电力电子技术（第2版）教学课件作者赵莉华电力电子技术（第2版）第三章答案课件.docVIP

第三章习题与思考题及答案 3-1. 单相半波可控整流电路中，如晶闸管（1）不加触发脉冲；（2）内部短路；（3）内部断路，试分析晶闸管元件两端电压波形与负载电压波形。 解：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。 图1 3-2. 图3-70所示为同步发电机单相半波自励电路，系统运行过程中突然检测到电机电压下降到很低但不为零，试分析可能的故障原因？ 　　　　　　　　　　　　　　　图3-70 题3-2图 答：是续流二极管断开所致。因为发电机励磁线圈为大电感负载，所以晶闸管导通角为??=??-2α，Ud始终为零或零电压很低。 3-3. 某单相可控整流电路给电阻性负载和给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，哪一种负载情况下晶闸管额定电流应选大一些？为什么？ 答：在流过负载电流平均值相同的条件下，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，晶闸管导通的条件除了门极需要触发外，还必须瞬时阳极电压uα大于反电动势E值，所以导通角??比电阻负载小。因此，平均电流值相同时，反电动势负载的电流波形系数Kf比电阻负载大，所以晶闸管的额定电流应选大一些。 3-4. 分析图3-71所示电路的工作过程，画出负载电压、电流波形、二极管承受的电压及流过的电流波形。 　　　　 　图3-71 题3-4图 答：略。 3-5. 某一电热装置（阻性负载），要求输出直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。计算晶闸管的触发角、导通角、负载电流有效值，并选择晶闸管参数（考虑2倍裕量）。 解：直流输出电压 上式中 ， ，则有 得 导通角 输出电压有效值： U= 负载电流有效值： 晶闸管承受的最大反向电压为=310V 晶闸管的电流有效值等于输出的电流有效值等于37.3A，则晶闸管额定电流应为： 考虑到两倍裕量，选择晶闸管参数为： 3-6. 某单相半波可控整流电路带纯电阻负载工作，，，要求直流平均电压在范围内连续可调，计算晶闸管的导通角、电路功率因数及电源容量，并选择晶闸管。当交流电源用变压器降低电压至65V时，重新计算以上各量，并与220V电源时比较。 解： （1）时 对于单相半波可控整流电路： 采用220V电源直接供电，要求输出最高电压24V，此时控制角最小，所以 , 时，可解得 ，则 所以导通角 负载电流平均值为 单相半波可控整流电路带阻性负载时，负载电流有效值与平均值之比即波形系数。 ，， 则负载电流有效值： 电路功率因数 变压器容量为 因为晶闸管的额定有效值 晶闸管参数： （2）时 当，时， 导通角 当时，，则负载电流有效值 电路功率因数 变压器容量 晶闸管参数： 结论：增加了整流变压器后，使延迟角减小，晶闸管额定电压、额定电流都减小，要求的电源容量也减小。由此可以看出，应当尽量使晶闸管电路工作在小延迟角状态。 3-7. 具有续流二极管的单相半波可控整流电路对大电感负载供电，其中电阻，电源电压，试计算当和时晶闸管和续流二极管电流平均值和有效值，什么情况下流过续流二极管中的电流平均值大于晶闸管中的电流平均值？ 解： 由u=0.45u 当时 u=0.45×220×=92.4V I===12.3A 流过晶闸管电流平均值为 I=I=×12.3=5.1A 流过晶闸管电流有效值为 I=I=×12.3=7.9A 流过续流二极管VD的电流平均值为 I=I=×12.3=7.2A 流过续流二极管VD的电流有效值为 I=I=×12.3=9.4A 当时，有 u=0.45×220×=74.3V I===9.9A I=I= I=I= I=I= I 要使I, 只需满足 ，即 3-8. 某单相桥式全控整流电路，电源电压，负载电阻，电感L值极大，触发角时，求： 画出、和波形； 计算整流输出电压平均值、输出电流平均值及变压器二次侧电流有效值； 确定晶闸管额定电压、额定电流（考虑2倍裕量）。 解： （1）略 （2）整流输出电压平均值： 输出电流平均值：