2017年华南理工大学《电力电子技术》作业随堂联系模拟试题.docx
《2017年华南理工大学《电力电子技术》作业随堂联系模拟试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2017年华南理工大学《电力电子技术》作业随堂联系模拟试题.docx(46页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、.第 2 至第 8 章作业第 2 章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或: uAK0 且 uGK0 。2. 维持晶闸管导通的条件是什么?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:要使晶闸管由导通变为关断, 可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。4. 图 1 中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I ,试计m算各波形的
2、电流平均值Id1、 I d2、 Id3 与电流有效值 I 1、 I2 、I 3。02052024442a)b)c)图 1图1-43晶闸管导电波形解: a)I d1= 1I m sintd (t) = I m(21 )0.2717 I m2422I 1=1( I m sint )2 d (t ) = I m310.4767I m24242b)I d2 = 1I m sintd (t) = Im (21 )0.5434I m 42I 2 =1( I m sint )2d (t ) =I m310.898 Im2224c)=1I m d (t) =0.25I mI d322 0I3 =12=0.5
3、I m22 I m d ( t )07. 晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件?.答: A: 触发信号应有足够的功率。B:触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后, 阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。第 3 章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电, L 20mH ,U2 100V ,求当 0和 60时的负载电流 Id,并画出 ud 与 i d 波形。解:0 时,在电源电压 u2 的正半周期晶闸管导通时,负载电感L 储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压u2 的负半周期,负
4、载电感 L 释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成立:L d id2U 2 sintd t考虑到初始条件:当t 0 时 i d0可解方程得:id2U 2(1cost )I d1Lcost )d( t )22U 2 (120L=2U 2=22.51(A)Lud 与 i d 的波形如下图:u 202tud02ti d02t当 60时,在 u2 正半周期 60 180 期间晶闸管导通使电感 L 储能,电感 L 储藏的能量在 u2 负半周期 180 300 期间释放,因此在 u2 一个周期中 60 300期间以下微分方程成立: L d i d2U 2 sintd t考
5、虑初始条件:当t 60时 i d0 可解方程得:id2U 2( 1cos t)L2其平均值为.I d152U 212U 23(=11.25(A)cos t )d( t ) =23L 22 L此时 ud 与 i d 的波形如下图:u2+0tud+ti dt2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 i 2 的波形; 求整流输出平均电压Ud、电流 Id,变压器二次侧电流有效值I 2; 考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。解: ud、 i d 、和 i 2 的波形如下图:u2OtudOt
6、idI dOti2I dOt输出平均电压 Ud、电流 I d,变压器二次电流有效值 I 2 分别为Ud 0.9 U 2 cos 0.9 100 cos3077.97 ( V)I d Ud / R77.97/2 38.99 ( A)I 2I d 38.99 (A)晶闸管承受的最大反向电压为:2 U21002 141.4 (V).考虑安全裕量,晶闸管的额定电压为:UN( 23) 141.4 283424(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:I VTI d2 27.57( )A晶闸管的额定电流为:I N( 1.52 ) 27.57 1.57 2635(A)具体数值可按晶
7、闸管产品系列参数选取。单相桥式半控整流电路,电阻性负载,画出整流二极管在一周内承受的电压波形。5单相全控桥, 反电动势阻感负载, R=1,L=,E=40V ,U =100V ,L=0.5mH ,当 a=60 2B时求 U d、 I d 与 g 的数值,并画出整流电压ud 的波形。解:考虑 LB 时,有:Ud0.9 U2cosUdUd 2XBI d I d( UdE) R解方程组得:Ud( R 0.9 U2cos 2XBE)( R2XB) 44.55 (V)Ud 0.455 (V)I d4.55 (A)又cos cos() 22 I d X B U即得出cos(60) =0.4798换流重叠角
8、61.33 60 =1.33 最后,作出整流电压 Ud 的波形如下:u2Otu dOt.6单相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求的晶闸管移相范围分别是多少?答:单相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求的晶闸管移相范围是 0 180 ,当负载为电感负载时,要求的晶闸管移相范围是 0 90 。7. 在三相半波整流电路中, 如果 a 相的触发脉冲消失, 试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压 ud 的波形。解:假设0 ,当负载为电阻时, ud 的波形如下:uduaubucOtuduaubucOt当负载为电感时, ud 的波形如下:uduaubucOtuduaubucO
9、t8三相半波可控整流电路, U2=100V ,带电阻电感负载, R=5, L 值极大,当 a=60 时,要求: 画出 ud、 id 和 i VT1 的波形; 计算 Ud、 Id、 I dT 和 IVT 。解: ud、 i d 和 i VT1的波形如下图:.u2=30ubucuaOtuduaubucOtiVT 1Oti dOtUd、 I d 、I dT和 I VT分别如下Ud 1.17 U2cos 1.17 100 cos60 58.5 (V)I dUdR58.5 511.7 (A)I dVT I d 311.7 33.9 (A)I VTI d3 6.755( )A9在三相桥式全控整流电路中,电
10、阻负载,如果有一个晶闸管不能导通,此时的整流电压 ud 波形如何?如果有一个晶闸管被击穿而短路,其他晶闸管受什么影响?答:假设 VT1 不能导通,整流电压ud 波形如下:udOt假设 VT1 被击穿而短路, 则当晶闸管 VT3 或 VT5 导通时,将发生电源相间短路,使得 VT3、VT5 也可能分别被击穿。10三相桥式全控整流电路, U 2=100V ,带电阻电感负载, R=5, L 值极大,当 a=60 时,要求: 画出 ud、 id 和 i VT1 的波形; 计算 Ud、 Id、 I dT 和 IVT 。解: ud、 i d 和 i VT1的波形如下:.= 60ubucuua2t1tOua
11、b uac ubcubaucaucb uab uacudOtidOtiVT1OtUd、 I d 、I dT和 I VT分别如下 ( )Ud2.34U2cos2.34100cos60117 VI dUd R 23.4( )1175AI DVT I d 7.8( )I VT I d 3 23.43A3 23.4 313.51( )A11三相全控桥,反电动势阻感负载, E=200V ,R=1,L=,U2 =220V ,a=60 ,当 L B=0 和 LB =1mH 情况下分别求 Ud、 I d 的值,后者还应求 g 并分别作出 ud 与 iT 的波形。解:当 LB0 时:Ud 2.34 U2cos
12、2.34 220cos60257.4 ( V)I d( UdE) R( 257.4 200) 157.4 ( A)当 LB1mH时Ud 2.34U2 UdcosUd XBI d 3I d( UdE) R解方程组得:Ud( 2.34 U2 R cos 3XBE)( R3XB) 244.15 ( V)I d 44.15 (A)Ud 13.25 (V)又 cos cos() 2XBI d6 U2cos(60) 0.4485 63.35 60 3.35 ud 、I VT1和 I VT2的波形如下:.u2uaubucOtuduab uac ubc u ba uca ucb uab uacOtiVT1Id
13、OtiVT2IdOt12三相桥式全控整流电路中, 当负载分别为电阻负载或电感负载时, 要求的晶闸管移相范围分别是多少?答: 三相 式全控整流 路,当 阻 ,要求的晶 管移相范 是0 120,当 感 ,要求的晶 管移相范 是0 90。13三相桥式全控整流电路, 其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?答:三相 式全控整流 路的整流 出 中含有 6k(k1、2、3 )次的 波,其中幅 最大的是 6 次 波。 器二次 流中含有 6k 1( k=1、2、3 ) 次的 波,其中主要的是 5、7 次 波。14三相桥式全控整流电路
14、,U 2=100V ,带电阻电感负载,R=5, L 值极大,当 a=60 时,要求:( 1)计算 U d、I d、I dT 和 I VT ;( 2) i2 的 5、 7 次谐波分量的有效值I 25、 I 27;( 3)输入功率因数。解:( )Ud、I d 、I dT 和 I VT分 如下1U2 ( )Ud2.34cos2.34cos60100117 VI dUd R 23.4( )1175AI DVT I d 7.8( )I VT I d 3 23.43A3 23.4 313.51( )A( 2)由此可 算出5 次和 7 次 波分量的有效 :I 256 I d 623.4 ( )553.65A
15、.I 276 I d 6 23.4 ( )772.61A( 3)基波电流的有效值:6 ( )I 16 I d23.3918.243A基波因数为I1I I 1I d0.955电路的输入功率因数为: cos 0.955 cos60 0.4815使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么?答:条件有二:直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压;要求晶闸管的控制角 /2 ,使 Ud 为负值。16什么是逆变失败?如何防止逆变失败?答:逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联, 由于逆
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力电子技术 2017 年华 理工大学 电力 电子技术 作业 联系 模拟 试题
链接地址:https://www.31doc.com/p-6192716.html