电力电子技术第1.2章作业.ppt

2 4 图2 27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形 各波形的电流最大值均为Im 试计算各波形的电流平均值Id1 Id2 Id3与电流有效值I1 I2 I3 a b c 2 5 上题中如果不考虑安全裕量 问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1 Id2 Id3各为多少 这时 相应的电流最大值Im1 Im2 Im3各为多少 解 额定电流IT AV 100A的晶闸管 允许的电流有效值I 157A 由上题计算结果知 3 2图3 10为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路 问该变压器还有直流磁化问题吗 试说明 1 晶闸管承受的最大正反向电压为2 当负载为电阻和电感时 其输出电压和电流的波形与单相全控时相同 答 该变压器没有直流磁化问题 因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中 正负半周内上下绕组电流方向相反 波形对称 其一个周期的平均电流为零 故没有直流磁化问题 晶闸管承受的最大反向电压 以VT2为例 当VT1导通时 晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联 所以晶闸管承受的最大正反向电压为 输出电压电流波形情况 单相全波整流电路和单相全控桥式整流电路带电阻负载时的输出电压带阻感负载时的输出电压 相同的输出电压加在同样的负载上 输出电流也相同 3 3 单相桥式全控整流器电路 其中 U2 100V 负载中R 2 L值极大 当a 30 时 要求 作出ud id和i2的波形 求整流输出平均电压Ud 电流Id 变压器二次电流有效值I2 考虑安全裕量 确定晶闸管的额定电压和额定电流 1 ud id和i2的波形 2 平均电压Ud 电流Id 二次电流有效值I2 3 晶闸管额定电压 晶闸管额定电流 3 5 单相桥式全控整流电路 U2 100V 负载中R 20 L值极大 反电动势E 60V 当a 30 时 要求 作出ud id和i2的波形 求整流输出平均电压Ud 电流Id 变压器二次电流有效值I2 考虑安全裕量 确定晶闸管的额定电压和额定电流 1 ud id和i2的波形 2 Ud Id I2 3 晶闸管额定电压 晶闸管额定电流 3 7 在三相半波整流电路中 如果a相的触发脉冲消失 试绘出在电阻负载和阻感负载下整流电压ud的波形 当负载为电阻时 ud波形 当负载为阻感时 ud波形 答 假设 a图电压电压波形b图正常工作时输出整流电压波形c图a相触发脉冲消失时输出整流电压波形 3 11 三相半波可控整流电路 U2 100V 带电阻电感负载 R 5 L值极大 当a 60 时 要求 画出ud id和iVT的波形 计算Ud Id IdVT和IVT 1 波形 2 计算 3 12 在三相桥式全控整流电路中 电阻负载 如果有一个晶闸管不能导通 此时的整流电压ud波形如何 如果有一个晶闸管被击穿而短路 其它晶闸管受什么影响 1 假设VT1不能导通 整流电压ud波形如下 2 假设VT1被击穿而短路 则当晶闸管VT3或VT5导通时 将发生电源相间短路 使得VT3或VT5也可能被击穿 3 13 三相桥式全控整流电路 U2 100V 带电阻电感负载 R 5 L值极大 当a 60 时 要求 画出ud id和iVT的波形 计算Ud Id IdVT和IVT 1 波形 2 计算 3 15 三相半波可控整流电路 反电动势阻感负载 R 1 L U2 100V LB 1mH 求当a 30 时 E 50V时Ud Id和v的值并作出ud iVT1和iVT2的波形 解 考虑LB时 有 解方程组得到 又因为 即得到 3 17 三相全控桥 反电动势阻感负载 E 200V R 1 L U2 220V a 60 当 LB 0和 LB 1mH 情况下分别求Ud Id的值 后者还应求并分别作出ud和iVT的波形 解 当LB 0时 有 当LB 1mH时 有 解方程组得到 又因为 即得到 当LB 1mH时 ud和iVT的波形 3 27 三相全控桥变流器 反电动势阻感负载 R 1 L U2 220V LB 1mH 当EM 400V 60 时求Ud Id和的值 此时送回电网的有功功率是多少 解 由题意可列出以下等式 解方程组得到 所以 又因为 送回电网的有功功率为 3 28 单相全控桥变流器 反电动势阻感负载 R 1 L U2 100V LB 0 5mH 当EM 99V 60 时求Ud Id和的值 解 由题意可列出以下等式 解方程组得到 又因为 所以 思考 在单相桥式全控整流电路中 如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路 该电路的工作情况将如何 如果这只晶闸管被烧成短路 该电路的工作情况又会如何 答 如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路 则该单相桥式全控整流电路将作为单相半波可控整流电路工作 如果这只晶闸管被烧成短路 则会引起其他晶闸管因对电源短路而烧毁 严重情况下甚至可能使整流变压器因过流而损坏 因此 在设计电路时 在变压器二次侧与晶闸管之间应串联快速熔断丝 起到过流保护的作用 思考 某单相可控整流电路 分别给阻性负载和蓄电池反电动势负载供电 在流过负载电流平均值相同的条件下 哪一种负载下晶闸管的额定电流应选大一些 为什么 答 反电动势负载时晶闸管额定电流应选大一些 因为反电动势负载时 晶闸管的导通角 比电阻性负载时小 反电动势负载的电流波形系数Kf比电阻负载时大 思考 试说明整流电路中整流变压器二次侧相电压U2选得过高或过低 将出现什么问题 答 整流电路中整流变压器二次侧相电压U2选得过高 则晶闸管运行时控制角过大 造成功率因数变坏 无功功率增大 选择过低 则有可能在最不利的运行情况下 即使晶闸管的控制角退到最小时 仍然不能达到负载要求的额定电压