电力电子技术习题解答
（2）Ud?2.34U2cos??2.34?10.536?cos15??13.70(kV)
6（3）基波电流有效值 I21??Id???400?311.88(A)
总电流有效值 I2?2Id?32?400?326.60(A) 3 有功功率 P?S??3?10.5?326.60?0.9224?5478.80(kW)
无功功率 Q?S2?P2?(3?10.5?326.60)2?5478.802?2294.13(kVAR) （4）仅含有6k±1（k=1、2、3…）次的谐波，
I25?65?Id?65??400?62.38(A)；I27?67?Id?67??400?44.55(A)
I211?6666Id??400?28.35(A)；I213?Id??400?23.99(A) 11?11?13?13?6666Id??400?18.35(A)；I219?Id??400?16.41(A) 17?17?19?19?66Id??400?13.56(A)；总谐波畸变率为： 23?23?I217?I223??ITHDi?n?22322nI21?100b.382?44.552?28.352?23.992?18.352?16.412?13.562??100%
311.88?28.76、晶闸管整流电路的功率因数是怎么定义的？它与那些因素有关？
答：晶闸管整流电路的功率因数由畸变因子v和位移因子cos?1构成，表达式为：
I1cos? I??v?cos?1?具体而言：由移相触发角?和整流电路的结构决定。
最终修改日期：2013-7-14 第 16 页 共 27 页
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习题三
1.（*）一升压换流器由理想元件构成，输入Ud在8~16V之间变化，通过调整占空比使输出U0=24V固定不变，最大输出功率为5W，开关频率20kHz，输出端电容足够大，求使换流器工作在连续电流方式的最小电感。 解：由U0=24V固定不变，最大输出功率为5W可知
U02242R???115.2?
P5当输入Ud为8V时
U0?182Ud?D8?1?? 1?D8243输入Ud为16V时
U0?1161Ud?D16?1?? 1?D16243则实际工作时的占空比范围为：D?~ 由电流断续条件公式可得
LD(1?D)2 ?RT2D(1?D)2RT即L?
2D(1?D)2在D?132312~范围内是单调下降的，在1/3处有最大值，所以 33111(1?)2*115.2*D(1?D)RT3320000?0.43mH L??222
2．一台运行在20kHz开关频率下的升降压换流器（图3-7）由理想元件构成，其中L=0.05mH，输入电压Ui=15V，输出电压U0=10V，可提供10W的输出功率，并且输出端电容足够大，试求其占空比D。
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解：U0??
U0D10Ui?D???0.4V 1?DU0?Ui10?153．在图3-1所示的降压斩波电路中，已知Ui=100V，R=0.5Ω，L=1mH，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当ton＝5μs时，试求：
（1）输出电压平均值UO、输出电流的平均值IO；
（2）（*）输出电流的最大和最小瞬时值（由于课本上没讲，这一问是否可以取消？），判断负载电流是否断续；
（3）（*）当ton＝3μs时，重新进行上述计算。 解：（1）U0?DUi?5100?25V 20I0?U025??50A R0.5EM0??0 E100L0.001??0.002 R0.5（2）m???20*10?6????0.01
?0.002T???ton??0.0025
e???1e0.0025?1?0.01?0.249?m?0，所以电流连续。 e??1e?1Imax1?e???E1?e?0.0025100?(?m)?(?0)?50.2A ???0.01R0.51?e1?ee???1Ee0.0025?1100?(??m)?(0.01?0)?49.8A
R0.5e?1e?1Imin（3）同（2）
U0?DE?3100?15V20
U015I0???30AR0.5最终修改日期：2013-7-14 第 18 页 共 27 页
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???ton??0.0015
e???1e0.0015?1??0.149?m?0，所以电流也是连续的。 e??1e0.01?11?e???E1?e?0.0015100Imax?(?m)?(?0)?30.13A???0.01R0.51?e1?e
e???1Ee0.0015?1100Imin?(??m)?(0.01?0)?29.9AR0.5e?1e?1
4．在图3-35所示降压斩波电路中，已知E=600V，R=0.1Ω，L=∞，EM=350V，采用脉宽调制控制方式，T=1800μs，若输出电流IO=100A， 试求： （1）输出电压平均值UO和所需的ton值； （2）作出u0、i0以及iG、iD的波形。
LiGiDioRVE+VDuoMEM-
图3-35 电流型降压斩波电路
解：（1）I0?U0?EM?U0?I0R?EM?100?0.1?350?360V RU0?tonU360E?ton?0T??1800?1080?s TE600（2）各点波形见下图：
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IGtonU0tofftEI0tIDtt
5．升压斩波电路为什么能使输出电压高于电源电压？
答：其一是由于升压斩波器的电路结构使电路中的电感具有电压泵升作用，其二是电容的电压维持能力。当高频开关闭合时，输入电源向电感储存能量，当开关断开时，电感的储存能量向负载放电。开关的导通比D越大则电感储能越多，输出电压越高并由电容保持，输出电压与输入电压有如下关系：U0?
6．在图3-4所示的升压斩波电路中，已知Ui=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和输出电流的平均值IO。 解：U0?1Ui?1?D11Ui??50?133.33V ton1?0.6251?T1Ui。 1?DI0?U0133.33??6.67A R20
7．说明降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路的输出电压范围。 答：降压斩波电路的输出电压范围：U0?0~Ui；
升压斩波电路的输出电压范围：U0?Ui~?，应避免D接近于1；
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