制電路和交交變頻電路 一臺(tái)調(diào)光臺(tái)燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺(tái)燈可看作電阻負(fù)載，在 ? =0?時(shí)輸出 功率為最大值，試求功率為最大輸出功率的 80%、 50%時(shí)的開(kāi)通角 ? 。 試求： ① 開(kāi)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(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)； ④ 當(dāng) ?=?/2 時(shí)，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)。 交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。 交流調(diào)壓電 路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）及異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，也用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。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。這都是十分不合理的。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。由于控制對(duì)象的時(shí)間常數(shù)大，沒(méi)有必要對(duì)交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。 TSC 是晶閘管投切電容器。 TSC 則是利用晶 閘管來(lái)控制用于補(bǔ)償無(wú)功功率的電容器的投入和切除來(lái)向電網(wǎng)提供無(wú)功功率 (提供容性的無(wú)功功率 )。實(shí)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(wú)功功率。其提供的無(wú)功功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)但在實(shí)用中只要分組合理，就可以達(dá)到比較理想的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。但兩者的功能和工作方式不同。 而直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)用的反并聯(lián)可控整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑑山M可控整流路中哪丁組工作并沒(méi)有像交交變頻電路那樣的固定交替關(guān)系，而是由電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的需要決定。當(dāng)交交變頻電路中采用常用的 6脈波三相橋式整流