《电力电子技术》课后答案(3)

2020-06-08 10:55

逆变桥各臂都并联了反馈二极管。 电流型逆变电路的主要特点是: ①直流侧串联有大电感,相当于电流源。直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。 ③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

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第5章 直流-直流变流电路

2.在图5-1a所示的降压斩波电路中,已知E=200V,R=10Ω,L值极大,EM=50V。采用脉宽调制控制方式,当T=40μs,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=

输出电流平均值为

Io =

Uo-EM100?50==5(A) R10ton20?200E==100(V) T40

5.在图5-2a所示的升压斩波电路中,已知E=50V,L值和C值极大,R=25Ω,采用脉宽调制控制方式,当T=50μs,ton=20μs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 =

50T?50=83.3(V) E=

50?20toff输出电流平均值为:

Io =

Uo83.3==3.33(A) R25 9.对于图5-8所示的桥式可逆斩波电路,若需使电动机工作于

反转电动状态,试分析此时电路的工作情况,并绘制相应的电流流通路径图,同时标明电流流向。 解:需使电动机工作于反转电动状态时,由V3和VD3构成的降压斩波电路工作,此时需要V2保持导通,与V3和VD3构成的降压斩波电路相配合。

当V3导通时,电源向M供电,使其反转电动,电流路径如下图:

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V1EV2VD2VD1uoLRioMEMV3VD4+-V4VD3 当V3关断时,负载通过VD3续流,电流路径如下图:

V1EV2VD2VD1uoLRioMEMV3VD4VD3+-V4

11.试分析正激电路和反激电路中的开关和整流二级管在工作时承受的最大电压、最大电流和平均电流。 解:单端正激:

1 开关管:最大电压Us???1?N??Ui

3???N?最大电流Is?N2I N1oN2U N3i平均电流IAV?Is?

整流管:最大电压UD?最大电流ID?Io 平均电流IDAV?Io? 单端反激:

开关管:最大电压Us?Ui?N1Uo N2最大电流=全负荷时导通最后闸短前电流 平均电流=最大电流的一半乘以占空比

整流管:最大电压UD?N2U?Uo N1i最大电流=开关管最大电流值乘以变压器变比 平均电流=输出电流。

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第6章 交流-交流变流电路

1. 一调光台灯由单相交流调压电路供电,设该台灯可看作电阻负载,在α=0时输出功率为最大值,试求功率为最大输出功率的80%,50%时的开通角α。

解:α=0时的输出电压最大,为

Uomax?1?2(2U1sin?t)d?t?U1 ?0?此时负载电流最大,为

Iomax?UomaxU1? RR因此最大输出功率为

Pmax?UomaxIomaxU12? R输出功率为最大输出功率的80%时,有:

P?0.8Pomax(0.8U1)2 ?R此时,

Uo?0.8U1

又由

Uo?U1sin2???? ?2??解得

α=60.54°

同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有:

Uo?0.5U1

又由

Uo?U1sin2???? ?2??14

α=90°

3.交流调压电路和交流调功电路有什么区别?二者各运用于什么样的负载?为什么?

答:交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。在供用电系统中,还常用于对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

5.交交变频电路的主要特点和不足是什么?其主要用途是什么? 答:交交变频电路的主要特点是:

只用一次变流,效率较高;可方便实现四象限工作;低频输出时的特性接近正弦波。

交交变频电路的主要不足是:

接线复杂,如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管;受电网频率和变流电路脉波数的限制,输出频率较低;输出功率因数较低;输入电流谐波含量大,频谱复杂。

主要用途:500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低转速的交流调速电路,如轧机主传动装置、鼓风机、球磨机等场合。

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