电力电子技术课后答案2(1).doc

文档介绍：第二章整流电路
1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,Z =20mH,U2=100V,求当时和时的负载电流Id,并画出Ud与Id波形。
解: 时,在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压U2的负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压U2的一个周期里,以下方程均成立:
考虑到初始条件:当时id=0可解方程:
Ud与Id的波形如下图:
当a=时,在U2的正半周期~期间, 晶闸管导通使电惑L储能,电感L储藏的能量在U2负半周期~期间释放,因此在U2的一个周期中~期间,以下微分方程成立:
考虑到初始条件:当时id=0可解方程得:
id=
其平均值为
Id=
此时Ud与id的波形如下图:
-9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)晶闸管承受的最大反向电压为2U2;(2)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的问题.
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称, 其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题.
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,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;( ~+)期问,单相全波电路中VTl导逼,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.
,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,当α=30°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输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为
Ud= U2 cosα=×100×cos30°=(V)
Id=Ud /R==(A)
I2=Id =(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为:
U2=100=(V)
考虑安全裕量,晶闸管的额定电压为:
UN=(2~3)×=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∕=(A)
晶闸管的额定电流为:
IN=(~2)×∕=26~35(A)
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
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:

,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,反电势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,变压器二次侧电流有效值I2;
考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①ud、id和i2的波形如下图:
②整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud= U2 cosα=×100×cos30°=(A)
Id =(Ud-E)/R=(-60)/2=9(A)
I2=Id =9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为:
U2=100=(V)
流过每个晶闸管的电流的有效值为:
IVT=Id ∕=(A)
故晶闸管的额定电压为:
UN=(2~3)×=283~424(V)
晶闸管的额定电流为:
IN=(~2)×∕=6