哈工大电力电子作业 9-10章(2)

2019-04-09 12:52

10-9;

线性电源功率器件工作在线性状态,也就是说他一用起来功率器件就是一直在工作,所以也就导致他的工作效率低,一般在 50%~60%。开关电源,他的功率器件工作在开关状态,(一开一关,一开一关,频率 非常快, 一般的平板开关电源频率在 100~200KHz, 模块电源在 300~500KHZ) 这样他的损耗就小,效率也就高。

10-10;

提高开关电源的工作频率会使变压器,电容,电感体积减小,会使期间开关损耗增加

补充:

1.桥式DC-DC变换电路如图10-1所示,负载为直流电动机,采用双极型PWM控制方式时,将电机处于正向电动状态时的电压、电流方向定义为正方向。假设电机处于正向电动的轻载运行状态,电机电流较小且在一个开关周期内正负交变,完成下题: 1)设此时占空比为0.6,画出开关器件V1~V4驱动信号的波形 2)与上面驱动波形相对应,画出负载上电压uo和电流io的波形

3)在此基础上结合电流波形说明:在一个开关周期的不同区段上负载电流的路径,以及在该区段内电机的瞬时工作状态。

图10-1

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2. 在1题基础上,假设电机运行处于反向电动工作状态下,此时E=300V,EM=-100V, R=2Ω,L足够大(使电机电流平直连续),Io=-10A,且电机处于稳态。完成下题: 1)求开关器件V1的控制占空比。

2)画出开关器件V1~V4驱动信号的波形。(高电平为闭合,低电平为断开)

3)与上面的驱动波形相对应,画出负载电压uo的波形、开关器件V1的电流iV1和V2的电流iV2的波形,以及二极管VD1的电流iVD1和VD2的电流iVD2的波形。

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3. 在1题基础上,假设电机运行处于反向制动工作状态,此时E=300V,R=2Ω,L足够大(使电机电流平直连续),电机的制动电流为10A。在制动过程中,当EM=-100V时,完成下题:

1)求开关器件V1的控制占空比。 2)画出开关器件V1~V4驱动信号的波形

3)与上面驱动波形相对应,画出负载电压uo的波形、开关器件V1的电流iV1和V2的电流iV2的波形,以及二极管VD1的电流iVD1和VD2的电流iVD2的波形。

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4. 图10-2为反并联的晶闸管变流器, 正/反两组变流电路都采用三相桥式晶闸管变流电路,负载为直流电动机。对电动机而言定义正向电动时的反电势和电流方向为正方向,对每组变流电路而言定义整流时输出电压的方向为正方向。回答下列问题:

1)电机反向电动时,哪组变流电路工作?工作于整流方式还是逆变方式,并简述理由。 2)电机反向制动时,哪组变流电路工作? 工作于整流方式还是逆变方式,并简述理由。 3)设电网线电压VLL=380V,50Hz,负载中电枢电阻R=2Ω,与电机串联的平波电抗器足够大,使电机电流平直连续。假设电机处于正向电动状态,稳态时反电势EM=200V,电枢电流被控制为Io=10A。分析此时哪组变流器工作?求工作变流器的控制角α,并画出此时变流器输出电压的波形。

4)在3)给出的电路参数下,假设电机处于正向制动状态,电枢电流被控制为Io=-10A,当反电势EM=200V时,说明此时哪组变流器工作?求工作变流器的控制角α,并画出此时变流器输出电压的波形。

图10-3

1)反组变流电路工作,工作在整流状态

因为电机反向电动即工作在第2象限,所加电压与电枢电流均有参考方向,只有反组能产生负电压。根据电流参考方向,判断其工作在整流状态。 2)正组变流电路工作,工作在逆变状态

因为电机反向制动工作在第四象限,所加电压为负,电枢电流为正,故应为正组变流电路工作在逆变状态 3)

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4)

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