电力电子技术习题与解答

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1、思考题与习题2.1什么是整流？它与逆变有何区别？答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。2.2单相半波可控整流电路中，如果：(1)晶闸管门极不加触发脉冲；(2)晶闸管内部短路；(3)晶闸管内部断开；试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；（2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；（3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。2.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流

2、应选择大一些?23答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。2.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。解：设α=0，T2被烧坏，如下图：2.5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为

3、什么?答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率不等于负载有功功率。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流Ud与Id外还有谐波分量和，负载上有功功率为>。相控整流电路带大电感负载时，虽然Ud存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。2.6某电阻性负载要求0~24V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由23220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。解：采用由220V交流直接供电

4、当时：Udo=0.45U2=0.45220=99V由变压器降压到60V供电当时：Ud=0.45U2=0.4560=27V因此，只要调节都可以满足输出0~24V直流电压要求。(1)采用由220V交流直接供电时：，Ud==24V时　　取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。电源提供有功功率电源提供视在功率电源侧功率因数23(2)采用变压器降压到60V供电：，Ud==24V时　　,取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V和65.4A。变压器二次侧有功功率变压器二次侧视在功率电源侧功率因数2.7某电阻性负载，Rd=50Ω,要求Ud在0~

5、600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算：(1)晶闸管额定电压、电流值；(2)连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A／mm2)；(3)负载电阻上消耗的最大功率。解：（1）单相半波时,,23晶闸管的最大电流有效值晶闸管额定电流为IT(AV)12(A)晶闸管承受最大电压为=1885V取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。所选导线截面积为负载电阻上最大功率（2）单相全控桥时,,负载电流有效值(Kf=1.11)晶闸管的额定电流为IT(AV)6(A)IT=晶闸管承受最大电压为=1885V取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额

6、定电流分别为4000V和20A。所选导线截面积为负载电阻上最大功率2.8整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.8所示。(1)说明整流变压器有无直流磁化问题?(2)分别画出电阻性负载和大电感负载在α=60°时的输出电压Ud、电流id的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U223=220V，分别计算其输出直流电压值Ud。（3）画出电阻性负载α=60°时晶闸管两端的电压uT波形，说明该电路晶闸管承受的最大反向电压为多少?图题2.8解：（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化。（2）其波形如下图所示，与单相全控桥式整流电路相同。电阻性负载

7、：感性负载：(3)其波形如下图所示，晶闸管承受的最大反向电压为。232.9带电阻性负载三相半波相控整流电路，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，分析电路工作情况，画出触发脉冲宽度分别为10°和20°时负载两端的电压ud波形。解：三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点，如触发脉冲左移到自然换流点之前15°处，触发脉冲宽度为10°时，不能触发晶闸管，ud=0。触发脉冲宽度为15°时，能触发晶闸管，其波形图相当于α=0°时的波形。2.10三相半波相控整流电路带大电感负载，Rd=10Ω，相