电力电子变流技术课后答案第4章

  • 格式:doc
  • 大小:192.00 KB
  • 文档页数:11

下载文档原格式

  / 11
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

电力电子变流技术课后答案

第4章

-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第四章有源逆变电路

习题与思考题解

4-1.逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作?

解:逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变:

1 变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势E d,其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。

2. 变流电路输出的直流平均电压U d的极性必须为负(相对于整流时定义的极性),以保证与直流电源电势E d构成同极性相连,且满足U d

4-2单相全控桥式逆变电路与单相桥式(二极管)整流电路有何差别是否所有的整流电路都可以用来作为逆变电路

解:单相全控桥式逆变电路是DC/AC变换电路,是单相全控桥式变流电路工作于逆变状态,其负载为反电动势负载,控制角为α>90°的情况。

单相桥式(二极管)整流电路是AC/DC 变换电路,是单纯的整流电路,相当于单相全控桥式变流电路工作于整流状态,控制角α=0°时的情况。

不是所有的整流电路都可以用来作为逆变电路。例如,单相、三相半控桥式变流电路,带续流二极管的变流电路都只能工作于整流状态,不能用来作为逆变电路。

4-3.逆变电路工作时为什么会产生短路事故?

解:变流器工作在逆变状态时,如果因丢失脉冲、移相角超出范围、甚至突发电源缺相或断相等情况时,都有可能发生换相失败,将使变流器输出的直流电压U d进入正半周范围,U d的极性由负变正,与直流侧直流电源电势E d形成顺向串联,造成短路事故(因逆变电路的内阻R很小)。这种情况称为逆变失败。或称为逆变颠覆。

4-4.为什么要限制逆变角的最小值βmin选择βmin值时应考虑哪些因素?

解:为了避免逆变电路发生逆变失败,所以,必须限制逆变角的最小值βmin。

最小逆变角βmin的选取要考虑三个因素,即

换相重叠角γ;

晶闸管关断时间t off对应的电角度δ;

安全裕量角θ0。

故有

βmin ≥γ+δ+θ0

4-5.在图4-2(c )中,当α>90°时,为什么必须E d >U d 才能正常逆变工作,E d 与U d 间的差值由何因素决定。如果E d =U d 和E d

解:因为当α>90°,必须E d >U d 时,才能满足逆变工作条件。只有当E d >U d 时,变流电路直流侧的电源电势E d 才能提供逆变能量,进而实现有源逆变。

E d 与U d 间的差值由主电路所限制的电流的大小决定,即通过控制角α(逆变控制角β)的大小来确定。

E d =U d 时,变流电路将处于等待状态,E d

4-6.在图4-2中,设交流电源变压器二次电压U 2=280V ,变流电路为单相全控桥式电路,R =0.2Ω,L =∞。试求当电动机起重重物时,负载电流I d =200A 且反电势E d =180V 时,变流电路的控制角α应为何值变流电路处于什么工作状态

解: R

E U I d d d -= 则 U d =I d R +E d =200×0.2+180=220(V )

29873.0280

9.02209.0cos cos 9.022≈≈⨯===ααα

U U U U d d 由于α< 90°,U d >E d ,所以,变流电路处于整流工作状态。

4-7.在题4-6所给电路条件下,设电动机降落重物时起制动作用的负载电流I d =200A ,与电动机转速对应的反电势E d 为-180V ,试求此时的变流器控制角应为何值?并分析其能量传输关系。

解: R

E U I d d d -=

则 U d =I d R +E d =200×0.2-180=-140V

1245556.0280

9.01409.0cos cos 9.022≈-≈⨯-===ααα

U U U U d d 由于2π

α〉,d d E U 〈,则变流电路处于有源逆变工作状态,电动机处于发电运行,

输出的直流电能通过变流器转变为交流电能反送给电网。

4-8.试绘出单相和三相全控桥式逆变电路当β=45°时的输出电压波形、晶闸管的电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形,并分析晶闸管承受电压的情况(设L =∞)。

解:单相全控桥式的输出电压波形、晶闸管的电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形参阅教材P66中的图4-2(c)。由于L =∞,晶闸管的电流波形可画成180°的矩形波。

晶闸管的导通角为θ=180°,此期间两端电压近似为零,关断后的β角对应期间承受反向电压,之后的α角对应期间承受正向电压。

三相全控桥式逆变电路的输出电压波形、晶闸管的电流波形、以及晶闸管V11的端电压波形参阅教材P74中的图4-5的中间β=45°的一段。由于L =∞,晶闸管的电流波形可在该导通期间画成120°的矩形波。

晶闸管的导通角为θ=120°,此期间两端电压近似为零,关断后本相晶闸管按相序分别承受与相邻二相的线电压各120°。例如,A 相共阴极组晶闸管V11,导通的120°期间,两端电压近似为零,关断后首先承受线电压u AB 120°,转而承受线电压u AC 120°。其中关断后的β角对应期间承受线电压u AB 首先是反向电压。

逆变电路中,晶闸管在关断后的β角对应期间承受的是反向电压,其余绝大部分时间均承受正向电压。

4-9.在图4-5的三相桥式电路中,设交流电源线电压有效值U 2l =200V,L=∞,R =1.5Ω。如要求电动机在制动过程中保持制动电流I d =10A 恒定不变,试问:当电动机反电势E d =-200V 时,逆变角β应为何值?当E d 降至于-100V 、-50V 、0V 时逆变角分别应为何值? 解: R

E U I d d d -=

当E d =-200V 时,

则 U d =I d R +E d =10×1.5-200=-185V