电力电子第3章部分答案

3 13 三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况 由整流变压器供电 电源是三相线电压三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况 由整流变压器供电 电源是三相线电压 为为 380V 的交流电网 要求输出电压的交流电网 要求输出电压 输出电流 输出电流 考虑 考虑 VUd220 AId400 30 min 计算整流变压器二次侧容量计算整流变压器二次侧容量 与 与时二次侧容量比较 并计算晶闸管定额 时二次侧容量比较 并计算晶闸管定额 2 S 0 解 30 时 可得 2 1 17cos d UU 2 217UV 220 0 55 400 d d U R I 5 2 22 6 2 6 2113 sin cos2 234 UU It RR 可得 2 250 35 IA 222 3163020 39 PU IW 流过晶闸管的电流就是变压器的二次侧某相的电流 2vt II 晶闸管承受的最大正向电压 最大反向电压 2 2 FM UU 2 6 RM UU 考虑 2 3 倍的裕量 2 3 318 9 478 4 1 57 vt T AV I IA 2 6 2 3 1077 1616 RM UUV 可选额定电流为 400A 额定电压为 1700V 的晶闸管 同理 0 时 2 1 17cos d UU 2 188UV 5 2 22 6 2 6 2113 sin cos2 234 UU It RR 2 234 6 IA 222 3132314 4 PU IW 3 14 三相半波可控整流电路中 相电压三相半波可控整流电路中 相电压 负载反电势 负载反电势 负载电阻 负载电阻VU110 2 30EV 电感 电感 L 值极大以致输出电流可以认为恒定 触发角值极大以致输出电流可以认为恒定 触发角时 求 时 求 输出电输出电15R 60 1 1 流平均值和有效值 流平均值和有效值 a 相电流相电流的有效值 的有效值 画出画出 波形 波形 2 2 a i 3 3 1VT u d i d u a i 解 在三相整流可控整流电路中 1 负载电流连续 输出电压平均值 2 1 17cos1 17 110 cos6064 35 d UU 输出电流平均值 dd I UE R 64 3530 152 29A 输出电流有效值 2 2 29 d IIA 2 a 相电流的有效值等于晶闸管电流有效值 1 1 32 3 aVTd IIIA 2 2 coscos 6 Bd X I U 3 34 3 3 17 三相桥式全控整流电路 负载电阻三相桥式全控整流电路 负载电阻 电感 电感 要求输出电压 要求输出电压从从 4RHL2 0 d U 0 220V 之间变化 求 之间变化 求 不考虑控制裕量 整流变压器二次侧相电压 不考虑控制裕量 整流变压器二次侧相电压 计算晶闸管的计算晶闸管的 1 1 2 2 电压 电流定额 考虑电压 电流定额 考虑 2 倍裕量 倍裕量 变压器二次侧电流有效值变压器二次侧电流有效值 变压器二次侧容变压器二次侧容 3 3 2 I 4 4 量量 2 S 解 1 因为随着的变化输出电压也随之变化 这里考虑最大输出电压为 220V 控制 d U 延迟角 0 时的二次相电压 V 2 2 34cos220 d UU 94V 2 U 2 画图分析可得晶闸管承受的最大电压为 230V 2 6UU FM 负载电流为 A R U I d d 55 晶闸管电流有效值为 AII dVT 32 3 1 不考虑余量的晶闸管额定电流为 A I I VT AVVT 20 57 1 考虑两倍的裕量 VUN4602302 AIN40202 3 二次绕组电流为 2 2 0 81644 8845 3 dd IIIA 4 变压器二次侧的容量 S WIUS12690459433 22 3 18 三相桥式半控整流电路带续流二极管 电源电压三相桥式半控整流电路带续流二极管 电源电压 负载电阻 负载电阻 VU L 380 2 2R 反电动势反电动势 负载电感足够大 使电流波形平直 求 负载电感足够大 使电流波形平直 求 画出画出 波形 波形 VE40 1 1 d u d i 2 2 计算输出电压 电流的平均值计算输出电压 电流的平均值和和 计算电路功率因数 计算电路功率因数 d U d I 3 3 解 1 2 2 1 17 1 cos 480 3 d UUV dd I UE R 480 340 2220 15A 3 d d 2d 2 PU I PF0 89 S3U I 3 22 图图 3 73 是三相桥式全控整流带续流二极管电路 分析电路工作过程 画出输出电压 是三相桥式全控整流带续流二极管电路 分析电路工作过程 画出输出电压 负载电流 晶闸管承受的电压及流过的电流 续流二极管流过的电流波形 给出输出电压负载电流 晶闸管承受的电压及流过的电流 续流二极管流过的电流波形 给出输出电压 平均值 有效值及功率因数计算公式 平均值 有效值及功率因数计算公式 3 24 三相半波可控整流电路 反电动势阻感负载 三相半波可控整流电路 反电动势阻感负载 变压 变压 1RL 2 100UV 器漏抗器漏抗 时 求电路输出电压时 求电路输出电压 输出电流 输出电流和换相重叠和换相重叠1 B LmH VE50 30 d U d I 角角 解 考虑LB时 有 2 1 17cos 3 2 dd dBd dd UUU UX I IUER 解方程组得 2 1 17cos3 2394 36 6 7 44 64 dBB d d URUX ERX UV IA 又 2 U2 cos cos BdX I6 即得出 0 752 30cos 换流重叠角 41 28 30 11 28 3 25 三相桥式全控整流电路对反电动势及大电感负载供电 电源电压三相桥式全控整流电路对反电动势及大电感负载供电 电源电压 反电 反电 2 220UV 动势动势 不计漏感时求不计漏感时求 当当时 时 200EV 1R 60 1 1 d U d I 2 2 mHLB1 计算计算 并分别画出 并分别画出 波形 波形 d U d I d u VT i 1 不计漏感 输出电压平均值 2 2 34cos2 34220cos60257 4 dd UUUV 输出电流平均值 257 4200 57 4 1 d d UE IA R 2 当1 B LmH 时 2 2 34cos dd UUU 3 B dd X UI d d UE I R BB XL 可得 2 2 34cos3 244 3 B d B U RX E UV RX 44 d d UE IA R 2 2 coscos 6 Bd X I U 3 35 3 27 某电路输出的电流波形为缺角正弦波 如图某电路输出的电流波形为缺角正弦波 如图 3 75 所示 求该波形中三 五和七次电所示 求该波形中三 五和七次电 流谐波有效值及电流总畸变率 流谐波有效值及电流总畸变率 解 计算可能有误 根据波形进行傅里叶分析 0 1 cossin nn n i wtaanwtbnwt 22 0 0 111 10sin10sin10sin0 222 awtdwtwtdwtwtdwt 同理求积分易得 0 n a 2 0 1 10sinsin sin1sin1sin 1 5sin 1 5 1111 n bwtnwtdwt nnnn nnnn 则 3 15 3 4 b 5 5 3 4 b 7 5 3 8 b 则三次电流谐波有效值 3 15 315 6 I 1 46 842 A 五次电流谐波有效值 5 5 3 I 0 49 42 七次电流谐波有效值 7 5 63 I 0 24 82 22 1 1 0 53 II THD I 3 30 单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载 单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载 1R L 0 5 B LmH 当 当时求时求 和和 2 100UV 60 99 VE d U d I 解 由题意可列出如下 3 个等式 UUU UX I IUER d2d dBd ddM 0 9cos 2 三式联立求解 得 49 49 09 URUX ERX I d2BMB d 0 9cos 2 291 V A 又 U2 0 9107 cos cos 2 BdX I 7 52 3 31 三相桥式全控整流电路 反电动势阻感负载 三相桥式全控整流电路 反电动势阻感负载 1R LmHLB1 当 当时求时求 和和的值 并计算此时逆变回电网的有的值 并计算此时逆变回电网的有VU220 2 60 400 VE d U d