Ud=(?R?1.17U2cos??3XBE)/(2?R?3XB)?94.63(V) △Ud=6.7(V)
Id=44.63(A) 又因为:
cos??cos(???)?2IdXB/6U2即得出
cos(30°+γ)=0.752 换相重叠角
γ=41.28??30??11.28? Ud与IVTl和IVT2的波形如下:
3-16三相桥式不可控整流电路,阻感负载,R=5Ω,L=∞,U2=220V,XB=0.3Ω,求Ud、Id、IVD、I2和γ的值并作出ud、iVD和i2的波形。
解:三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路α=0°时的情况。
Ud=2.34U2cosα-ΔUd ΔUd=3XBId∕π Id=Ud∕R
解方程组得:
Ud=2.34U2cosα∕(1+3XB/πR)=486.9(V)
Id=97.38(A)
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又∵cosa-cos(a +γ)=2 IdXB∕根号6U2 即得出
cosγ=0.892
换流重叠角
γ=26.93°
二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为
IVD=Id∕3=97.38∕3=32.46(A)
3-17三相全控桥,反电动势阻感负载,E=200V,R=1Ω,L=∞,U2=220V,a=60°, 当①LB=0和②LB=1mH 情况下分别求Ud、Id的值,后者还应求g 并分别作出ud与iT的波形。
解:①当LB=0 时:
Ud=2.34U2cosα=2.34×220×cos60°=257.4(V) Id=(Ud-E)∕R=(257.4-200)∕1=57.4(A) ②当LB=1mH 时 Ud=2.34U2cosα-ΔUd ΔUd=3XBId∕π Id=(Ud-E)∕R 解方程组得:
Ud=(2.34πU2R cosα+3XBE)∕(πR+3XB)=244.15(V)
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Id=44.15(A) ΔUd=13.25(V)
又∵cos?-cos(??????)=2XBId∕根号6 U2 cos(60??????)=0.4485
γ=63.35°-60°=3.35°
ud、IVT1和IVT2的波形如下:
3-18单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪儿次?
答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2K (K=l、2、3…)次谐波,其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2K+l(K=Ⅰ、2,3……)次即奇次谐波,其中主要的有3次、5次谐波。
3-19三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?
答:三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6K(K=l、2、3……)次的谐波,其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6K±l(K=l、2、3……)次的谐波,其中主要的是5、7次谐波。
3-20试计算第3题中I2的3、5、7次谐波分量的有效值I23,I25,I27
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解:在第3题中己知电路为单相全控桥,其输出电流平均值为 Id=38.99 (A) 于是可得: I23= I25= I37=
22Id/3??2222Id/5??2222Id/7??22×38.99/3π=11.7(A) ×38.99/5π=7.02(A) ×38.99/7π=5.01(A)
3-27三相全控桥变流器,反电动势阻感负载,R=1Ω,L=∞,U2=220V,LB=1mH,当
EM=-400V,b=60°时求Ud、Id与γ的值,此时送回电网的有功功率是多少? 解:由题意可列出如下3 个等式: Ud=2.34U2cos(π-β)-ΔUd ΔUd=3XBId∕π Id=(Ud-EM)∕R 三式联立求解,得
Ud=[2.34πU2R cos(π-β)+3XBEM]∕(πR+3XB)=-290.3(V) Id=109.7(A)
由下式可计算换流重叠角:
cosa-cos(a + g )=2XBId∕ 6 U2=0.1279 cos(120° + g )=-0.6279 γ=128.90°-120°=8.90° 送回电网的有功功率为 P= E I I R M d d
| | - 2 =400×109.7-109.72×109.7×1=31.85(W)
3-29什么是逆变失败?如何防止逆变失败?
答:逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变夫败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等。
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3-30单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求的晶闸管移相范围分别是多少?
答:单相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求的晶闸管移相范围是0~180°,当负载为电感负载时,要求的晶闸管移相范围是0~90°。
三相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求的晶闸管移相范围是0~120°,当负载为电感负载时,要求的晶闸管移相范围是0~90°。
第四章 逆变电路
4-1无源逆变电路和有源逆变电路有何不同? 答:两种电路的不同主要是:
有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源。而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
4-2换流方式各有那几种?各有什么特点? 答:换流方式有4 种:
器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。 电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。 负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。
强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。
晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3 种方式。
7-3什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点。 答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。 电压型逆变电路的主要特点是:
①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗
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