电力电子大题

1313 某电阻性负载要求 某电阻性负载要求 0 24V0 24V 直流电压 最大负载电流直流电压 最大负载电流 I Id d 30A 30A 如采用由 如采用由 220V220V 交流直接供电和由变压器降压到交流直接供电和由变压器降压到 60V60V 供电的单相半波相控整流电路 是否供电的单相半波相控整流电路 是否 两种方案都能满足要求两种方案都能满足要求 试比较两种供电方案的晶闸管的导通角 额定电压 额试比较两种供电方案的晶闸管的导通角 额定电压 额 定电流 电路的功率因数及对电源容量的要求 定电流 电路的功率因数及对电源容量的要求 解 采用由解 采用由 220V220V 交流直接供电当交流直接供电当时 时 0 U Udo do 0 45U 0 45U2 2 0 45 0 45220220 99V 99V 由变压器降压到由变压器降压到 60V60V 供电当供电当时 时 0 U Ud d 0 45U 0 45U2 2 0 45 0 456060 27V 27V 因此 只要调节因此 只要调节 都可以满足输出都可以满足输出 0 24V0 24V 直流电压要求 直流电压要求 1 1 采用由采用由 220V220V 交流直接供电时 交流直接供电时 2 cos1 45 0 2 UUd U Ud d 24V 24V 时时 121 59121180 VUUT3112 2 Atdt R U IT84 sin 2 2 1 0 22 8 0 30 24 d d I U R A I I T AVT 54 57 1 84 57 1 取取 2 2 倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为 622V622V 和和 108A108A 电源提供有功功率电源提供有功功率 WRIP8 56448 0842 2 2 电源提供视在功率电源提供视在功率 kVAIUS58 1822084 22 电源侧功率因数电源侧功率因数 305 0 S P PF 2 2 采用变压器降压到采用变压器降压到 60V60V 供电 供电 2 cos1 45 0 2 UUd U Ud d 24V 24V 时时 39 14139180 VUUT 4 842 2 Atdt R U IT38 51 sin 2 2 1 0 22 8 0 30 24 d d I U R A I I T AVT 7 32 57 1 38 51 57 1 取取 2 2 倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为 168 8V168 8V 和和 65 4A65 4A 变压器二次侧有功功率变压器二次侧有功功率 WRIP21128 038 51 2 2 2 变压器二次侧视在功率变压器二次侧视在功率 kVAIUS08 3 38 5160 22 电源侧功率因数电源侧功率因数 68 0 S P PF 1 1 单相半控桥式整流电路对恒温电炉供电 电炉电热丝电阻为 单相半控桥式整流电路对恒温电炉供电 电炉电热丝电阻为 34 34 直接由 直接由 220V220V 输入 试选用晶闸管与计算电炉功率 输入 试选用晶闸管与计算电炉功率 解 解 I I U U R R 220220 3434 6 476 47 A A ITIT I I 6 47 6 47 4 594 59 A A22 一台一台 220V220V 10KW10KW 的电炉 采用晶闸管单相交流调压 现使其工作在的电炉 采用晶闸管单相交流调压 现使其工作在 5KW5KW 试求电路的控制角试求电路的控制角 工作电流及电源侧功率因数 工作电流及电源侧功率因数 解 电炉可看为纯电阻性负载 由此可求得电阻值为 解 电炉可看为纯电阻性负载 由此可求得电阻值为 84 4 2 P U R 电炉工作在电炉工作在 5KW5KW 时 电压有效值为 时 电压有效值为 VUU 5 155 2 2 20 由关系式 由关系式 2sin 2 1 20UU 带入数据求得控制角为 带入数据求得控制角为 90 工作电流为 工作电流为 A R U I 1 32 0 0 电源侧功率因数为 电源侧功率因数为 7062 0 1 32220 84 4 1 32 cos 2 02 0 2 IU RI 1414 某电阻性负载 某电阻性负载 R Rd d 50 50 要求要求 U Ud d在在 0 600V0 600V 可调 试用单相半波和单相全波可调 试用单相半波和单相全波 两种整流电路来供给 分别计算 两种整流电路来供给 分别计算 晶闸管额定电压 电流值 晶闸管额定电压 电流值 连接负载的导线截面积连接负载的导线截面积 导线允许电流密度导线允许电流密度 j 6Aj 6A mmmm2 2 负载电阻上消耗的最大功率 负载电阻上消耗的最大功率 解 解 1 1 单相半波 单相半波时时 0 V U U d 1333 45 0 600 45 0 2 A R U I d d d 12 50 600 晶闸管的最大电流有效值晶闸管的最大电流有效值 AII dT 8 1857 1 晶闸管额定电流为晶闸管额定电流为 I IT AV T AV 12 A 12 A 57 1 T I 晶闸管承受最大电压为晶闸管承受最大电压为 1885V 1885V 2 2UURM 取取 2 2 倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为 4000V4000V 和和 30A30A 所选导线截面积为所选导线截面积为 2 13 3 6 8 18 mm J I S 负载电阻上最大功率负载电阻上最大功率 kWRIP TR 7 17 2 2 2 单相全波 单相全波时时 0 V U U d 667 9 0 600 9 0 2 A R U I d d d 12 50 600 负载电流有效值负载电流有效值 K Kf f 1 11 1 11 AII d 3 1311 1 晶闸管的额定电流为晶闸管的额定电流为 I IT AV T AV 6 A 6 A I IT T 57 1 T I 2 I 晶闸管承受最大电压为晶闸管承受最大电压为 1885V 1885V 2 2UURM 取取 2 2 倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为倍安全裕量 晶闸管的额定电压 额定电流分别为 4000V4000V 和和 20A20A 所选导线截面积为所选导线截面积为 2 22 2 6 3 13 mm J I S 负载电阻上最大功率负载电阻上最大功率 kWRIPR9 8 2 2 2 单相调功电路采用过零触发 单相调功电路采用过零触发 U U2 2 220V220V 负载电阻 负载电阻 R R 1 1 在控制的设定 在控制的设定 周期周期 TcTc 内 使晶闸管导通内 使晶闸管导通 0 3s0 3s 断开 断开 0 2s0 2s 试计算 试计算 1 1 输出电压的有效值 输出电压的有效值 2 2 负载上所得平均功率与假定晶闸管一直导通时 负载上所得平均功率与假定晶闸管一直导通时 输出得功率 输出得功率 解 负载在全导通时 送出的功率为解 负载在全导通时 送出的功率为 kW 4 48 1 2202 2 2 R U P 负载在导通负载在导通 0 3s0 3s 断开断开 0 2s0 2s 过零触发下 负载上的电压有效值过零触发下 负载上的电压有效值 V T UU170 2 03 0 3 0 220 T on 2 负载上的功率负载上的功率 kW29 2 03 0 3 0 4 48 P 7 7 采用双相晶闸管的交流调压器接三相电阻负载 如电源线电压为 采用双相晶闸管的交流调压器接三相电阻负载 如电源线电压为 220V220V 负 负 载功率为载功率为 10kW10kW 试计算流过双相晶闸管的最大电流 如使用反并联联接的普通 试计算流过双相晶闸管的最大电流 如使用反并联联接的普通 晶闸管代替 则流过普通晶闸管的最大有效电流为多少 晶闸管代替 则流过普通晶闸管的最大有效电流为多少 解 线电压为解 线电压为 220V220V 则相电压应为 则相电压应为 127127 V V 3 220 流过双相晶闸管的最大电流为 流过双相晶闸管的最大电流为 127127 26 2426 24 A A 3 10k 流过普通晶闸管最大电流为 流过普通晶闸管最大电流为 127 127 根号根号 2 18 56A2 18 56A 3 10k 1 1 单相桥式全控整流电路 大电感负载 交流侧电流有效值为单相桥式全控整流电路 大电感负载 交流侧电流有效值为 220V220V 负载电阻 负载电阻 R Rd d为为 4 4 计算当 计算当 60 时 直流输出电压平均值时 直流输出电压平均值 d U 输出电流的平 输出电流的平 均值均值 d I 若在负载两端并接续流二极管 其 若在负载两端并接续流二极管 其 d U d I 又是多少 此时流过又是多少 此时流过 晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值又是多少 画出上述两种情形下的晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值又是多少 画出上述两种情形下的 电压电流波形 电压电流波形 解 不接续流二极管时 由于是大电感负载 故解 不接续流二极管时 由于是大电感负载 故 VUUd9960cos2209 0cos9 0 2 AA R U I d d d 8 24 4 99 接续流二极管时接续流二极管时 VUUd 5 148 2 5 01 2209 0 2 cos1 9 0 2 AA R U I d d d 1 37 4 5 148 AII ddT 4 121 37 360 60180 2 AII dT 4 21 1 37 360 60180 2 AIII dddVD 4 121 37 180 60 2 2 AII dVD 4 211 37 180 60 不接续流二极管时波形如图不接续流二极管时波形如图 2 2 1 1 a a 所示 接续流二极管时波形如图 所示 接续流二极管时波形如图 2 2 1 1 b b 所示 所示 8 8 三相半波可控整流电路带电阻性负载 三相半波可控整流电路带电阻性负载 a a 相晶闸管相晶闸管 VT1VT1 触发脉冲触发脉冲 丢失 试画出丢失 试画出 15 15 及及 60 60 时的直流电压时的直流电压 udud 波形 并画出波形 并画出 60 60 时时 b b 相相 VT2VT2 管两端的电压管两端的电压 uT2uT2 波形 波形 2 2 画出晶闸管控制角画出晶闸管控制角 a 0 a 60a 0 a 60 的的 UdUd 波形波形 A A 相晶闸管的移相范围相晶闸管的移相范围 UdmaxUdmax 与与 udminudmin 各为多少各为多少 导出导出 udud 的计算公式的计算公式 解解 1 a 0 1 a 0 时 时 a 30a 30 时时 2 2 a a 0 1500 150 3 3 a 0a 0 时 时 a 150a 150 时 时 4 4 当 当 a 120a 120 时 时 当当 120120 a 150a 150 时 时 5 5 三相全控桥式整流电路带大电感负载 三相全控桥式整流电路带大电感负载 Ld 0 2HLd 0 2H 负载电阻 负载电阻 R Rd d 4 4 要求 要求 U Ud d 从从 0 220V0 220V 之间变化 试求 之间变化 试求 1 1 不考虑控制角裕量时 整流变压器二次线电压 不考虑控制角裕量时 整流变压器二次线电压 u2 94Vu2 94V 2 2 计算晶闸管电压 电流值 如电压 电流取 计算晶闸管电压 电流值 如电压 电流取 2 2 倍裕量 选择晶闸管型倍裕量 选择晶闸管型 号 号 KP50 5 KP50 5 3 3 变压器二次电流有效值 变压器二次电流有效值 I2 I2 44 9V 44 9V 4 4 计算整流变压器二次侧容量 计算整流变压器二次侧容量 S2S2 12 66kV A 12 66kV A 5 5 a 0a 0 时 电路功率因数时 电路功率因数 cos cos 0 956 0 956 6 6 当触发脉冲距对应的二次相电压波形原点多少度时 当触发脉冲距对应的二次相电压波形原点多少度时 UdUd 已为零 已为零 120 120 解 解 1 1 因为 因为 U Ud d 2 34U 2 34U 不考虑控制角裕量 不考虑控制角裕量 时时 2 cos 0 V U U d 94 34 2 2