电力电子技术计算题(5)

答：图示的有源逆变电路，只要增大?角，就能加快电动机的制动过程，增大电枢电流。因为增大?角后，将减小逆变电压，提高回路中的电压差，即增大电枢电流。当电枢电流增大后，换相重叠角会加大，但不会造成逆变失败。

作图题：（本题1小题，共10分）

1、在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在a ??0?时电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。

阻性负载时

电感性负载时

当负载为电阻时，ud的波形如下：（5分）

当负载为电感时，ud的波形如下：（5分）

五、计算题（本题共2小题，每题15分，共30分）

1、单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中，R=2Ω，L值极大，反电动势E=60V，当α=30o时，求：（15分）

（1）作出ud、id和i2的波形图；

（2）求整流输出平均电压Ud、平均电流Id和I2；

（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的型号。

解：（1）ud、id和i2的波形如下图：（5分）

（2）整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为 Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)（1分） Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)（2分） I2＝Id ＝9(A) （2分）

（3）晶闸管承受的最大反向电压为：

U2＝100

＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为： IVT＝Id ∕

＝6.36（A）

故晶闸管的额定电压为： UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）（2分） 晶闸管的额定电流为：

IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）（3分）

晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取

2、一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH。求：（15分）

（1）开通角α的变化范围； （2）负载电流的最大有效值；

（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。

四、计算题：（本题共4小题，每小题10分，共40分） 1、单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20?,L值极大 要求:①作出Ud、Id、和I2的波形;

②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2; ③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：（1）解:①Ud、Id、和I2的波形;如下图:

?=30?时,

②输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为 Ud=0.9U2cos?=0.9×100×cos30?＝77.97（V） Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)

I2=Id=38.99(A) （3分） ③晶闸管承受的最大反向电压为:

2U2=1002=141.4(V) -

考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为:

UN=(2~3)×141.4=283~424(V) 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。 流过晶闸管的电流有效值为:

IVT=Id/2=27.57(A)

晶闸管的额定电流为:

IN=(1.5~2)×27.57/1.57=26~35(A)

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。 （3分）

2、光台灯由单相交流调压电路供电,设该台灯可看作电阻负载,在?=O时输出

功率为最大值,试求功率为最大输出功率的80%,50%时的开通角?。 解: ?=O时的输出电压最大,为

1(2U1sin?t)?U1??0? Uomax= 此时负载电流最大,为

uomaxU1?RR （3分） Iomax=

因此最大输出功率为

输出功率为最大输出功率的80%时,有:

U12 Pmax=Uomax Iomax=R

此时,

Uo=0.8U1 又由

sin2?????2?? （3分） Uo=U1

解得

??60.54?

同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有: Uo=0.5U1 又由

sin2?????2?? Uo=U1

??90?

3三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=50?,L值极大,当?＝60?时,要求:①画出Ud, Id和IVT1的波形; ②计算Ud、Id、IdT和IVT

解: ①Ud, Id和IVT1的波形如下图:

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