电力电子技术第四版.doc

第2章 整流电路1. 解：0时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：考虑到初始条件：当wt0时id0可解方程得： =22.51(A) ud与id的波形如下图： 当60时，在u2正半周期60180期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180300期间释放，因此在u2一个周期中60300期间以下微分方程成立： 考虑初始条件：当wt60时id0可解方程得：其平均值为：=11.25(A) 此时ud与id的波形如下图：5 解：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Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A)Id (UdE)/R(77.9760)/29(A)I2Id 9(A) 晶闸管承受的最大反向电压为：U2100141.4（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVTId 6.36（A）故晶闸管的额定电压为：UN(23)141.4283424（V） 晶闸管的额定电流为：IN(1.52)6.361.5768（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。6. 解：负载电压的平均值为：67.5（V） 负载电流的平均值为：IdUdR67.52233.75（A） 流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为：IVTId19.49（A） 流过二极管VD3、VD4的电流有效值为：IVDId27.56（A） 13 解：Ud、Id、IdT和IVT分别如下Ud2.34U2cosa2.34100cos60117（V）IdUdR117523.4（A）IDVTId323.437.8（A）IVTId23.413.51（A）14解：考虑LB时，有：Ud0.9U2cosUdUd2XBIdId（UdE）R 解方程组得：Ud（R 0.9U2cos2XBE）（R2XB）44.55（V）Ud0.455（V） Id4.55（A）又U2 即得出 =0.4798 换流重叠角 g 61.33- 60=1.3315 解：考虑LB时，有：Ud1.17U2cosUd Ud3XBId2 Id（UdE）R 解方程组得：Ud（R 1.17U2cos3XBE）（2R3XB）94.63（V）Ud6.7（V） Id44.63（A）又2U2 即得出 =0.752 换流重叠角 g 41.28- 30=11.2816 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0时的情况。Ud2.34U2cosUd Ud3XBId IdUdR 解方程组得：Ud2.34U2cos（13XB/R）486.9（V） Id97.38（A）又2U2 即得出 =0.892 换流重叠角 g 26.93二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为：IVDId397.38332.46（A） I2a Id79.51（A）17 解：当LB0时：Ud2.34U2cos2.34220cos60257.4（V） Id（UdE）R（257.4200）157.4（A）当LB1mH时 Ud2.34U2cosUdUd3XBIdId（UdE）R解方程组得：Ud（2.34U2R cos3XBE）（R3XB）244.15（V）Id44.15（A） Ud13.25（V）又2XBIdU20.4485 63.35603.3522、 试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。解：第3题中基波电流的有效值为：I12Id238.9935.1（A）基波因数为 nI1II1Id35.138.990.9电路的输入功率因数为： ln 0.9 cos300.78 第13题中基波电流的有效值：I1Id23.3918.243（A）基波因数为 nI1II1Id0.955电路的输入功率因数为：ln 0.955 cos600.4827解：由题意可列出如下3个等式：Ud2.34U2cos(-)UdUd3XBId Id（UdEM）R三式联立求解，得Ud2.34U2R cos(-)3XBEM(R3XB)290.3（V）Id109.7（A） 由下式可计算换流重叠角：2XBIdU20.1279-0.6279 128.901208.90送回电网的有功功率为 P=400109.7-109.72109.71=31.85(W)28 解：由题意可列出如下3个等式：Ud0.9U2cos(-)UdUd2XBId Id（UdEM）R三式联立求解，得UdR 0.9U2cos(-)2XBEM（R2XB）49.91（V）Id49.09（A）又U2=0.2181 即得出：=-0.7181 换流重叠角：g 135.9- 120=15.9第3章 直流斩波电路3 解：由题目已知条件可得：m=0.1 =0.002 当ton=5s时，有=0.01 ar=0.0025 由于 =0.249m 所以输出电流连续。 此时输出平均电压为：Uo =25(V) 输出平均电流为：Io =30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为Imax=30.19(A)Imin=29.81(A)当ton=3s时，采用同样的方法可以得出：=0.0015 由于=0.149m 所以输出电流仍然连续。 此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为：Uo =15(V) Io =10(A)Imax=10.13(A) Imin=9.873(A)第4章 交流电力控制电路和交交变频电路2解：负载阻抗角为：=arctan（）=arctan（）=0.89864=51.49 开通角的变化范围为： 即0.89864当=时，输出电压最大，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为Pomax=37.532(KW)功率因数为：实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即：cosj=0.6227 =时，先计算晶闸管的导通角，由式（4-7）得sin(+-0.89864)=sin(-0.89864)解上式可得晶闸管导通角为：=2.375=136.1也可由图4-3估计出q 的值。此时，晶闸管电流有效值为：=123.2(A)电源侧功率因数为： 其中：=174.2(A)于是可得出：第5章 逆变电路5.解：输出相电压的基波幅值为：=63.7(V)输出相电压基波有效值为：=45(V)输出线电压的基波幅值为：=110(V)输出线电压基波的有效值为：=78(V)输出线电压中五次谐波的表达式为：其有效值为：=15.59(V)第6章 PWM控制技术2解：将各脉冲的宽度用di（i=1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得d