电力电子技术作业分析.doc

第2章 电力 图1 晶闸管导电波形 解：a) Id1==()0.2717 Im I1==0.4767 Im b) Id2 ==()0.5434 Im I2 ==0.898 Im c) Id3==0.25Im I3 ==0.5Im 晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件？ 答：A:触发信号应有足够的功率。 B：触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C：触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 解：α＝0(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?t＝0时id＝0可解方程得： ==22.51(A) ud与id的波形如下图： 当α＝60°时，在u2正半周期60(~180(期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180(~300(期间释放，因此在u2一个周期中60(~300(期间以下微分方程成立： 考虑初始条件：当?t＝60(时id＝0可解方程得： 其平均值为 ==11.25(A) 此时ud与id的波形如下图： 2．单相桥式全控整流电路，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＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝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＝26~35（A） 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。 3．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当?=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＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A) Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/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的有效值为： 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： 5．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当?=60(时求Ud、Id与??的数值，并画出整流电压ud的波形。 解：考虑LB时，有： Ud＝0.9U2cosα－ΔUd ΔUd＝2XBId∕π Id＝（Ud－E）∕R 解方程组得： Ud＝（πR 0.9U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝44.55（V） ΔUd＝0.455（V） Id＝4.55（A） 又∵ －＝∕U2 即得出 =0.4798 换流重叠角 ? ＝ 61.33°? 60°=1.33° 最后，作出整流电压Ud的波形如下： 6．单相桥式全控整流电