解:假设 0 ,当负载为电阻时,ud的波形如下:
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当负载为电感时,ud的波形如下:
8.三相半波整流电路,可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法,每段的电动势相同,其分段布置及其矢量如图2-60所示,此时线圈的绕组增加了一些,铜的用料约增加10%,问变压器铁心是否被直流磁化,为什么?
2
c
图2-60
图2-60 变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图 答:变压器铁心不会被直流磁化。原因如下:
变压器二次绕组在一个周期内:当a1c2对应的晶闸管导通时,a1的电流向下流,c2的电流向上流;当c1b2对应的晶闸管导通时,c1的电流向下流,b2的电流向上流;当b1a2对应的晶闸管导通时,b1的电流向下流,a2的电流向上流;就变压器的一次绕组而言,每一周期中有两段时间(各为120 )由电流流过,流过的电流大小相等而方向相反,故一周期内流过的电流平均值为零,所以变压器铁心不会被直流磁化。
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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?
答:三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b两相之间换相的的自然换相点不是同一点。它们在相位上相差180°。
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 ,那末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? 答:相差180°。
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 =60 时,要求:
① 画出ud、id和iVT1的波形; ② 计算Ud、Id、IdT和IVT。 解:①ud、id和iVT1的波形如下图:
ui t
②Ud、Id、IdT和IVT分别如下
Ud=1.17U2cos =1.17³100³cos60°=58.5(V) Id=Ud∕R=58.5∕5=11.7(A) IdVT=Id∕3=11.7∕3=3.9(A) IVT=Id∕
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,其他晶闸管受什么影响? 答:假设VT1不能导通,整流电压ud波形如下:
3=6.755(A)
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假设VT1被击穿而短路,则当晶闸管VT3或VT5导通时,将发生电源相间短路,使得VT3、VT5也可能分别被击穿。
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 =60 时,要求:
① 画出ud、id和iVT1的波形;
② 计算Ud、Id、IdT和IVT。 解:①ud、id和iVT1的波形如下:
i
②Ud、Id、IdT和IVT分别如下 Ud=2.34U2cos =2.34³100³cos60°=117(V) Id=Ud∕R=117∕5=23.4(A) IDVT=Id∕3=23.4∕3=7.8(A) IVT=Id∕3=23.4∕3=13.51(A)
14.单相全控桥,反电动势阻感负载,R=1Ω,L=∞,E=40V,U2=100V,LB=0.5mH,当 =60 时求Ud、Id与 的数值,并画出整流电压ud的波形。 解:考虑L时,有:
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Ud=0.9U2cosα-ΔUd ΔUd=2XBId∕π Id=(Ud-E)∕R 解方程组得:
Ud=(πR 0.9U2cosα+2XBE)∕(πR+2XB)=44.55(V) ΔUd=0.455(V) Id=4.55(A) 又∵
cos -cos( )=2IdXB∕U2
即得出
cos(60 )=0.4798
换流重叠角
= 61.33° 60°=1.33°
最后,作出整流电压Ud的波形如下:
15.三相半波可控整流电路,反电动势阻感负载,U2=100V,R=1Ω,L=∞,LB=1mH,求当 =30 时、E=50V时Ud、Id、 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。 解:考虑LB时,有: Ud=1.17U2cosα-ΔUd ΔUd=3XBId∕2π Id=(Ud-E)∕R 解方程组得:
Ud=(πR 1.17U2cosα+3XBE)∕(2πR+3XB)=94.63(V) ΔUd=6.7(V) Id=44.63(A) 又∵
cos -cos( )=2IdXB∕6U2
即得出
cos(30 )
=0.752
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换流重叠角
= 41.28° 30°=11.28° ud、iVT1和iVT2的波形如下:
ii
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 的值并作出ud、iVD和i2的波形。
解:三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路α=0°时的情况。 Ud=2.34U2cosα-ΔUd ΔUd=3XBId∕π Id=Ud∕R
解方程组得:
Ud=2.34U2cosα∕(1+3XB/πR)=486.9(V) Id=97.38(A) 又∵
cos -cos( )=2IdXB∕6U2
即得出 cos
=0.892 换流重叠角
=26.93°
二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为 IVD=Id∕3=97.38∕3=32.46(A)
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2
I2a=
3 Id=79.51(A)
ud、iVD1和i2a的波形如下:
ii
17.三相全控桥,反电动势阻感负载,E=200V,R=1Ω,L=∞,U2=220V, =60 ,当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值,后者还应求 并分别作出ud与iT的波形。 解:①当LB=0时:
Ud=2.34U2cosα=2.34³220³cos60°=257.4(V) Id=(Ud-E)∕R=(257.4-200)∕1=57.4(A) ②当LB=1mH时
Ud=2.34U2cosα-ΔUd ΔUd=3XBId∕π Id=(Ud-E)∕R 解方程组得:
Ud=(2.34πU2R cosα+3XBE)∕(πR+3XB)=244.15(V) Id=44.15(A) ΔUd=13.25(V)
又∵cos -cos( )=2XBId∕6U2
cos(60 )
=0.4485
γ=63.35°-60°=3.35° ud、IVT1和IVT2的波形如下:
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ii
18.单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?
答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2k(k=1、2、3…)次谐波,其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2k+1(k=1、2、3……)次即奇次谐波,其中主要的有3次、5次谐波。
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