电力电子技术离线作业答案

1、浙江大学远程教育学院电力电子技术课程作业姓名:应晓兵号:715236202001年级:15春学习中心:建德学习中心1 .把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示图 1-37问：（1）开关S闭合前灯泡亮不亮？ （ 2）开关S闭合后灯泡亮不亮？ （ 3）开关S闭 合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。2 .在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工 作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？答：晶闸管的门极参数IGT、UGT受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时

2、，两者会升高，故会引起题中所述现象。3 .型号为KP100-3,维持电流lH = 4mA的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理?为什么？ 1分析时不考虑出反、电流带量）图1-38 习题5图答：（a）100Id =0=0.002A = 2mA ： |h = 4mA50 103故不能维持导通(b)2202 =15.56.M = I2/I,57 =9.9A . |h10.2Utm =220.2 =311V UR即晶闸管的最大反向电压超过了其额定电压，故不能正常工作（c）Id=160/1=160A IhlT=Id=160A 107.13(A)Utm =、2 220 = 311V)UR = (232

3、TM =622.3 933.4(V),1.八cos:J =、 sin 2-4 二2 二121ji ji1 sin 242 180 : 0.31054 二2 二S =U2I2 = 220 84.1 =18502(VA) =18.5(KVA)(2) 60V供电24 = 0.45 601 cos：二二38.9：二1-180：-二=141.1二 sin2：2二(二-)(1 cos： ) . 2jsin.8需 n(1 cos38.9) . 230 = 51.37(A)(1.52)I2It(av)- =49.1 64.4(A)1.57UTM =、,2 60 = 84.85V)UR =(2 3)Utm =1

4、69.7 t 254.6(V)38.9冗C0n -asin 2：1 sin 77.8 -180= 0.6852I dTn-aI dT = -I d2 二60Id 37 =12.33A 180Si =U 2I2 = 60 51.37 =3082(VA) =3.082(KVA)2、单相桥式可控整流电路，带电阻一大电感负载，Rd=4Q,变压器次级电压有效值U2= 220V。试计算当控制角“=60时，直流电压、电流平均值。如果负载两端并接一续流二极管，其直流电压、电流平均值又是多少？并求此时流过晶闸管和续流二极管的电流平 均值、有效值，画出两种情况下的输出电压、电流波形。答：（1）无续流二极管Ud =

5、 0.9U2cos 后 0.9 x 220x cos60o = 99 VId = Ud/Rd = 99/4 =24.75 A(2)有续流二极管1 cos：1 cos60Ud -0.9U2 =0.9 220 = 148.5VId = Ud/Rd =37.125 A180-6037 =12.33A360180-60-37 = 21.34A2:d = . 6037 = 21.34A1802 二I T3603、三相半波可控整流电路，大电感负载，U2 = 220V, Rd=10Q,求“=45。时直流平均电压Ud,晶闸管电流平均值及有效值，并画出输出直流电压小及晶闸管电流It波形。答：Ud = 1.17U

6、2COS” = 1.17 220 20s45o= 182 VId = Ud/Rd = 182/10 = 18.2 AIdT = Id/3 = 18.2/3 = 6.1 AId =18.2,3 一 . 3-10.5A4、上题如负载两端并接续流二极管，此时直流平均电压 Ud及直流平均电流Id多少？晶 闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少？并画出输出直流电压 Md,晶闸管及续流 二极管电流波形。冗答：Ud =0.675U21 cos（- ： ） = 0.675 220 1 cos（30 45 ）= 186.9V 6UdId = 3 = 18.69A RdI dT150 -二: I d36015

7、0-45360Id =5.45A150 -二ItId=10.1A、3603（： -30）360I d = 2.34AI dDF5、三相桥式全控整流电路对电阻 一电感一反电势负载供电。 E=200V, Rd=1Q, Ld 数值很大，U2=220V, a= 60,当Lb = 0; (2) LB=1mH时，分别求 5、Id和换流重 叠角件答：(1) Ud =2.34U 2 cosa mXB 1d = 2.34m 220M cos60，=257.5(V)2 二Id =Ud/Rd =257.5/1 = 57.5(A)(2) Ud =257.5 -Ud = 257.5-3 10，314 Id = 257.

8、5-0.3Id五Ud-E = IdR= Ud =200 1dIdUd-200 1d Rd =244.23(V)cos 二一cos(二 + :)=-Bjn.2U d sin m_ _ 3-44.23 10314,6 220sin 30= 0.0515257.5-200 = 44.23(A)1.3cos(60 +，)=0.5 -0.0515J -63.36 -60： =3.36“6、三相半波可控整流电路带电阻性负载，a相晶闸管VTi触发脉冲丢失，试画出“=15及“=60时的直流电压Ud波形，并画出 =60时b相VT2管两端的电压 UT2波形。a= 607、图3-39中的两个电路，一个工作在整流一电

9、动机状态，另一个工作在逆变一发电机状态。试求(1)画出Ud, E, id的方向;(2)说明E与Ud的大小关系；当a与3的最小值均为30 ,控制角a的移相范围。整流一电动机E UdUd E(3) 301508、三相半波逆变电路，U2=100V,E=30V, Rd=1 Q, Ld足够大，保证电流连续。试求a= 90时Id=?如若 3= 60时，Id=?为什么?答：(1) Ud = 1.17U2COSa = 1.17 X 220X cos90o = 0 VE -U= 30A(2) Ud = -1.17U2COS 3 = 1.17 100 20s60o= -58.5 VUd E ,故不满足逆变条件(1

10、) 流一直流(DC DC)变换有哪几种控制方式？它们又是如何具体实现的?答：控制方式有：(1)时间比控制：脉宽控制：斩波频率固定不变，改变导通时间实现。频率控制：固定斩波器导通时间，改变斩波周期。混合控制：既改变斩波频率，又改变导通时间(2)瞬时值控制+负载上限值f关新)T:a辽江二:下限值(开通)(2) 述Boost-Buck变换电路与C*变换电路的异同点。答：(1) C*变换电路输入电源电流和输出负载电流均连续，脉动小，有利于滤波(3) Ctk变换电路借助电容传递能量，Boost-Buck变换电路借助电感传递能量，故Ctk变换电路的电容器 C中的脉动电流大，要求电容量大。(4) C (k变

11、换电路VT导通时要流过电感 Li和L2的电流，故功率开关的峰值电流大。(5) Boost-Buck变换电路与C*变换电路功能相同，两者都是升降压变换器。1 .阐述和区分：1）有源逆变和无源逆变；2）逆变与变频；3）交一直一交变频和交一交变频。答：（1）将直流电逆变成电网频率的恒频率交流并输送给电网的称为有源逆变。将直流 电逆变成频率可变的交流电并直接提供给用电负载，称为无源逆变。（2）只有无源逆变才能实现变频，但无源逆变不等于变频，变频是指将一种频率的交流 电转化成另一种频率的交流电的过程（3）交一直一交变频将一种频率的交流经整流变换成直流，再经无源逆变变换成频率可变的交流。交一交变频是将一种

12、频率的交流电转换成另一种频率的交流电。2 .晶闸管无源逆变器有几种换流方式？负载谐振换流式逆变器和强迫换流式逆变器中 的电容器C的作用有何异、同？答：换流方式有：（1）电网换流（2）负载谐振式换流（2）强迫换流强迫换流式逆变器利用电容储能实现晶闸管的强迫关断；负载谐振换流式逆变器则利 用负载中电感和电容形成的震荡特性，使电流自动过零。3 . PW蜩制有哪些方法？它们各自的出发点是什么？答：正弦脉宽控制：着眼于如何生成一个变频变压的正弦电压源电流滞环控制：着眼于如何在负载中生成一个变频变幅值的正弦电流源电压空间矢量控制：着眼于如何控制三相逆变器的功率开关动作来改变施加在电机上的 端电压，使电机内

13、部形成尽可能圆形的磁场。4 .什么是单极性、双极性 PWM什么是同步调制、异步调制、混合同步调制？各有什 么优、缺点？ 答：单极性调制：半周期内调制波、 载波以及输出的SPW嵌形都具有单一极性的调制方式。双极性调制：半周期内，调制波、载波以及输出SPW俄均有正、负极性的电压交替出现的调制方式。同步调制：载波频率随调制波频率成比例变化，在任何输出频率下保持每半周期内的输出脉冲数不变。异步调制：在任何时候保持载波频率不变，此时半周期内的输出脉冲在不同输出频率下均不同。混合（分段）同步调制：综合采用同步调制和异步调制的方法。同步调制的优点： 波形稳定，正负半周完全对称，只含奇次谐波。缺点：低频时输出

14、电压谐波含量比高频时大的多，低频输出特性不好。异步调制的优点：可以增加低频输出脉冲，改善输出特性。 缺点：正负半轴的输出波形不能完全对称，会出现偶次谐波，也会影响输出特性。混合（分段）同步调制综合了以上两种调制方法的优点。1 .交流调压电路用于变压器类负载时，对触发脉冲有何要求？如果正、负半周波形不对称时会导致什么后果？答：(1)用于变压器类负载时，触发脉冲要求：a n ;采用宽度大于60，的宽脉冲或后沿固定、前沿可调、最大宽度可达180的脉冲列触发。(2)如果正负半周波形不对称，则输出电流为单向脉冲波，有很大直流分量，会对 电机、电源变压器类小电阻、大电感负载带来严重危害，此时应考虑改用宽脉冲触发方式。2 .交一交变频电路最高输出频率与输入频率之间有何约束关系？