《电力电子技术》课后习题及答案05中频感应加热电源的安装与维护习题答案.docx
- 文档编号:17078894
- 上传时间:2023-07-21
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:378.75KB
《电力电子技术》课后习题及答案05中频感应加热电源的安装与维护习题答案.docx
《《电力电子技术》课后习题及答案05中频感应加热电源的安装与维护习题答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《电力电子技术》课后习题及答案05中频感应加热电源的安装与维护习题答案.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《电力电子技术》课后习题及答案05中频感应加热电源的安装与维护习题答案
模块五中频感应加热电源的安装与维护习题答案
例5-1在晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些?
其中电阻R的作用是什么?
解:
R、C回路的作用是:
吸收晶闸管瞬间过电压,限制电流上升率,动态均压作用。
R的作用为:
使L、C形成阻尼振荡,不会产生振荡过电压,减小晶闸管的开通电流上升率,降低开通损耗。
例5-2三相半波可控整流电路,如果三只晶闸管共用一套触发电路,如图5-1所示,每隔120°同时给三只晶闸管送出脉冲,电路能否正常工作?
此时电路带电阻性负载时的移相范围是多少?
图5-1例5-2图
解:
能工作。
因为虽然三个晶闸管同时加触发脉冲,只有阳极电压最高相所接的晶闸管导通,其余两个晶闸管受反压阻断。
但是,移相范围只有120°,达不到150°移相范围要求。
例5-3三相半波可控整流电路带电阻性负载时,如果触发脉冲出现在自然换相点之前15°处,试分析当触发脉冲宽度分别为10°和20°时电路能否正常工作?
并画出输出电压波形。
解:
当触发脉冲宽度分别为10°,如图5-2所示,当触发脉冲ug1触发U相晶闸管,则U相晶闸管导通。
当ug2触发V相晶闸管时,这时U相电压高于V相电压,所以V相晶闸管不导通,U相晶闸管继续导通。
过了自然换相点后,尽管V相电压高于U相电压,但V相晶闸管的触发脉冲已消失,所以V相晶闸管仍不导通。
U相晶闸管导通到过零点关断。
这样下去,接着导通的是W相晶闸管。
由此可以看出,由于晶闸管间隔导通而出现了输出波形相序混乱现象,这是不允许的。
图5-2例5-3波形
当触发脉冲宽度分别为10°时,输出波形和α=0º时波形一样。
例5-4图5-3为三相全控桥整流电路,试分析在控制角α=60º时发生如下故障的输出电压Ud的波形。
(1)熔断器1FU熔断。
(2)熔断器2FU熔断。
(3)熔断器2FU、3FU熔断。
解:
(1)熔断器1FU熔断时输出电压波形如图5-3b所示,凡与U相有关的线电压均不导通。
(2)熔断器2FU熔断时输出电压波形如图5-3c所示,V字头线电压不导通。
(3)熔断器2FU、3FU熔断时输出电压波形如图5-3d所示,凡VW字头线电压均不导通。
图5-3例5-4图
例5-5图5-4为两相零式可控整流电路,直接由三相交流电源供电
(1)画出控制角α=0°、α=60°时输出电压波形。
(2)控制角α的移相范围多大?
(3)
,
(4)推导Ud的计算公式。
图5-4例5-5电路图
解:
(1)控制角α=0°时输出电压波形如图5-5(a)所示,α=60°时输出电压波形如图5-5(b)所示。
(a)(b)
图5-5例5-5波形图
例5-6若用示波器观察三相桥式全控整流电路波形分别如图5-6(a)(b)(c)(d)(e)所示,试判断电路的故障。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图5-6例5-6波形图
解:
(a)图:
用示波器测得每个周期输出电压波形与正确波形相比波头少了两个,在ωt1时刻不能换相,到ωt2时刻才恢复正常换相,ωt1~ωt2为120°;三相全控桥电路每个周期输出电压的六个波头,少两个波头正好是120°。
波形种出现负值是由于电感L中的储能释放,回馈给电源所致。
正常运行时每个桥臂导通120°,无论少哪两个波头,都可以判断出是有一个臂断路,但到底是哪个桥臂断路,波头上没有符号指明,需要进一步检查。
在各桥臂熔断器完好,连接线无松脱的前提下,用示波器量测各管波形。
哪个管的波形没有导通段,即是故障所在,或者是管子坏,或者是没有触发脉冲。
(b)图:
如图每个周期的波形波头只少一个,只有60°,因此不会是桥臂短路,问题出现在触发电路。
根据三相全控桥电路触发脉冲为双窄脉冲的特点,ωt1时未通说明主脉冲丢失,ωt2时导通是补脉冲的作用。
到底哪个管子的触发电路出了问题,需测量各管子两端电压波形,正常管子导通120°,导通段只有60°的管子,其触发电路有问题,进一步检查该触发电路的同步移相环节,即可找出故障所在。
(c)图:
每个周期只有两个连续波头,其中已个波头提前输出,连续少了四个波头。
说明不同相的量个桥臂断路。
(d)图:
每个周期少了四个波头,但不是连续的四个波头,而是每半个周期有一个,再连续少两个。
不难分析出是两相导电。
故障为交流侧某相失电或某相两个桥臂断路。
(e)图:
每个周期少了三个波头,可以看出是两个不相同的桥臂断路,一个属于共阴极组,一个属于共阳极组。
五、自我检测题
1.填空题
1)常用的过电流保护措施有 、 、
、 。
(写出四种即可)
2)在电力晶闸管电路中,常用的过电压保护有;;
和等几种。
3)要使三相全控桥式整流电路正常工作,对晶闸管触发方法有两种,一是用
触发;二是用触发。
4)在同步电压为锯齿波的触发电路中,锯齿波底宽可达度;实际移相
才能达度。
5)一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压,经常使用的保护方法是
而对于能量较大的过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用的方法有和。
6)在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组状态、状态、反组状态、状态。
7)在有环流反并联可逆系统中,环流指的是只流经而不流经
的电流。
为了减小环流,一般采用αβ状态。
8)三相半波可控整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为HZ;而三相全控桥整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为HZ;这说明
电路的纹波系数比电路要小。
9)三相半波可控整流电路电阻性负载时,电路的移相范围,三相全控桥电阻性负载时,电路的移相范围。
10)锯齿波触发电路的主要环节是由、、、
、环节组成。
11)三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只晶闸管串联后构成的,晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。
每隔换一次相,在电流连续时每只晶闸管导通度。
要使电路工作正常,必须任何时刻要有
只晶闸管同时导通,,一个是共极的,另一个是共极的元件,且要求不是的两个元件。
12)由晶闸管构成的逆变器换流方式有换流和换流。
13)在电流型逆变器中,输出电压波形为 波,输出电流波形为 波。
2.判断题
1)在用两组反并联晶闸管的可逆系统,使直流电动机实现四象限运行时,其中一组逆变器工作在整流状态,那么另一组就工作在逆变状态。
()
2)逆变角太大会造成逆变失败。
()
3)并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。
()
4)在三相半波可控整流电路中,电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。
()
5)并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式,无需专门换流关断电路。
()
6)三相半波可控整流电路,不需要用大于60º小于120º的宽脉冲触发,也不需要相隔60º的双脉冲触发,只用符合要求的相隔120º的三组脉冲触发就能正常工作。
()
7)三相桥式全控整流电路,输出电压波形的脉动频率是150HZ。
()
8)在三相半波可控整流电路中,晶闸管承受的最大反压为
倍相电压U2。
()
9)三相半波可控整流电路中,如果三个晶闸管采用同一组触发装置,则α的移相范围只有120o。
()
10)三相半波可控整流电路也要采用双窄脉冲触发。
()
11)在三相桥式全控整流电路中,采用双窄脉冲触发晶闸管元件时,电源相序还要满足触发电路相序要求时才能正常工作。
()
12)并联谐振逆变器负载两端电压波形是很好的正弦波()
13)无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。
()
3.选择题
1)α为度时,三相半波可控整流电路,电阻性负载输出的电压波形,处于连续和断续的临界状态。
A、0度,B、60度,C、30度,D、120度,
2)晶闸管触发电路中,若改变的大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制的目的。
A、同步电压,B、控制电压,C、脉冲变压器变比。
3)可实现有源逆变的电路为。
A、三相半波可控整流电路,B、三相半控桥整流桥电路,
B、单相全控桥接续流二极管电路,D、单相半控桥整流电路。
4)在下面几种电路中,不能实现有源逆变的电路有哪几种。
A、三相半波可控整流电路。
B、三相半控整流桥电路。
C、单相全控桥接续流二极管电路。
D、单相半控桥整流电路。
5)在有源逆变电路中,逆变角
的移相范围应选为最好。
A、
=90º∽180º,B、
=35º∽90º,C、
=0º∽90º,
6)晶闸管整流装置在换相时刻(例如:
从U相换到V相时)的输出电压等于。
A、U相换相时刻电压uU,B、V相换相时刻电压uV,C、等于uU+uV的一半即:
7)三相全控整流桥电路,如采用双窄脉冲触发晶闸管时,下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。
请选择。
。
8)晶闸管触发电路中,若使控制电压UC=0,改变的大小,可使直流电动机负载电压Ud=0,使触发角α=90º。
达到调定移相控制范围,实现整流、逆变的控制要求。
A、同步电压,B、控制电压,C、偏移调正电压。
9)三相半波可控整流电路的自然换相点是( )
A、交流相电压的过零点;
B、本相相电压与相邻相电压的交点处;
C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°;
D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。
10)三相全控桥式整流电路带电阻负载,当触发角α=0º时,输出的负载电压平均值为。
A、0.45U2;B、0.9U2;
C、1.17U2;D、2.34U2;
11)三相全控桥式整流电路带大电感负载时,控制角α的有效移相范围是度。
A、0°-90°;B、30°-120°;C、60°-150°;D、90°-150°
12)三相半波可控整流电路在换相时,换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关。
A、α、Id、XL、U2φ; B、α、Id;
C、α、U2; D、α、U2、XL;
4.问答题
1)实现正确触发的同步定相的方法步骤有哪些?
2)锯齿波同步触发电路是怎样发出双窄脉冲的?
3)三相桥式全控整流电路使用锯齿波同步触发电路,为什么六个锯齿波的斜率要一致?
4)用的电力变流器的换流方式有哪几种?
5)试简述平波电抗器的作用?
6)中频感应加热炉的直流电源的获得为什么要用可控整流电路?
7)中频感应加热电源主要由哪几部分组成。
5.画图题
1)请利用六块锯齿波同步触发电路的X、Y控制端,来组成六路互相相差60°的双窄脉冲触发系统图,并画出其脉冲输出波形的相互关系图。
2)指出下图中①~⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。
3)用红笔或用阴影面积标出三相全控桥电路在α=30°时,电阻性负载的直流输出电压的波形图,同时要对应画出其所用的双窄脉冲(α=30°),并标出序号。
如
V,计算此时的直流输出电压Ud。
4)在下面两图中,一个工作在整流电动机状态,另一个工作在逆变发电机状态。
(1)、标出Ud、ED及id的方向。
(2)、说明E与Ud的大小关系。
(3)、当α与β的最小值均为30度时,控制角α的移向范围为多少?
5)三相半波可控整流电路,整流变压器的联接组别是D/Y—5,锯齿波同步触发电路中的信号综合管是NPN型三极管。
试确定同步变压器TS的接法钟点数为几点钟时,触发同
步定相才是正确的,并画出矢量图。
6.计算题
1)三相桥式全控整流电路,Ld极大,Rd=4Ω,要求Ud从0—220V之间变化。
试求:
(1)不考虑控制角裕量时,整流变压器二次相电压。
(2)计算晶闸管电压、电流平均值,如电压、电流裕量取2倍,请选择晶闸管型号。
(3)
变压器二次电流有效值I2。
(4)计算整流变压器二次侧容量S2
2)三相半波整流电路,如图所示:
将变压器二次侧绕组等分为二段,接成曲折接法,每段绕组电压为100V。
试求:
(1)晶闸管承受的最大反压是多少?
(2)变压器铁心有没有直流磁化?
为什么?
3)三相半波可控整流电路,大电感负载,电感内阻为2Ω,直接由220V交流电源供电,控制角α为60度,计算负载平均电压Ud、流过晶闸管的电流的平均值IdT与有效值IVT。
六、自我检测题答案
1.填空题
1)快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降
2)避雷器;阻容吸收;硒堆;压敏电阻;整流式阻容吸收;
3)大于60º小于120º的宽脉冲,脉冲前沿相差60º的双窄脉冲,
4)240º;0º—180º。
5)阻容保护、压敏电阻、硒堆。
6)整流,逆变,整流,逆变,
7)变流桥,不流经负载,α>β
8)150,300,三相桥式全控整流桥,三相半波可控流电路
9)0º--150º;0º--120º
10)同步环节;锯齿波形成;脉冲形成;整形放大;强触发及输出
11)阴;阳;60度;120;两;阴;阳;不在同一桥臂上
12)负载、强迫(脉冲)。
13)正弦波、方波。
2.判断题
1)×2)×3)√4)×5)√6)√7)×8)×
9)√10)×11)√12)√13)×
3.选择题
1)C2)B3)A4)BCD5)B6)C7)B8)C9)B
10)D11)A12)A
4.问答题
1)、A:
根据不同触发电路与脉冲移相范围的要求,确定同步信号电压us与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。
B:
根据整流变压器TS的接法与钟点数,以电网某线电压作参考矢量,画出整流变压器二次侧也就是晶闸管阳极电压的矢量。
再根据A确定同步信号US与晶闸管阳极电压的相位关系,画出对应的同步相电压矢量和同步线电压的矢量。
C:
根据同步变压器二次线电压矢量位置,定出同步变压器TS的钟点数和接法。
只需把同步变压器二次电压Usu、Usv、Usw分别接到VT1,VT3,VT5管的触发电路;Us(-U)、Us(-v)、Us(-w)分别接到VT4、VT6、VT2的触发电路,与主电路的各个符号完全对应,即能保证触发脉冲与主电路同步。
2)见画图题1)
3)六个锯齿波斜率一致,在移相范围内,六个脉冲总是均匀的,输出电压波形的六个波头是均匀对称。
如果某个锯齿波的斜率偏小(或大),则这个触发电路发出的脉冲就会较正常时间滞后(或提前),使输出电压波形的六个波头不再一致。
4)电网电压换流、负载换流、强迫换流、器件换流
5)见教材
6)负载变化时,整流电路的最大输出电压能够自动调整。
7)中频感应加热电源主要由可控或不可控整流电路、滤波器、逆变器、和一些控制保护电路组成。
工作时,三相工频(50Hz)交流电经整流器整成脉动直流,经过滤波器变成平滑的直流电送到逆变器。
逆变器把直流电转变成频率较高的交流电流送给负载。
5.画图题
1)
2)①星形接法的硒堆过电压保护;
②三角形接法的阻容过电压保护;
③桥臂上的快速熔断器过电流保护;
④晶闸管的并联阻容过电压保护;
⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护;
⑥直流侧的压敏电阻过电压保护;
⑦直流回路上过电流快速开关保护;
VD是电感性负载的续流二极管;
Ld是电动机回路的平波电抗器;
3)
Ud=445.8V
4)整流电动机状态:
电流方向从上到下,电压方向上正下负,反电势E方向上正下负,Ud大于E,控制角的移相范围0°~90°。
逆变发电机状态:
电流方向从上到下,电压Ud方向上负下正,发电机电势E方向上负下正,Ud小于E,控制角的移相范围90°~150°。
5)由于采用锯齿波同步触发电路,用NPN三极管做综合管,故同步电压应滞后于晶闸管阳极电压180º相位角。
并画出矢量图如下:
同步变压器的联接组别应选择D/Y=11。
6.计算题
1)U2φ=94V;KP50—5;I2=44。
9A;S2=12.66KVA。
2)423.8V
没有被磁化。
因为在曲折接法时,流过同一相的两段绕组的电流大小相等,方向相反,故变压器铁心内不会被直流磁化。
3)Ud=128.7V;IdT=21.4A;IT=37.2A;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力电子技术 电力 电子技术 课后 习题 答案 05 中频 感应 加热 电源 安装 维护