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2-1题图2-1为带有续流二极管的单相半波可控整流电路,大电感负载保证电流连续。试证明输出整流电压平均值Ud?2U21?cos?,并画出控制角为α时的输出整流电压
?2ud、晶闸管承受电压uT的波形。
T
u1 u2
D
L R
解: u2 α π ud α π uT α π 2π ωt 2π ωt 2π ωt 当U2>0,当Ug=0时,T不导通。UT=U2,Ud=0
当有Ug,T被导通时,续流二极管承受正向压降导通Ud=U2,UT=0 由波形知,输出整流电压平均值为
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Ud?
12????2U2sin?td?t?12?2U2??cos?t????2U2??1?cos?2
2-2上题中,U2=220V,R=10Ω,要求输出整流电压平均值0~30V连续可调。试求控制角α,导通角θ的变化范围,选择晶闸管定额并计算变压器次级容量。
解:Ud?12?
???2U2sin?td?t?12?2U2??cos?t????2U2??1?cos?
2U2?0时,对应?max
0?
2?2201?cos?max
?2cos?max??1 ?max?180?
U2?30V时,对应?min
30?2?2201?cos?min
?2cos?min??0.39 ?min?113.2?
?的变化范围113.2?~180???180???,取?max?180?,?min?0?
取?min?113.2?,?max?66.8?
晶闸管承受正反间电压最大值为2U2
??????Ud 晶闸管流过电流有效值IT?Id?2?2?R只考虑?min的情况
180??113.2?30? 360?10 ?1.2923A?
电源容量S?U2I2?220?1.2923?284.31(VA)
选择晶闸管时留出裕量
电流:I
Tav?(1.5~2)电压:URRM1.2923?1.23~1.65(A),取整得2A1.57?(2~3)2U2?622.3~933.4(V),取整得1000V
?选晶闸管定额ITav?2A,URRM?1000V2-3具有变压器中心抽头的单相双半流可控整流电路如图所示
-可编辑修改-
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T1u2u1udu2T2
(1) 说明该变压器是否存在直流磁化问题?
(2) 试绘出α=45°时电阻性负载及大电感负载下,输出整流电压Ud、晶闸管承受的
电压UT的波形。
解:变压器次级在电源电压的
分析:T1T2共阴,U2正半周期α=45°,T1导通,电流经①、T1R回到②,T2不导通,Ud=U2,U2过零,T1关断,Ud=0,U2负半周期,T2承受正向电压。
过零时T1关断,T2尚未开,则UT1承受U2电压,T2开后,UT2承受2U2,又过零T2
关,T1尚未触发,承受U2。
电阻负载
在电感负载
u2udidiT1iT2UT1UT2
2-6题图2-6单相桥式全控整流电路大电感负载,已知U2=100V,R=10Ω,α=45°。
-可编辑修改-
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(1)负载端不接续流二极管D,计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管电流有效值。 (2)负载端接续流二极管D,计算输出整流电压、电流平均值及晶闸管、续流二级管电流有效值。画出ud、id、iT、iD及变压器次级电流i2的波形。
u1
T1
T2
ud
D
L id
u2
R
T3 T4
解:(1)负载端不接续流二极管
u2udiT1、4iT2、3
Ud?
1??????2U2sin?td(?t)??22?U2cos??0.9?100?cos45??63.64V
Id?IT?Ud63.64?6.36AR10?11Id?Id??6.36?4.5A2?22(2)负载端接续流二极管
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u2udidiT1、4iD
Ud?1????2U2sin?td?t?2U21?cos45?1?cos???2?100?Id?
??76.85VUd76.85??7.69AR1012?IT?ID?
??I?2dd?t?Id???4????7.69?4.71A2?2?
??/41Id?Id??7.69?3.84A??2Id???1?02Idd?t?Id??7.68????4?3.84A
2-8单相桥式半控整流电路,由220V经变压器供电,负载为大电感性并接有续流二极管。要求输出整流电压20~80V连续可调,最大负载电流为20A,最小控制角αmin=30°。试计算晶闸管、整流管、续流二极管的电流有效值以及变压器容量。
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电力电子技术第二章答案南航
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