電力電子技術整流復習題詳細哦

1、整流電路2-1 時,在電源電壓U2的正半周期晶閘管導通時,負載電感L儲能,在晶閘管開始導通時刻,負載電流為零。在電源電壓U2的負半周期,負載電感L釋放能量,晶閘管繼續(xù)導通。因此,在電源電壓U2的一個周期里,以下方程均成立:考慮到初始條件：當時id=0可解方程：Ud與Id的波形如下圖： 當a=時,在U2的正半周期期間, 晶閘管導通使電惑L儲能,電感L儲藏的能量在U2負半周期期間釋放,因此在U2的一個周期中期間，以下微分方程成立：考慮到初始條件：當時id=0可解方程得：id=其平均值為Id=此時Ud與id的波形如下圖：2-2 具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路,該變壓器沒有直流磁化的問題。

2、因為單相全波可控整流電路變壓器二次側繞組中,正負半周內上下繞組內電流的方向相反，波形對稱, 其一個周期內的平均電流為零,故不會有直流磁化的問題。以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。以晶閘管VT2為例。當VT1導通時,晶閘管VT2通過VT1與2個變壓器二次繞組并聯,所以VT2承受的最大電壓為2U2。當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角相同時,對于電阻負載;(O)期間無晶閘管導通,輸出電壓為0；()期間,單相全波電路中VT1導通,單相全控橋電路中VTl、VT4導通,輸出電壓均與電源電壓U2相等;(+)期間均無晶閘管導通,輸出電壓為0;(+ 2)期間,單相全波電路中

3、VT2導通,單相全控橋電路中VT2、VT3導通,輸出電壓等于U2。 對于電感負載;(+)期問,單相全波電路中VTl導逼,單相全控橋電路中VTl、VT4導通,輸出電壓均與電源電壓U2相等;(+ 2+)期間,單相全波電路中VT2導通,單相全控橋電路中VT2、VT3導通,輸出波形等于-U2?？梢?兩者的輸出電壓相同,加到同樣的負載上時,則輸出電流也相同。2-3 Ud、Id、和I2的波形;如下圖:輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次電流有效值I2分別為 Ud=0.9U2cos=0.9×100×cos77.97（V） IdUd/R=77.97/2=38.99(A) I2=Id=38

4、.99(A)晶閘管承受的最大反向電壓為:U2=100=141.4(V) - 考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為: UN=(23)×141.4=283424(V) 具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。 流過晶閘管的電流有效值為: IVT=Id/=27.57(A) 晶閘管的額定電流為:IN=(1.52)×27.57/1.57=2635(A) 具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。2-4注意到二極管的特點:承受電壓為正即導通。因此,二極管承受的電壓不會出現正的部分。在電路中器件均不導通的階段,交流電源電壓由晶閘管平衡。整流二極管在一周內承受的電壓波形如下:2-5 Ud、Id和I2的波

5、形如下圖:整流輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次測電流有效值I分別為: Ud=0.9U2cos=O.9×100×cos=77.97(V) Id=(Ud一E)/R=(77.97一60)/2=9(A)I2=Id=9(A)晶閘管承受的最大反向電壓為:U2=100=141.4(V) 流過每個晶閘管的電流的有效值為: IVT=Id/=6.36(A) 故晶閘管的額定電壓為: UN=(23)×141.4=283424(V)晶閘管的額定電流為:IN=(1.52)×6.36/1.57=68(A)晶閘管額定電壓和電流的具體敢值可按晶閘管產品系列參數選取。2-6 Ud、I

6、d、IVT,ID的波形如下圖:負載電壓的平均值為: Ud= 負載電流的平均值為: Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A) 流過晶閘管VTl、VT2的電流有效值為: IVT=19.49(A) 流過二極管VD3、VD4的電流有效值為: IVD=27.56(A)2-7 假設=,當負載為電阻時,Ud的波形如下:當負載為電感時，Ud的波形如下：2-8 變壓器鐵心不會被直流磁化。原因如下:變壓器二次繞組在一個周期內:當a1c2對應的晶閘管導通時,al的電流向下流,c3的電流向上流;當clb2對應的晶閘管導通時,cl的電流向下流,b2的電流向上流;當bla2對應的晶閘管導通時,bl的電流向下流,a

7、2的電流向上流;就變壓器的一次繞組而言,每一周期中有兩段時間(各為)由電流流過,流過的電流大小相等而方向相反,故一周期 內流過的電流平均值為零,所以變壓器鐵心不會被直流磁化。2-9三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法,a、b兩相之間換相的的自然換相點不是同一點。它們在相位上相差2-10 相差2-11 Ud, Id和IVT1的波形如下圖:Ud、Id、IdT和IVT分別如下 Ud=1.17U2cos=1.17×100×cos=58.5(V) IdUd/R=58.5/5=11.7(A) IdvT=Id/3=11.7/3=3.9(A) IVT=Id/=6.755(A)2-12

8、假設VTl不能導通,整流電壓波形如下: 假設VT1被擊穿而短路,則當晶閘管VT3或VT5導通時,將發(fā)生電源相間短路,使得VT3、VT5也可能分別被擊穿。2-13 Ud, Id和IVT1的波形如下:Ud、Id、IdT和IVT分別如下 Ud=2.34U2cos=2.34×100×cos=117(V) Id=Ud/R=117/5=23.4(A)IDVT =Id/3=23.4/3=7.8(A) IVT=Id/=23.4/=13.51(A)2-14考慮LB時,有: Ud=0.9U2cos-udud=2XBId/ Id(Ud-E)/R解方程組得:2-15 考慮LB時，有: Ud=1.1

9、7U2cos-udud=3XBId/2 Id(Ud-E)/R解方程組得: UdUd=6.7(V)Id=44.63(A) 又因為： 即得出 cos()=0.752 換流重疊角= Ud與IVTl和IVT2的波形如下:2-16 單相橋式全控整流電路,其整流輸出電壓中含有2K (K=l、2、3)次諧波,其中幅 值最大的是2次諧波。變壓器二次側電流中含有2K+l(K=、2,3)次即奇次諧波,其中主要的有3次、5次諧波。2-17三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6K(K=l、2、3)次的諧波,其中幅值最大的是6次諧波。變壓器二次側電流中含有6K+l(K=l、2、3)次的諧波,其中主要的是5、7次諧波

10、。2-18 在第3題中己知電路為單相全控橋,其輸出電流平均值為 Id=38.99 (A)于是可得: I23=×38.99/3 =11.7(A) I25= x38.99/5=7.02(A) I37= X38.99/7=5.01(A)2-19 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點:三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯,而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯,且后者需要用平衡電抗器;當變壓器二次電壓有效值U2相等時,雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。在兩種電路中,晶閘營的導通及觸發(fā)脈沖的分配關系是

11、一樣的,整流電壓Ud和整流電流Id的波形形狀一樣。2-20整流電路多重化的目的主要包括兩個方面,一是可以使裝置總體的功率容量大,二是能夠減少整流裝置所產生的諧波和無功功率對電網的干擾。2-21 12脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有l(wèi)l次、13次、23次、25次等即12Kl(K=1,2,3.)次諧涉,整流輸出電壓中含有12、24等即12K(K=1,2,3.)次諧波。24脈波整流電路的交流輸入電流中含有23次、25次、47次、49次等,即24K 1(K=l, 2,3.)次諧波,整流輸出電壓中含有24、48等即24K(K=1,2,3.)次諧波。2-22 條件有二:直流側要有電動勢,其極性須和晶閘

12、管的導通方向一致,其值應大于變流電路直流側的平均電壓;要求晶閘管的控制角使Ud為負值。2-23逆變運行時,一旦發(fā)生換流失敗,外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路,或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?由于逆變電路內阻很小,形成很大的短路電流,稱為逆變失敗或逆變顛覆。 防止逆變夫敗的方法有:采用精確可靠的觸發(fā)電路,使用性能良好的晶閘管,保證交流電源的質量,留出充足的換向裕量角等。2-24 單相橋式全控整流電路,當負載為電阻負載時,要求的晶閘管移相范圍是0，當負載為電感負載時,要求的晶閘管移相范圍是O。三相橋式全控整流電路,當負載為電阻負載時,要求的晶閘管移相范圍是0，當負載為電感負載時,要求的晶閘管移相范圍是O2-25 U2=220v時 Ud=0.45U2 Cos=1=1= 0.5120°1=180°120°60°電流平均值 Id=30A Rd=0.8電流有效值 I = 額定電流IN=53A額定電壓UN Udm= 功率因數 Cos=0.302 電源視在功率 S1=U2I=220 U2=60v時° IN UN84.2Cos S2=3.