电子电力技术 第四章习题解答

第四章 习题与思考题某电阻负载要求获得Ud 024V的可调直流平均电压，负载电流Id30A。分别由交流电网220V供电，与由整流变压器降压后60V的变压器二次侧电压供电。采用单相半波可控整流电路，说明是否都能满足要求？并比较两种供电方案的晶闸管导通角、晶闸管的电压电流额定值、电源与整流变压器二次侧的功率因数及对电源要求的容量等何不同？两种供电方案哪种合理？答：方案一：采用交流电网220V供电 晶闸管的额定电压： 晶闸管的额定电流：功率因数： 电源容量：方案二：由整流变压器降压后60V的变压器二次侧电压供电晶闸管的额定电压: 晶闸管的额定电流：功率因数： 电源容量：分析：比较方案一和方案二，可知若采用单相半波可控整流电路，两种方案均能满足移相范围的要求。方案二的晶闸管最大导通角较大、晶闸管的电压电流额定值较小，对晶闸管要求较低，功率因数较高，设备利用率较高，对电源要求的容量较小，因而第二种方案较为合理。 5单相全控桥整流电路，大电感负载。已知： U220V；R4。试求:当60时，分别计算负载两端并接续流二极管前后的Ud 、IdT、IdD及IT、ID 值；画出d 、iT、uT的波形；选择晶闸管的型号。 答：1)不接续流二极管时， （取系列值20A）(取系列值4级)因此，可选晶闸管型号为KP20-4。 2) 接续流二极管时 （取系列值30A） (取系列值8级) 因此，可选晶闸管型号为KP30-8。6单相半控桥电路，对直流电动机电枢供电，串入了大电感量的平波电抗器Ld，电枢电阻为0.2，单相交流电压220V输入。试画出当90时的ud、iT、iD及uT的波形; 并求：负载电流为50A时的IdT、IT、IdD、ID与电动机反电势E 各为多少？ 7如图4-42所示的可控整流电路，试画出60时的ud、iT、iD及uT的波形；如果u2220V，R5。试计算选择晶闸管与二极管的型号。 答： （取8级） 图4-42 题7图（取30A） 选择晶闸管型号：KP30-8。 10对三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻为10，不接接续流二极管。负载电压要求Ud220V，画出当45时ud、iT3、uT3波形；满足负载要求的整流变压器二次侧相电压有效值U2及整流变压器容量S、S2。 波形略。 12对三相半波可控整流电路，负载为直流电动机串入足够大的平波电抗器，并续流二极管。U2220V，电动机在额定负载下运行，额定电流为40A，电枢回路总电阻为0.2，试求：当60时的Ud、IdT、IT、IdD及反电势E值的大小。画出ud、iT1、uT1波形。答： 波形如图所示：13对三相全控桥整流电路大电感负载，已知U2100V，电感的内阻为10。求=45时Ud、Id、IdT和IT值，并画出ud、iT1、iu、uT1电压和电流波形。答： 第12题图 17. 三相全控桥晶闸管直流电动机调速系统，电动机的额定电压为220V、电流90A、转速1500r/min及功率为17kW。电枢回路总电阻为1（电机电枢电阻以铜耗占电机额定损耗的1/22/3计），平波电抗器电感量为50mH，电动机起制动电流限制在额定电流的2 倍之内。试求： ）计算选择晶闸管型号。 ）写出60时的负载电流连续段机械方程式，并绘出n=f(Id)特性曲线。 ）计算60时的电流不连续段n0、IdK的机械特性。答：1） （取系列值200A） (取系列值7级)选晶闸管型号为：KP200-7E.2）电流连续时的机械特性3)19. 什么叫有源逆变？有源逆变的工作原理是什么？答：有源逆变：把直流电转变成交流电反送回电网的过程。20. 说明实现有源逆变的条件，为什么半控桥和负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？答：实现有源逆变的条件：1) 变流装置的直流侧必须外接有电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源E，且E的数值要大于Ud；2) 变流器必须工作在 90（ 90)区间，使 Ud 0，才能将直流功率逆变为交流功率返送电网。3)为了保证变流装置回路中的电流连续，逆变电路中一定要串接大电抗。在半控桥和负载侧并有续流管的电路中，Ud0，不满足有源逆变产生的条件。21. 造成逆变失败的原因有哪些？为什么要对最小逆变角加以限制？答：造成逆变失败的原因：(1) 触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸管分配触发脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等。(2) 晶闸管发生故障。器件失去阻断能力，或器件不能导通。(3) 交流电源异常。在逆变工作时，电源发生缺相或突然消失而造成逆变失败。(4) 换相裕量角不足，引起换相失败。应考虑变压器漏抗引起的换相重叠角、晶闸管关断时间等因素的影响。 为了防止由于换相的裕量角不足，引起换相失败，从而导致逆变失败，需对输出的触发脉冲逆变角最小值加以限制。思考题：1.单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中R2，L 值极大，当30时，要求：作出ud、id、和i2的波形；求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。2.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2，L值极大，反电势E=60V，当。a=30时，要求： 作出ud、id和i2的波形； 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次