《电力电子技术》第四版王兆安 黄俊 机械工业出版课后答案

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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
d id dt
d id = u2 = 2U 2 sinϖ t
解： ① ud、id和i2的波形与第 3 题相同
② U d = 0.9U 2 cosα = 0.9 ⋅100 ⋅ cos 30o = 77.9 V
Id
= Ud − E R
=
77.9 − 60 2
= 8.97
A
I 2 = I d = 8.97 A
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③ 晶闸管峰值为 2U 2 = 141.4 ，考虑 2 倍安全裕量 得U e = 141.4 × 2 = 282.8 V
dt Lnϖ t dϖ t ϖL
id =
2U 2 (− cosϖ t) + A ϖL
由ϖ t = 0 时, id = 0 得: A =
2U 2 ϖL
∫ 则
id =
2U 2 ϖL
(1 − cosϖ t) 代入 I d
=
1 2π
2π 0
id
dϖ
t
2) α = 60 时,电流断续
∫ IT =
1 2π
π +α I 2 d dϖt =
α
1 2
Id
=
27.56 A
由 IT
= 1.57TT ( AV ) 得 I T ( AV )
=
27.56 1.57
= 17.55A ，考虑安全裕量取
IT ( AV ) = 17.55 × 2 = 35.1A
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：
解：
①
② U d = 0.9U 2 cosα = 0.9 ⋅100 ⋅ cos 30o = 77.9 V
Id
= Ud R
= 77.9 = 39.0 A 2
∫ I2 =
1 π
π
+α
I
2 d
dϖt
α
= Id
= 39.0 A
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③晶闸管峰值为 2U 2 = 141.4 ，考虑 2 倍安全裕量 得U e = 141.4 × 2 = 282.8 V
② ud与id波形如下，与单相全控时相同。
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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。
①晶闸管承受的最大反向电压为 2 2U 2 ；
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 = 2 u2 VT1, VT2都不导通时 uVT1 = u2 ，其承受的最大反向电压为 2 2U 2 ，波形如下
∫ IT =
1 2π
π +α I 2 d dϖt =
α
1 2
Id
=
6.34 A
由 IT
= 1.57TT ( AV ) 得 IT ( AV )
=
6.34 1.57
=
4.04 A ，考虑安全裕量取
IT ( AV ) = 4.04 × 2 = 8.08 A
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：
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Ud
=
0.9U
2
1
+
cos 2
α
= 0.9 ⋅100 ⋅ 1.5 = 67.5 V 2
Id
= Ud R
= 33.75 A
IT =
π −α 2π I d
=
Id 3
= 19.48
A
ID =
π +α 2π
Id
=
2I d = 27.55 A 3
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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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。
得 I d = 22.4 A
由 id =
2U 2 (− cosϖ t) + A ϖL
当ϖ t = α 时,得: id = 0
A = 2U 2 cosα ϖL
则
id =
2U 2 (cosα − cosϖ t) 代入下式 ϖL
∫ I d
=
1 2π
2π α
−α
id
dϖ
t
得 I d = 13.65 A
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：