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文檔簡介

1、第2章 可控整流器與有源逆變器習題解答電阻為10A,試計2-1具有續流二極管的單相半波可控整流電路,電感性負載, 5Q,電感為0.2H,電源電壓U2為220V,直流平均電流為 算晶閘管和續流二極管的電流有效值,并指出其電壓定額。 解:由直流輸出電壓平均值Ud的關系式:Ud0.45U21cos2已知直流平均電流Id為10A,故得:Ud IdR 10 5 50A可以求得控制角a為:cos2Ud0.45U22 500.45 220則a =90所以,晶閘管的電流有效值求得,IvtId2dtIdIvdr . Id 8.66AY 2續流二極管的電流有效值為:晶閘管承受的最大正、反向電壓均為電源電壓的峰值考

2、慮23倍安全裕量,晶閘管的額定電壓為Utn 23Um 2 3311622 - 933V續流二極管承受的最大反向電壓為電源電壓的峰值考慮23倍安全裕量,續流二極管的額定電壓為5AUm , 2U 2 ,M 2U 2 ,UTN 23Um 2 3311622 933V2-2具有變壓器中心抽頭的單相雙半波可控整流電路如圖2-44所示,問該變壓器是否存在直流磁化問題。試說明晶閘管承受的最大反向電 壓是多少?當負載是電阻或者電感時,其輸出電壓和電流的波形與單 相全控橋時是否相同。解:因為單相雙半波可控整流電路變壓器二次測繞組中, 正負半周內 上下繞組內電流的方向相反,波形對稱,其一個周期內的平均電流為 零,

3、故不會有直流磁化的問題。分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況:(1)以晶閘管VT2為例。當VT導通時,晶閘管VT2通過VTi與2個變 壓器二次繞組并聯,所以VT2承受的最大電壓為2. 2U2。(2 )當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發角相同時,對于電阻負載:(0 )期間無晶閘管導通,輸出電壓為0;()期間,單相全 波電路中VT1導通,單相全控橋電路中VTi、VT4導通,輸出電壓均與 電源電壓U2相等;( )期間,均無晶閘管導通,輸出電壓為0; (2 )期間,單相全波電路中VT2導通,單相全控橋電路中VT2、VT3導通,輸出電壓等于 U2。對于電感負載:()期間,單相

4、全波電路中VT1導通,單相全控橋電路中VTi、VT4導通,輸出電壓均與電源電壓U2相等;(2)期間,單 相全波電路中VT2導通,單相全控橋電路中VT2、VT3導通,輸出波形 等于U2??梢?,兩者的輸出電壓相同,加到同樣的負載上時,則輸出電流也相 同。2-3單相橋式全控整流電路,電阻性負載,U2 220V,Rl 2 ,30,試計算(1)輸出電壓Ud和輸出電流Id ;(2)晶閘管額定電壓和額定電流。解:(1)輸出電壓平均值為:八 1 cos1cos30 ,Ud 0.9U 20.9220 184.7V22輸出電流為:Ud184.7Id92.35ARl2(2 )晶閘管承受的最大反向電壓為電源電壓的峰值

5、.2U 2,考慮23倍的安全裕量,晶閘管的額定電壓為Utn 23Um 622 - 933V晶閘管流過的電流為負載電流的一半,76A考慮1.52倍的安全裕量,晶閘管的額定電流為:“(心洛 7396A2-4單相橋式全控整流電路,U2 100V,負載中Rl 2 , L值極大,反電勢E=60V,當a =30時,求:(1) 畫出Ud,id和i2的波形;(2) 整流輸出平均電壓Ud、電流Id及變壓器二次側電流有效值|2 ;(3)考慮安全裕量,確定晶閘管的額定電壓和額定電流。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|2分別為Ud 0.9U2COS 0

6、.9 100 COS30 77.97 VUd EdR77.9760 ccca8.99A212Id 8.99 A(3) 晶閘管承受的最大反向電壓為:.2U 2100.2141.4(A)考慮23倍的安全裕量,晶閘管的額定電壓為:Utn (2 3) 141.4283 424(V)流過晶閘管的電流有效值為:ItId6.34(A)考慮1.52倍的安全裕量,晶閘管的額定電流為:It at (1.52) 6.34/1.576.06 8.08(A)2-5單相橋式全控整流電路接電阻性負載,要求輸出電壓 0100V連 續可調,30V以上要求負載電流達到20A。采用由220V變壓器降壓 供電,最小控制角 min 3

7、0 .試求:(1)交流側電流有效值;(2)選擇晶閘管電壓、電流定額。解:(1)交流側輸出電壓有效值為:1 L1 COSUd 2U2Sin td t =0.96-2min =30。,此時輸出電壓最大,代入上式得到:1 cos1 cos30Ud 0.9U20.9U21002 2得,U2=119V5 =30100V變化時,Id 20A,由于在30V時,導通角小,因此此時的電流有效值最大,此時 R=1.5 ,觸發角為1 cos1 cosUd 0.9U20.9 119302 2交流側電流有效值為:U2112si n2 38AR 2(2)晶閘管承受的最大正反向電壓的最大值為.2U2,考慮23倍的安全裕量,

8、晶閘管電壓定額為:UTN (2 - 3) . 2U 2(282.8 - 424)V晶閘管電流是輸出電流的二分之一,考慮1.52倍的安全裕量,則晶閘管的額定電流為:1 T ( AV )(1.5 2)I 21.57、226 - 34A2-6在單相橋式全控整流電路中,若有一晶閘管因為過流燒毀斷路, 畫出此時輸出電壓波形。如果有一晶閘管因為過流燒成短路, 結果又 會怎樣?解:假設VT1因為過流燒毀斷路,則整流電壓Ud波形與單相半波 整流電路的波形一樣,相位差180度。假設VT1因過流而短路,則當晶閘管VT2導通時,將發生電源相間 短路,使得VT2也可能因為過流而燒毀。如果VT2因為過流燒毀斷路, 則整

9、流電壓Ud波形如上圖所示,相位差180度;如果VT2因為過流燒 毀而短路,則會引起變壓器和電源過流。2-7單相橋式全控整流電路中給電阻性負載供電和給反電勢負載蓄 電池供電,在流過負載電流平均值相同的情況下, 哪一種負載的晶閘 管額定電流應選得大一些?為什么?答:反電勢負載蓄電池時晶閘管額定電流應該大一些。因為在反電動勢負載時,晶閘管導通角變小,波形系數變大,負載電流平均值 相同的情況下,有效值電流變大,故要求晶閘管的額定電流比較大。2-8三相半波整流電路中,如果 U相電壓消失,試畫出在電阻性負載 與電感性負載下的整流電壓波形解 假設a=0,當負載為電阻時,Ud的波形如下:當負載為電感時,Ud的

10、波形如下:%)0叫%0町X1址 X )XXX 叫 %POQ0 0亠*2-9三相半波可控整流電路,電阻性負載。已知U2 220V,Rl 20當a =90時,試計算Ud,|d并畫出u,id,ud波形解:由輸出電壓平均值的關系式可求得:Ud0.675U2 10.675 22074.25V輸出電流平均值為:Ud 74.25|d RL3.7125A2-10三相半波整流電路,已知U2 110V,Rl 0.5 ,大電感負載,當a =45 時,試計算Ud,|d并畫出UT1,id,Ud波形。如果在負載端并接續 流二極管,試計算流過晶閘管的電流平均值IdT、有效值It和續流二極管的電流平均值IdDR、有效值IDR

11、。解:由輸出電壓平均值的關系式可求得:Ud 1.17U 2cos輸出電流平均值為:1.17 110 COS45 91VIdUdRl910.5182A并接續流二極管時,輸出電壓平均值為:Ud 0.675U 21 cos(6) 93.47V輸出電流平均值為:IdUd9347186.94ARl0.5晶閘管的電流平均值為:2 312IdT312 ld 54.5A22 /3 門2有效值為:It ,3一12 Id 100.96A 2|dDR12Id23.37A續流二極管的電流平均值為:續流二極管電流有效值為:IDR , 212 Id 66.1A2.11三相半波整流電路,電感性負載,R 2 ,L ,調節達到

12、維持 Id為恒值250A,已知Xb 0.08 ,供電電壓經常在 11.15U2范圍內變 化,求:和的變化范圍;解:由題可知:三相半波整流電路,3XUd 1.17U 2cosBld Id R 2 2502U2COSa =435.5 為定值,COSa( 0,1 )所以a =0時,U2值為435.5,取u?為440V,則u?的變化范圍為440506V,U2 =440V時,得到a =8.2當電壓波動到 1.15U2=506V時,得到a =30.62.12三相半波整流電路,反電勢電感性負載,U2 100V,R 1 ,(1)輸出電壓Ud和輸出電流Id,晶閘管的額定電壓和額定電流,L30 , E 50V ,求:并畫出Ud, Uti和 iT

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