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电力电子技术(第二版)第3章答案

第三章交流-交流变换器习题解答

3-1.在交流调压电路中，采用相位控制和通断控制各有什么优缺点？为什么通断控制适用于大惯性负载？答：相位控制：
优点：输出电压平滑变化。缺点：含有较严重的谐波分量通断控制：
优点：电路简单，功率因数高。缺点：输出电压或功率调节不平滑。
由于惯性大的负载没有必要对交流电路的每个周期进行频繁的控制，所以可以采用通断控制。对时间常数比较小负载的工作产生影响。

3-2.单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，问控制角α的有效移相范围有多大？如为三相交流调压电路，则α的有效移相范围又为多大？答：单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，控制角α的有效移相范围是30°-180°；如为三相交流调压电路，α的有效移相范围是30°-150°。

3-3.一电阻性负载加热炉由单相交流调压电路供电，如α=0°时为输出功率最大值，试求功率为80%，50%时的控制角α。解：α＝0时的输出电压最大，为
Uomax102U2sintdtU2
2此时负载电流最大，为
IomaxUomaxU2RR
2U2R
因此最大输出功率为
PomaxUomaxIomax输出功率为最大输出功率的80%时，有：
P0.8Pomax

2U20.8R
又由
UoU2sin22
2Uo1sin2Po(RR2
化简得

2sin20.4

由图解法解得α=60°
同理，输出功率为最大输出功率的50%时，有：α=90°

3-4.单相交流调压电路，电源电压220V，电阻负载R=9Ω,当α=30°时，求：（1）输出电压和负载电流；
（2）晶闸管额定电压和额定电流；（3）输出电压波形和晶闸管电压波形。解：(1负载上交流电压有效值为
U0U2
116sin2220sin216V223
U021624ARL9
负载电流为
I0(2晶闸管承受的正反向电压最大值是2U2，考虑到2-3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压应该为
UTN2~32U2622~933V
I02417A1.4142
晶闸管流过的电流有效值为
IT考虑到1.5~2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为

ITAV1.5~2IT16.24~21.67A1.57

3-5.如图3-35所示为单相晶闸管交流调压电路，其中
U2220V，L5.516mH.，R1.，求：
触发角的移相范围；负载电流的最大有效值；最大输出功率和功率因数。解：（1）负载阻抗角为：
arctanL2500.005516arctan601R
触发角α的变化范围为：
600≤α＜1800
当α=φ时，输出电压最大为U2，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为

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