11UO7?Uo1?38.6V,UO9?Uo1?30V
79基波和各谐波的负载阻抗为:
Z1?R2?(?L)2?52?(2??60?0.02)2?9.04? Z3?R2?(3?L)2?52?(6??60?0.02)2?23.15? Z5?R2?(5?L)2?52?(10??60?0.02)2?38.25? Z7?R2?(7?L)2?52?(14??60?0.02)2?52.99? Z9?R2?(9?L)2?52?(18??60?0.02)2?68.01?
基波和各谐波电流的有效值为: Io1?Uo1270U90??29.88A, Io3?o3??3.89A Z19.04Z323.15Uo5U5438.6??1.41A, Io7?o7??0.73A Z538.25Z752.99Uo930??0.44A Z968.0122Io5?Io9?基波和每种谐波的负载功率为:Po1?Io1R?4464.1W, Po3?Io3R?75.7W
Po5?Io5R?9.94W, Po7?Io7R?2.66W, Po9?Io9R?0.97W
222第5章 思考题与习题
5.1 什么是整流?它与逆变有何区别?
答:整流就是把交流电能转换成直流电能,而将直流转换为交流电能称为逆变,它是对应于整流的逆向过程。
5.2 单相半波可控整流电路中,如果: (1) 晶闸管门极不加触发脉冲; (2) 晶闸管内部短路; (3) 晶闸管内部断开;
试分析上述三种情况负载两端电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。
答:(1)负载两端电压为0,晶闸管上电压波形与U2相同;
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(2)负载两端电压为U2,晶闸管上的电压为0; (3)负载两端电压为0,晶闸管上的电压为U2。
5.3某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电,在流过负载电流平均值相同的情况下,哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些?
答:带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感,当其电流增大时,在电感上会产生感应电动势,抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些,在流过负载电流平均值相同的情况下,为防此时管子烧坏,应选择额定电流大一些的管子。
5.4某电阻性负载的单相半控桥式整流电路,若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断,试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。
解:设α=0,T2被烧坏,如下图:
5.5相控整流电路带电阻性负载时,负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率,为什么?带大电感负载时,负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率,为什么?
答:相控整流电路带电阻性负载时,负载电阻上的平均功率Pd?UdId不等于负载有功功率
P?UI。因为负载上的电压、电流是非正弦波,除了直流Ud与Id外还有谐波分量U1,U2,?和
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I1,I2,?,负载上有功功率为P?Pd?P1?P2??>Pd?UdId。
相控整流电路带大电感负载时,虽然Ud存在谐波,但电流是恒定的直流,故负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积等于负载有功功率。
5.6某电阻性负载要求0~24V直流电压,最大负载电流Id=30A,如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路,是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电222方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。
解:采用由220V交流直接供电当??0?时:
Udo=0.45U2=0.45?220 =99V
由变压器降压到60V供电当??0?时:
Ud=0.45U2=0.45?60 =27V
因此,只要调节? 都可以满足输出0~24V直流电压要求。
(1) 采用由220V交流直接供电时:
U1?cos?d?0.45U22, Ud==24V时 ??121? ??180??121??59?
UT?2U2?311V
I1?2??[2U2T?sin?t]2d?t?84A 0RR?UdI?24?0.8? d30ITT(AV)?I1.57?841.57?54A 取2倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。
电源提供有功功率 P?I222R?84?0.8?5644.8W
电源提供视在功率 S?U2I2?84?220?18.58kVA 电源侧功率因数 PF?PS?0.305 (2) 采用变压器降压到60V供电:
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Ud?0.45U2?1?cos?, 2???Ud==24V时 ??39, ??180?39?141
UT?2U2?84.4V
IT??2U21[sin?t]2d?t?51.38A ?2?0RR?Ud24??0.8? Id30IT(AV)?IT51.38??32.7A 1.571.57取2倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为168.8V和65.4A。
2变压器二次侧有功功率 P?I2R?51.38?0.8?2112W
2变压器二次侧视在功率 S?U2I2?60?51.38?3.08kVA 电源侧功率因数 PF?P?0.68 S5.7某电阻性负载,Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可调,试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给,分别计算:
(1) 晶闸管额定电压、电流值;
(2) 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A/mm2); (3) 负载电阻上消耗的最大功率。 解:(1)单相半波??0时,U2??UUd600600?12A ??1333V,Id?d?Rd500.450.45晶闸管的最大电流有效值 IT?1.57Id?18.8A 晶闸管额定电流为 IT(AV)?Id?12(A) 晶闸管承受最大电压为 URM?2U2=1885V
取2倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。
所选导线截面积为 S?I?18.8?3.13mm2
J62负载电阻上最大功率 PR?ITR?17.7kW
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