資源描述：
《電力電子課后習(xí)題答案.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、.第五章直流-直流交流電路1．簡(jiǎn)述圖5-1a所示的降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個(gè)控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時(shí)間ton，由電源E向L、R、M供電，在此期間，uo＝E。然后使V關(guān)斷一段時(shí)間toff，此時(shí)電感L通過二極管VD向R和M供電，uo＝0。一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓Uo＝tonE。輸出電壓小于電源電壓，起tontoff到降壓的作用。2．在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10Ω，L值極大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸
2、出電壓平均值為Uo=tonE=20200=80(V)T50輸出電流平均值為Io=Uo-EM=8030=5(A)R103．在圖5-1a所示的降壓斬波電路中，E=100V，L=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。當(dāng)ton=3μs時(shí)，重新進(jìn)行上述計(jì)算。解：由題目已知條件可得：m=EM=10=0.1E100..τ=L=0.001=0.002R0.5當(dāng)ton=5μs時(shí)，有ρ=T=0.01=ton=0.0025
3、由于0.00251=0.249>me1=e0.01e1e1所以輸出電流連續(xù)。此時(shí)輸出平均電壓為Uo=tonE=1005=25(V)T20輸出平均電流為Io=Uo-EM=2510=30(A)R0.5輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值分別為Imax=1emE=1e0.00250.1100=30.19(A)1eR1e0.010.5Imin=e1Ee0.00251100e1mR=e0.0110.10.5=29.81(A)當(dāng)ton=3μs時(shí)，采用同樣的方法可以得出：αρ=0.0015由于e1=e0.0151=0.149>m0.01e1e1所以輸出電流仍然連續(xù)。此時(shí)輸出
4、電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時(shí)值分別為：..Uo=tonE=1003=15(V)T20Io=Uo-EM=1510=10(A)R0.5Imax=1e0.0015100=10.13(A)0.010.11e0.50.0015100=9.873(A)Imin=e0.0110.1e10.54．簡(jiǎn)述圖5-2a所示升壓斬波電路的基本工作原理。答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段電感
5、L上積蓄的能量為EI1ton。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時(shí)間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為UoEI1toff。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：EI1tonUoEI1toff化簡(jiǎn)得：UotontoffETEtofftoff式中的T/toff1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。..5．在圖5-2a所示的升壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，R=20Ω，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40μs，ton=25μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流
6、平均值Io。解：輸出電壓平均值為：Uo=輸出電流平均值為：TE=4050=133.3(V)toff4025Io=Uo=133.3=6.667(A)R206．試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。答：升降壓斬波電路的基本原理：當(dāng)可控開關(guān)V處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)V向電感L供電使其貯存能量，此時(shí)電流為i1，方向如圖3-4中所示。同時(shí)，電容C維持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。此后，使V關(guān)斷，電感L中貯存的能量向負(fù)載釋放，電流為i2，方向如圖3-4所示。可見，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T內(nèi)電感L兩
7、端電壓uL對(duì)時(shí)間的積分為零，即T0uLdt0當(dāng)V處于通態(tài)期間，uL=E；而當(dāng)V處于斷態(tài)期間，uL=-uo。于是：EtonUotoff所以輸出電壓為：UotonEtonEEtoffTton1..改變導(dǎo)通比，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可以比電源電壓低。當(dāng)0<<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<<1時(shí)為升壓，因此將該電路稱作升降壓斬波電路。Cuk斬波電路的基本原理：當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過電流。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，E—L1—C—VD回路和R—L2—VD回路分別流過電流。輸出電壓的極性與電源電壓極性相反。該電路的等效電路如圖3-5
8、b所示，相當(dāng)于開關(guān)S在A、B兩點(diǎn)之間交替切換。假設(shè)電容C很大使電容電壓uC的脈動(dòng)足夠小時(shí)。當(dāng)開
