电力电子技术》(第四版) 机械工业出版社(王兆安 黄俊)版 课后答案

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第二次作业答案

1、单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2=100,求当a＝0°和60°时的负载电流Id，并画

出ud与id波形。 解：1) α=0时,电流连续 u2

=uL=L

did

dt

2U2sin t

L

didu2

==Ldt

did=id=

2U2sin t

d t

L2U2

( cos t)+A L

2U2

L

由 t=0时,id=0得:A=

则 id=

2U21

(1 cos t)代入Id= L2π

∫

2π

idd t 得 Id=22.4A

2) α

=60时,电流断续

由 id=

2U2

( cos t)+A L

当 t=α时,得: id=0

A=

则 id=

2U2

cosα L

2U2

(cosα cos t)代入下式 L

1Id=

2π

∫α

2π α

idd t 得 Id=13.65A

2、下图为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：

①晶闸管承受的最大反向电压为22U2；

②当负载为电阻和电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控时相同。

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解：如上图，变压器二次侧中心抽头，两个二次绕组在一个周期内轮流有大小相等、方向相反的电流流

过，其直流安匝是相互抵消的，故不会引起直流磁化。 ① 以uVT1为例，当VT1导通时 uVT1=0

VT2导通时 uVT1=2u2

VT1, VT2都不导通时 uVT1=u2 ，其承受的最大反向电压为22U2，波形如下

② ud与id波形如下，与单相全控时相同。

电阻负载 电感负载

3、单相桥式全控整流器电路，其中，U2=100V，负载中R＝2Ω,L值极大，当a＝30°时，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

② Ud=0.9U2cosα=0.9 100 cos30o=77.9V

Id=I2=

Ud77.9

==39.0A

2R

π∫α

1

π+α

I2dd t=Id=39.0A

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③晶闸管峰值为2U2=141.4，考虑2倍安全裕量 得Ue=141.4×2=282.8V

IT=

12π

∫α

π+α

I2dd t=

12

Id=27.56A

由IT=1.57TT(AV)得IT(AV)=

27.56

考虑安全裕量取 IT(AV)=17.55×2=35.1A =17.55A，

1.57

4、 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期内承受的电压波形。

解：

第三次作业答案

5、 单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω,L值极大，反电动势E＝60V，当a＝30°时，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 ud、id和i2的波形与第3题相同

② Ud=0.9U2cosα=0.9 100 cos30o=77.9V

Id=

Ud E77.9 60

==8.97A R2

I2=Id=8.97A

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③ 晶闸管峰值为2U2=141.4，考虑2倍安全裕量 得Ue=141.4×2=282.8V

IT=

12π

∫α

π+α

I2dd t=

12

Id=6.34A

由IT=1.57TT(AV)得IT(AV)=

6.34

=4.04A，考虑安全裕量取 IT(AV)=4.04×2=8.08A 1.57

6、 单相半控桥如图所示，U2 ＝100V，电阻电感负载，2Ω,L值极大，当a＝60°时求流过器件中电流的有

效值，并作出ud、id、iVT、iVD的波形。 解：

Ud=0.9U2

1+cosα2 1.5

=0.9 100 =67.5V

2

Id=IT=

Ud

=33.75A R

I2Idπ απ+αId=d=19.48A ID=Id==27.55A 2π2π3

7、 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载和阻感负载下整流电压ud的波形。

解：

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9、 三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗?如果不是，它们在相

位上差多少度？

10、 有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发角都是a，那么

共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是a相，在相位上差多少度？ 11、三相半波可控整流电路，U2 ＝100V，带电阻电感负载，R=5Ω ,L值极大，当a＝60°时，要求：

① 画出ud、id和iVT的波形； ② 计算Ud、Id、IdVT和IVT .

解：

Ud=1.17U2cosα=1.17 100 cos60o

=58.5V

Id=

Ud

=11.7A R

1

Id=3.9A 3

IdVT=

IVT=

13

Id=6.67A

12、在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，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，其它晶闸管受什么影响？

13、三相桥式全控整流电路，U2 ＝100V，带电阻电感负载，R=5Ω ,L值极大，当a＝60°时，要求：

① 画出ud、id和iVT的波形； ② 计算Ud、Id、IdVT和IVT。

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解：

Ud=2.34U2cosα=2.34 100 cos60o

=117V

Id=

Ud

=23.4A R

1

Id=7.8A 3

IdVT=

IVT=

1Id=13.51A

14．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40VU2=100V，LB=0.5mH，当α=60o时求Ud、Id、与γ的数值，并画出整流电压ud的波形。 解： Ud=0.9U2cosα

2XB

π

Id=IdR+E

0.9U2cosα E0.9×100×cos60o 405

Id====4.545A

2XB1+0.11.1R+

π

其中

2XB

π

=

2 LB

π

=

2×2πfLB

π

2XB

=4fLB=4×50×0.5×10 3=0.1Ω

Ud=0.9U2cosα

π

Id=IdR+E=4.545×1+40=44.545V

2XB

Id

2ΔUd2×0.1×4.545==0.0101 cosα cos(α+γ)==Ud00.9U20.9×100

2

cos(60o+γ)=cos60o 0.0101=0.4485

γ

=63.35o 60o=3.35o

15、三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，R=1Ω,L=∞,U2=100V，LB=1mH，求当a＝30°时、E＝50V

时Ud、Id和γ的值并作出ud，iVD和i2的波形。

解：

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Ud=1.17U2cosα ΔUd=E+IdR

ΔU=mXBI=3 2πfLBI=0.15I XB=2πfLB， f=50Hz

dddd 2π2π

1.17 100 cos30o 0.15Id=50+Id 1

Id=44.63A

Ud=E+IdR=50+44.63=94.63V

cosα cos(α+γ)=

IdXB2U2sin

=

44.63 2π 50 10 3

2 100 sin

=0.1144

m

3

cos(α+γ)=0.7516

γ=41.27o 30o=11.27o

16、三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5Ω，L

=∞，U2=220V、XB=0.3Ω，求Ud、Id、

IVD、I2和γ的值并作出ud、iVD和i2的波形。

解： Ud=2.34U2cosα

6XB

Id=IdR 2π

2.34U2cosα2.34×220cos0o514.8Id====97.38A

6XB5+0.28655.2865R+

2π

其中

6XB6×0.3

==0.2865Ω 2π2π

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Ud=2.34U2cosα

6XB

Id=IdR=97.38×5=486.9V 2π

2

6XB

Id

2ΔUd2×0.2865×97.38

==0.1084 cosα cos(α+γ)==Ud02.34U22.34×220cosγ=cos0o 0.1144=0.8916

γ

=26.92o

17、 三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V ，R=1Ω,L=∞,U2＝220V，a＝60°，当①LB＝0和②LB＝1mH,

情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求 v并分别作出ud和iVT的波形。

解：① LB=0

Ud=2.34U2cosα=2.34 220 cos60o=257.4V

Id=

② LB

Ud E257.4 200

==57.4A R1

=1mH

Ud=2.34U2cosα ΔUd=E+IdR

ΔU=mXBI=6 2πfLBI=0.3I

dddd 2π2π

2.34 220 cos60o

0.3Id=200+Id 1

Id=

57.4

=44.15A 1.3

Ud=E+IdR=200+44.15=244.15V cosα cos(α+γ)=

2IdXB

6U2

=0.051

cos(α+γ)=0.449

γ=3.32o

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28 解：

Ud=U'd ΔUd

Ud=0.9U2cosα ΔUd=E+IdR

ΔU=mXBI=2 2πfLBI=0.1I

dddd 2π2π

Ud=E+IdR= 99+49.1= 49.9V cosα cos(α+γ)=

2IdXB

2U2

=0.109

cos(α+γ)=0.609

γ=7.5o

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