电力电子习题.ppt

例题:具有续流二极管的单相半波可控整流电路,带阻感负载,电阻为5,电感无穷大,电源电压的有效值为220V,直流平均电流为10A,试计算晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值，并根据晶闸管承受电压来选择晶闸管（考虑3倍安全裕量）,晶闸管电流平均值,晶闸管电流有效值,例题:具有续流二极管的单相半波可控整流电路,带阻感负载,电阻为5,电感无穷大,电源电压的有效值为220V,直流平均电流为10A,试计算晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值，并根据晶闸管承受电压来选择晶闸管（考虑2倍安全裕量）,续流二极管电流平均值,续流二极管电流有效值,例题:具有续流二极管的单相半波可控整流电路,带阻感负载,电阻为5,电感无穷大,电源电压的有效值为220V,直流平均电流为10A,试计算晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值，并根据晶闸管承受电压来选择晶闸管（考虑2倍安全裕量）,晶闸管承受的最大电压为,（5，10，20，30，50，80，100，200，300，400，500，600，800，1000）,例题单相全控桥式整流电路，接大电感负载，U2=220V，负载电阻R=4。（1）=60o时，画出晶闸管中的电流波形，求其平均值和有效值。（2）当负载两端接有续流二极管时，试求输出电压、电流的平均值，流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值、有效值，画出波形。,解：（1）输出电压平均值,输出负载电流平均值,晶闸管中电流平均值,晶闸管中电流有效值,3.2.2.2单相桥式全控整流电路-阻感负载,例题单相全控桥式整流电路，接大电感负载，U2=220V，负载电阻R=4。（2）当负载两端接有续流二极管时，试求输出电压、电流的平均值，流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值、有效值，画出波形。,3.2.2.2单相桥式全控整流电路-阻感负载,例题单相全控桥式整流电路，接大电感负载，U2=220V，负载电阻R=4。（2）当负载两端接有续流二极管时，试求输出电压、电流的平均值，流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值、有效值，画出波形。,(2)接续流二级管的输出电压平均值,输出负载电流平均值,3.2.2.2单相桥式全控整流电路-阻感负载,例题单相全控桥式整流电路，接大电感负载，U2=220V，负载电阻R=4。（2）当负载两端接有续流二极管时，试求输出电压、电流的平均值，流过晶闸管和续流二极管中电流的平均值、有效值，画出波形。,晶闸管中电流平均值和有效值,续流二极管中电流平均值和有效值,3.2.2.2单相桥式全控整流电路-阻感负载,3.2.3单相全波可控整流电路,例题单相全波整流电路如图所示，U2=220V，=60o。求（1）输出直流电压平均值Ud。（2）画出ud、id的波形。,解：（1）当电压为正半周时，即a为正，b为负时，VT1承受正向电压。有触发脉冲即可导通，VD2处于关断状态，当电源电压过零时VT1关断。当电源电压过零变负时，a为负，b为正，VT1关断，VD1导通。当电源电压再次过零变正时，VD1关断。,（2）输出平均值Ud。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题带整流变压器的单相半控桥式整流电路，U1=220V，电阻负载，R=4。要求负载电流Id在025A之间变化，试求(1)变压器的变比;(2)波形系数;(3)变压器容量;(4)负载电阻R的最大功率。,设=0时Ud最大,(1),(2),3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,负载电阻R的最大功率PR,（3）,（4）,例题带整流变压器的单相半控桥式整流电路，U1=220V，电阻负载，R=4。要求负载电流Id在025A之间变化，试求(1)变压器的变比;(2)波形系数;(3)变压器容量;(4)负载电阻R的最大功率。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题单相半控桥式整流电路，电阻负载，R=25，要求Ud=0250V，计算晶闸管实际承受的最大电压与最大电流（角留有20o裕量）。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,(1)给出=45o时Ud波形。(2)设U2=100V，求输出整流电压平均值Ud。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,(1)给出=45o时Ud波形。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,(1)给出=45o时Ud波形。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,(1)给出=45o时Ud波形。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,（1）给出=45o时Ud的波形。（2）设U2=100V，求输出整流电压平均值Ud。,3.2.4单相桥式半控整流电路-电阻负载,例题：具有中点二极管的单相半控桥式整流电路如图所示,（2）设U2=100V，求输出整流电压平均值Ud。,例单相半控桥式整流电路（带续流二极管），阻感负载，R=5，U2=220V，=60。求流过晶闸管、整流二极管和续流二极管的电流平均值与有效值。,解(1)整流电压平均值,(2)负载电流平均值,(3)晶闸管和整流二极管每周期的导电角,3.2.4.2单相桥式半控整流电路-阻感负载(带续流二极管),例题三相半波整流电路向大电感性负载供电，已知U2=220V，R=11.7。计算=60o时负载电流Id、晶闸管电流IT、变压器副边电流i2的平均值和有效值。改为电阻负载，重复上述计算。,1、对于大电感负载,例题三相半波整流电路向大电感性负载供电，已知U2=220V，R=11.7。计算=60o时负载电流Id、晶闸管电流IT、变压器副边电流i2的平均值和有效值。改为电阻负载，重复上述计算。,2、对于电阻负载,例题在三相半波整流电路中，如果u相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下的整流电压波形。设=30。,例题图a是两相零式可控整流电路，电阻负载，由三相交流电源中的u、v两相供电。设t=0时，=0。1)画出晶闸管控制角=0和=60时输出电压ud的波形；2)求晶闸管的移相范围；3)Ud的最大值Udmax是多少？4)推导出输出电压平均值Ud的计算公式。,(2)晶闸管的移相范围0300o；,0150o时,150o300o时,当=0o时,例题：三相桥式全控整流电路，大电感性负载，变压器副边线电压U2l=380V，负载电阻R=11.7，控制角=60。计算输出电压平均值Ud，负载电流平均值Id、晶闸管电流IdT、IT，变压器副边电流i2的有效值I2。,3.6变压器漏感对整流电路的影响,例：三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5，L=，U2=220V，XB=0.3，求Ud、Id、IVD、I2和的值并作出ud、iVD和i2的波形。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。解方程组得：二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为ud、iVD1和i2a的波形如图3-27所示。,例题三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L=，U2=220V，=60o，当1)LB=0和2)LB=1mH的情况下分别求Ud，Id的值，后者还应求，并分别作出ud与iT的波形。,(1)LB=0时,(2)LB0，LB=1mH时,1三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？,1三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？,答：三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相之间换相的的自然换相点不是同一点。它们在相位上相差180。,例题当变流装置处于逆变状态工作时，由于控制系统失误，一相控制脉冲丢失，试问将会出现什么问题？以三相零式共阴极组电路波形加以分析。,例题4.8当变流装置处于逆变状态工作时，由于控制系统失误，一相控制脉冲丢失，试问将会出现什么问题？以三相零式共阴极组电路波形加以分析。,例题三相半波可控整流电路，U2=100V，E=30V，R=1，L=，求(1)当=90o时的Id。(2)当=60o时的Id。(3)真正逆变状态的角范围(不考虑重叠角)。,(1)当=90时,(2)当=60时,(3),例题三相半波共阴极组电路，反电动势阻感负载，U2=100V，电枢电阻RS=1，平波电抗器L=，变压器漏感LB=1mH，E=150V，当电路处于逆变状态=30时，求晶闸管电路输出逆变电压平均值Ud，逆变电流平均值Id及重叠角，并作出ud及晶闸管中流过的电流iT的曲线。,例题作出ud及晶闸管中流过的电流iT的曲线。,1矿井提升机在拉起重物时,2矿井提升机在放下重物时,1.3晶闸管-电流参数,例1.1：实际流过晶闸管的电流波形i1和i2如图，其峰值分别为Im1和Im2。计算结果如下：,若不考虑安全裕量，求KP100型晶闸管中流过i1和i2电流时所能承受的最大平均电流值。,1.3晶闸管-电流参数,（1）实际电流波形i1的平均值、有效值和波形系数,平均值,有效值,波形系数,1.3晶闸管-电流参数,（1）若不考虑安全裕量，求KP100型晶闸管中流过i1电流时所能承受的最大平均电流值。,考虑安全裕量Id1=70.7/(1.52)=35.3547.13A,1.3晶闸管-电流参数,（2）实际电流波形i2的平均值、有效值和波形系数,平均值,有效值,波形系数,1.3晶闸管-电流参数,（2）若不考虑安全裕量，求KP100型晶闸管中流过i2电流时所能承受的最大平均电流值。,考虑安全裕量Id2=90.7/(1.52)=45.3560.46A,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量时，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,有效值,波形系数,波形系数,平均值,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,（5，10，20，30，50，80，100，200，300，400，500，600，800，1000）,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量时，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,波形系数,平均值,有效值,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,（5，10，20，30，50，80，100，200，300，400，500，600，800，1000）,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量时，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,波形系数,平均值,有效值,1.3晶闸管-电流参数,例1.2：图中波形的阴影部分为晶闸管中的电流波形，其最大值为Im，计算各波形电流平均值、有效值与波形系数。若设Im均为200A，不考虑安全裕量，各应选择额定电流为多大的晶闸管？,（5，10，20，30，50，80，100，200，300，400，500，600，800，1000）,例2-1在图2-1所示的降压斩波电路中，已知Ud=200V，R=10，L值极大，Ts=50s，ton=20s，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。若存在负载Em=20V，求输出电流平均值Io。,解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为,输出电流平均值为,2.1Buck电路-例题,若存在负载Em=20V，输出电流平均值为,例2-2在图2-1所示的降压斩波电路中，已知Ud=2710%V，Uo=15V，最大输出功率为Pomax=120W，最小输出功率为Pomin=10W，若工作频率为30kHz，求(1)占空比变化范围；(2)保证整个工作范围电感电流连续时的电感值。,解:(1)输入电压的变化值为,2.1Buck电路-例题,占空比变化范围为,例2-2在图2-1所示的降压斩波电路中，已知Ud=2710%V，Uo=15V，最大输出功率为Pomax=120W，最小输出功率为Pomin=10W，若工作频率为30kHz，求(1)占空比变化范围；(2)保证整个工作范围电感电流连续时的电感值。,解:(2)因为IL=Io,当负载最小，占空比最小时，所需要的电感越大，当Uo不变时，由式(2-5)得,2.1Buck电路-例题,例2-3在图2-5所示的升压斩波电路中，已知Ud=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当TS=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。,输出电流平均值为：,解：输出电压平均值为：,2.