电力电子习题集

(3)作出Ud,iT和UT曲线。

图6 -9 例6.12的图

解 (1)求逆变角? 逆变输出电压Ud为

Ud?E?RId?180?200?0.2?140V 由变压器引起的压降?Ud为 ?Ud?mXBId 2??3式中,m=2,XB?2?fLB?100??10则 ?Ud??0.1??

2?0.1??200?20V 2?又由 Ud?0.9U2cos???Ud 得 cos??(Ud??Ud)/0.9U2?则 ??48.2

评注 变压器漏抗对逆变电路的影响是使其输出电压幅值升高,所以此处?Ud前为“+”号。 (2)求换相重叠角?

?140?20?0.667

0.9?200

IX由公式 cos??cos(???)?dB

2U2sin?m得 cos??cos(???)?0.1??200?0.222

2?200sin?2而 ??180????131.8? 则 ??20.9?

(3)Ud,iT和UT的波形如图6– 9所示。

例6.13 单相全控桥反电动势阻感性负载,R?1?,L??,LB?0.5mH,当 E?99V,??60?时,求Ud,Id和?的值。

解 (1)求Ud,Id

Ud?0.9U2cos???Ud 而 ?UBd?mX2?I4d?2??2??50Id?0.5?10?3?0.1Id 则 Ud?0.9U2cos??0.1Id 又 Ud?E?RId 由以上两式得 IU2cos?d?E?0.9R?0.1?49.1A

Ud?E?RId?99?49.1?50V

(2)由公式 cos??cos(???)?IdXB

2U2sin?m式中 ??????120?

则 cos120??cos(120???)?49.1?100??0.5?10?32?100sin?

4 ??5.2?

2?100V,U

例6.14 三相半波变流器,反电动势阻感性负载,R?1?,L??,U2?200V,

LB?1mH,当 E?150V,??30?时,求Ud,Id和?的值,并作出Ud,iT的曲线。

解 (1)求Ud,Id

Ud?1.17U2cos???Ud 式中 ?Ud?mXBId 2??3 XB?2?fLB?100??10?0.1??

则 Ud?1.17U2cos??0.15Id 又 Ud?E?RId 由以上两式得

E?1.17U2cos?150?1.17?100cos30???42.3A Id?1?0.151.15Ud?E?RId?150?42.3?1?107.7V

(2)求?

???)?由 cos??cos(IdXB2U2sin?m

式中 ??180?30?150

???150??)?则 cos150?cos(??0.1??42.32?100sin?3

??17?

(3)

图6 -10 例6.14的图

U2?220V,例6.15 三相全控桥变流器,反电动势阻感性负载,R?1?,L??, LB?1mH,当 E?400V,??60?时,求:

(1)Ud,Id和?的值。

(2)求送回电网的平均功率是多少?

解 (1)求Ud,Id

Ud?2.34U2cos???Ud,XB?2?fLB?0.1??

?Ud?mXB6Id??2??50?10?3Id?0.3Id 2?2?

则 E?Ud?RId?2.34U2cos??(R?0.30)Id

E?2.34U2cos?400?2.34?220cos60???109.7A Id?R?0.301?0.30Ud?400?109.7?290.3V

(2)求?

???)? cos??cos(IdXB2U2sin?m?0.3??109.72?220?sin30?

??16.7

(3)解法1

Pd?UdId?290.3?109.7?31.85kW

解法2

回路中电感及变压器漏抗不吸收有功功率,而所求平均功率即为有功功率,所以

?

2Pd?EId?RId?400?109.7?109.72?31.85kW

以上两种解法结果完全一致。

例6.16 无源逆变器负载性质对逆变器工作方式有何影响?

[解] 根据负载性质及参数的不同,逆变器中开关管换流方式不同。一般逆变器负载为RLC的二阶电路,根据参数的不同,电路呈现为振荡和二阶惯性。设负载电路阻尼系数

??R/2L,谐振频率?0?1LC22,当???0时,负载为欠阻尼震荡,逆变器可采用负

载换向,但为保证可靠换流,其负载必须呈容性。

22当???0时,负载为临界阻尼或过阻尼,表现为二阶惯性,逆变器必须采用强迫换流

或硬开关方式。

当负载中L=0,C=0或纯阻性,逆变器也必须采用硬开关或强迫换流。

需要说明的是:只有负载换流逆变器可使用晶闸管,其他形式的逆变器均采用全控型开关器件。

例6.17(1)单极性和双极性PWM逆变器有何区别?

(2)调制比和载波比对PWM逆变器运行有何影响?如何选择?

图6 -11 例6.17的图

[解](1)单极性PWM逆变器是指逆变器输出的半个周期中,被调制成的脉冲输出电压只有一种极性,正半周为+Ud和零,负半周为-Ud和零,如图6—11(a)所示。

双极性PWM逆变器是指逆变器输出的每半个周期都被调制成在±Ud之间变化的等幅不等宽脉冲列,如图6—11(b)所示。

在近似相同的载波比条件下,单极型逆变器比双极型逆变器运行有更好的谐波仰制效果。图为单极性运行输出电压跃变幅度为Ud,而双极性为2Ud,因此单极性谐波幅值较小,输入电流中的纹波也比较小。

(2)调制比的变化可连续改变逆变器输出的基波幅值,但在同一载波比的条件下,调制比增加,使得逆变器调节的线性度变差,且低次谐波幅值增加。

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