电力电子技术课后习题答案(第2—5章)

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1、第2章整流电路2.2图2-8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:晶闸管承受的最大反向电压为2U2;当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，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侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。①以晶闸管VT2为例

2、。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VT2承受的最大电压为2U2。②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角相同时，对于电阻负载：(O~)期间无晶闸管导通，输出电压为0；(~)期间,单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VTl、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等；(~)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(~2)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于－U2。对于电感负载：(~)期间，单相全波电路中VTl导

3、通，单相全控桥电路中VTl、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等；(~2)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于-U2。可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。2.3.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=20，L值极大，当=时，要求：①作出Ud、Id、和I2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：①Ud、Id、和I2的波形如下图：②输

4、出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud=0.9U2cos=0.9×100×cos＝77.97（V）Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：U2=100=141.4(V)-考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：IVT=Id/=27.57(A)晶闸管的额定电流为：IN=(1.5~2)×27.57/1.57

5、=26~35(A)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。2.4.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。解：注意到二极管的特点:承受电压为正即导通。因此，二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段，交流电源电压由晶闸管平衡。整流二极管在一周内承受的电压波形如下：2.5.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载R=20，L值极大，反电势E=60V，当时，要求：①作出Ud、Id和I2的波形；；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值

6、I2；③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：①Ud、Id和I2的波形如下图：②整流输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次测电流有效值I分别为：Ud=0.9U2cos=O.9×100×cos=77.97(V)Id=(Ud一E)/R=(77.97一60)/2=9(A)I2=Id=9(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：U2=100=141.4(V)流过每个晶闸管的电流有效值为：IVT=Id/=6.36(A)故晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)晶闸管的额

7、定电流为：IN=(1.5~2)×6.36/1.57=6~8(A)晶闸管额定电压和电流的具体敢值可按晶闸管产品系列参数选取。2.6.晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管)，电路如图2-88所示，U2=100V电阻电感负载,，R=20，L值很大，当=时求流过器件电流的有效值，并作出Ud、Id、IVT、ID的波形。解：Ud、Id、IVT、ID的波形如下图：负载电压的平均值为Ud=负载电流的平均值为Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A)流过晶闸管VTl、VT2的电流有效值为IVT

8、=19.49(A)流过二极管VD3、VD4的电流有效值为IVD==27.56(A)2.7.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压Ud的波形。解：假设=，当负载为电阻时，Ud的波形如下：当负载为电感时，Ud的波形如下：2.8.三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其矢量如图所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么?图变压器二次绕组的曲折接法及其矢