哈工大电力电子习题2 有答案
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12三相逆变器，若输出线电压基波有效值(VLL)1 = 220 V，频率为52Hz，负载为三相对
称的Y型接法，解答下述问题：
1）若逆变器工作于方波控制方式，计算直流电源电压Vd和负载相电压基波有效值
(VAn)1。
2）若逆变器工作于双极性SPWM控制方式，mf =39 且 ma = 0.8，计算直流电源
电压Vd和负载相电压基波有效值(VAn)1。
解：
1）若逆变器工作于方波控制方式，则
直流电源电压有效值 1282.10.78LLdVVV==
负载相电压有效值 11()1273LLAnVVV==
2）若逆变器工作于双极性SPWM控制方式，则
直流电源电压有效值 1220449.30.6120.6120.8LLdaVVVm===×
负载相电压有效值 11()1273LLAnVVV==
13. 三相桥式逆变器如图6－3所示，方波控制方式。负载为三相平衡的纯阻性负载，Y
形连接，中性点为n。时间轴对应地画出稳态时下列两组电压和电流的波形，波形上应
标注幅值（用Vd和一相负载电阻R来表示）：
1）,,,,,ANBNCNABnNAnvvvvvv 2）,,,,,,AAAnABCTDdviiiiii++
n
图6－3
解：（1）,,,,,ANBNCNABnNAnvvvvvv的波形如下：
（2）,,,,,,AAAnABCTDdviiiiii++的波形如下：
14.图6-4(a)所示的单相全桥逆变电路工作于双极性SPWM模式。设载波比N=9要求：
在图6-4(b)中画出1个调制信号波周期内的开关控制信号波形和输出电压uo的波形。
图6-4(a)
解：1个调制信号波周期内的开关控制信号波形和输出电压uo的波形如下
15桥式DC－DC变换电路如图7－6所示，负载为直流电动机，采用双极型PWM控制方式时，将电机处于正向电动状态时的电压、电流方向定义为正方向。假设电机处于正向电动的轻载运行状态，电机电流较小且在一个开关周期内正负交变，完成下题： 1）设此时占空比为0.6，画出开关器件V1～V4驱动信号的波形 2）与上面驱动波形相对应，画出负载上电压uo和电流io的波形 3）在此基础上结合电流波形说明：在一个开关周期的不同区段上负载电流的路径，以及在该区段内电机的瞬时工作状态。
图7－6
解：
1－2）开关器件V1～V4驱动信号的波形，负载上电压uo和电流io的波形如下：
3）
0～t1阶段，E-→VD3→负载→VD2→E+，电机处于发电（制动）状态，电感放电。
t1～t2阶段，E+→V1→负载→V4→E-，电机处于电动状态。
t2～t3阶段，E-→VD1→负载→VD4→E+，电机处于电动状态，电感放电。
t3～ts阶段，E+→V3→负载→V2→E-，电机处于发电状态。
16 图7－7为反并联的晶闸管变流器, 正/反两组变流电路都采用三相桥式晶闸管变流电路，负载为直流电动机。如图7－7所示，对电动机而言定义正向电动时的反电势和电流方向为正方向，对每组变流电路而言定义整流时输出电压的方向为正方向。回答下列问题： 1）电机反向电动时，哪组变流电路工作？工作于整流方式还是逆变方式，并简述理由。 2）电机反向制动时，哪组变流电路工作? 工作于整流方式还是逆变方式，并简述理由。 3）设电网线电压VLL＝380V，50Hz，负载中电枢电阻R＝2Ω，与电机串联的平波电抗器足够大，使电机电流平直连续。假设电机处于正向电动状态，稳态时反电势EM＝200V，电枢电流被控制为Io＝10A。分析此时哪组变流器工作？求工作变流器的控制角α，并画出此时变流器输出电压的波形。 4）在3）给出的电路参数下，假设电机处于正向制动状态，电枢电流被控制为Io＝－10A，当反电势EM＝200V时，说明此时哪组变流器工作？求工作变流器的控制角α，并画出此时变流器输出电压的波形。
图7－7
提示：可在下图基础上绘制波形图。
解： 1）反向电动状态下，电枢电流为负，所以反组工作于整流状态，电能由电网流向电机。 2）反向制动时，电枢电流为正，所以正组工作于有源逆变状态，电能由电机流向电网。
3）电机处于正向电动状态，电枢电流IO＝10A＞0，所以正组工作于整流状态，整流输出电压为：
1.35cos22064.6dLLMoUVEIRVαα==+=⇒=°
工作变流器的控制角64.6α=°。此时变流器输出电压的波形如下：
4）机处于正向制动状态时，电枢电流IO＝－10A＜0，所以反组工作于有源逆变状态，其输出电压为：
1.35cos()180110.5dLLMoUVEIRVαα==−+=−⇒=°
工作变流器的控制角110.5α=°。此时变流器输出电压的波形如下：
17使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 维持电流 ，用IH表示。晶闸管刚从断态
转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流称为 擎住电流 ，用IL表示。
对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的 2～4 倍。
18晶闸管单相全桥整流器，输入交流电源为工频220V，输出电流为直流100A。若考虑2～3倍的安全裕量,计算晶闸管额定电压的取值范围。若考虑1.5～2倍的安全裕量, 计算晶闸管额定电流（额定电流为有效值电流）的取值范围。 解： 峰值电压为 2202311.1V×= 额定电压取值范围为2×311.1～3×311.1，即622.2V～933.3V 额定电流取值范围为晶闸管电流有效值＝170.72TdIIA==
若考虑1.5～2倍的安全裕量：晶闸管额定电流取值范围：105A～140A
