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电力电子技术计算题
第二章
3. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
图1-43 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
整流电路
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：①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：√2U2＝100√2＝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∕√2＝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。
5．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α=30时，要求：作出ud、id和i2的波形；（不是作业题）
1.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；
2.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：√2U2＝100√2＝141.4（V）
流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id /√2＝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。
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α＝0o，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：
三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60时，要求：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。
解：①ud、id和iVT1的波形如下图：
②Ud、Id、IdT和IVT分别如下
Ud＝1.17U2cosα＝1.17×100×cos60°＝58.5（V）
Id＝Ud∕R＝58.5∕5＝11.7（A）
IdVT＝Id∕3＝11.7∕3＝3.9（A）
IVT=Id/√3=6.755(A)
13．三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当α=60时，要求：
1画出ud、id和iVT1的波形；
2计算Ud、Id、IdT和IVT。
解：①ud、id和iVT1的波形如下：
②Ud、Id、IdT和IVT分别如下
Ud＝2.34U2cosα＝2.34×100×cos60°＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A）
IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A）
IVT＝Id∕√3＝23.4∕√3＝13.51（A）
15．三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当α=30时、E=50V时Ud、Id、γ 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。
解：考虑LB时，有：
Ud＝1.17U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组得：
Ud＝（πR?1.17U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝94.63（V）
ΔUd＝6.7（V）
Id＝44.63（A）
又∵
cosα－cos(α+β)＝2IdXB∕√6U2
即得出
cos(30o+γ)=0.752
换流重叠角
γ?＝?41.28°-?30°=11.28°
ud、iVT1和iVT2的波形如下：
第五章 直流斩波电路
2．在图3-1a所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为
Uo===80(V)
输出电流平均值为
Io ===5(A)
5．在图3-2a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
解：输出电压平均值为：
Uo ===133.3(V)
输出电流平均值为：
Io ===6.667(A)
8．分析图3-7a所示的电流可逆斩波电路，并结合图3-7b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。
解：电流可逆斩波电路中，V1和VD1构成降压斩波电路，由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限。
图3-7b中，各阶段器件导通情况及电流路径等如下：
V1导通，电源向负载供电：
V1关断，VD1续流：
V2导通，L上蓄能：
V2关断，VD2导通，向电源回馈能量
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