电力电子技术课后习题的答案(第2—5章).docVIP

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。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=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