电力电子第3章部分答案

3-13. 三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况，由整流变压器供电，电源是三相线电压为380V 的交流电网，要求输出电压V U d 220=，输出电流A I d 400=，考虑ο

30min =α，计算整流变压器二次侧容量2S ，与ο

0=α时二次侧容量比较，并计算晶闸管定额。 解：α=30°时，21.17cos d U U α=，可得2217U V =

220

0.55400

d d U R I =

==Ω

2I =

=可得2250.35=I A ，2223163020.39==P U I W

流过晶闸管的电流就是变压器的二次侧某相的电流，2vt I I =

晶闸管承受的最大正向电压2FM U

，最大反向电压2RM U = 考虑2~3倍的裕量

()(2~3)318.9~478.4()1.57

=⨯

=vt

T AV I I A

2(2~3)1077~1616()⨯=RM U V

可选额定电流为400A ，额定电压为1700V 的晶闸管 同理α=0°时，21.17cos d U U α=，2188U V =

2I =

=2234.6=I A

2223132314.4==P U I W

3-14. 三相半波可控整流电路中，相电压V U 1102=，负载反电势30E V =，负载电阻

15R =Ω，电感L 值极大以致输出电流可以认为恒定，触发角ο60=α时，求：○1 输出电流平均值和有效值；○2 a 相电流a i 的有效值；○3 画出1VT u 、d i 、d u 、a i 波形。

解：在三相整流可控整流电路中：

（1） 负载电流连续：

输出电压平均值： 21.17cos 1.17110cos 6064.35==⨯⨯︒=d U U α 输出电流平均值： d d I (U E)/R (64.3530)/15 2.29A =-=-= 输出电流有效值：2 2.29==d I I A

（2） a 相电流的有效值等于晶闸管电流有效值：

1.32==

=a VT d I I I A

（3）

3-17. 三相桥式全控整流电路，负载电阻Ω=4R ，电感H L 2.

0=，要求输出电压d U 从

0~220V 之间变化，求：○

1 不考虑控制裕量，整流变压器二次侧相电压；○

2 计算晶闸管的电压、电流定额（考虑2倍裕量）；○

3 变压器二次侧电流有效值2

I ；○4 变压器二次侧容量2S 。

解：（1）因为随着α的变化输出电压d U 也随之变化 这里考虑最大输出电压为220V 控制延

迟角α=0时的二次相电压 22.34cos 220d U U α==V

()cos cos ααγ-+=

3.34γ=︒

=2U 94V

（2）画图分析可得晶闸管承受的最大电压为 26U U FM =

=230V

负载电流为

A R

U I d

d 55==

晶闸管电流有效值为 A I I d VT 323

1==

不考虑余量的晶闸管额定电流为

A I I VT

AV VT 2057

.1)(==

考虑两倍的裕量 V U N 4602302=⨯= A I N 40202=⨯= （3）二次绕组电流为

20.81644.8845d d I I A =

=== （4）变压器二次侧的容量S

W I U S 1269045943322=⨯⨯==

3-18. 三相桥式半控整流电路带续流二极管，电源电压V U L 3802=，负载电阻Ω=2R ，

反电动势V E 40=，负载电感足够大，使电流波形平直，求：○1 画出d u 、d i 波形；○2 计算输出电压、电流的平均值d U 和d I ； ○

3 计算电路功率因数。 解：(1)

(2) 21.17(1cos )480.3=+=d U U V α

d d I (U E)/R (480.340)/2220.15A =-=-= (3) d d 2d 2

P U I

PF 0.89S 3U I =

==

3-22. 图3-73是三相桥式全控整流带续流二极管电路，分析电路工作过程，画出输出电压、负载电流、晶闸管承受的电压及流过的电流、续流二极管流过的电流波形，给出输出电压平均值、有效值及功率因数计算公式。

3-24. 三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，Ω=1R ，L =∞，2100U V =，变压

器漏抗1B L mH =，V E 50,30==ο

α时，求电路输出电压d U 、输出电流d I 和换相重叠角

γ。

解：考虑L B 时，有：

()21.17cos 3/2/d d d B d d d U U U U X I I U E R

π=∂-∆∆==-

解方程组得：

()()()()

21.17cos 3/2394.366.744.64d B B d d U R U X E R X U V I A ππ=∂++=∆==

又∵

αcos －)cos(γα+＝2B d X I ∕6U 2

即得出

)30cos(γ+︒=0.752

换流重叠角

γ ＝ 41.28°－30°=11.28°

3-25. 三相桥式全控整流电路对反电动势及大电感负载供电，电源电压2220U V =，反电动势200E V =，1R =Ω，

ο60=α，○1 不计漏感时求d U 、d I ；○2 当mH L B

1=时，计算d U 、d I 、γ，并分别画出d u 、VT i 波形。 （1）不计漏感：

输出电压平均值： 输出电流平均值： （2）当时

、、、 可得：

22.34cos 2.34220cos60257.4d d U U U V α===⨯⨯︒=257.420057.41

d d U E I A R --===1B L mH =22.34cos d d U U U α=-∆3B

d d X U I π

∆=

d d U E

I R

-=

B B X L ω=22.34cos 32443B d B

U R X E

U V R X παπ+=

=+44d d U E

I A R -=

=