華中科大機電傳動控制(第五版)課后習題答案解析_第1頁
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1、.螄莁蒀螀袆膃莆蝿羈荿節蝿肁膂蝕螈袀羄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈螅螅羋芄螄袇肁薃袃罿芆葿袃肂聿蒞袂螁芅芁袁羄肈蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁袈袈莁莇蒅羀膄芃薄肂莀薂薃螂膂蒈薂襖莈蒄薁肇膁莀薁腿肄蠆薀衿艿薅蕿羈肂蒁薈肅芇莇蚇螃肀芃蚆裊芆薁蚅羈肈薇蚅膀莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螞肄膅薄蟻螄莁蒀螀袆膃莆蝿羈荿節蝿肁膂蝕螈袀羄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈螅螅羋芄螄袇肁薃袃罿芆葿袃肂聿蒞袂螁芅芁袁羄肈蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁袈袈莁莇蒅羀膄芃薄肂莀薂薃螂膂蒈薂襖莈蒄薁肇膁莀薁腿肄蠆薀衿艿薅蕿羈肂蒁薈肅芇莇蚇螃肀芃蚆裊芆薁蚅羈肈薇蚅膀莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螞肄膅薄蟻螄莁蒀螀袆膃莆蝿羈荿節蝿肁膂蝕螈袀羄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈螅螅羋芄螄袇肁薃袃罿芆葿袃肂聿蒞

2、袂螁芅芁袁羄肈蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁袈袈莁莇蒅羀膄芃薄肂莀薂薃螂膂蒈薂襖莈蒄薁肇膁莀薁腿肄蠆薀衿艿薅蕿羈肂蒁薈肅芇莇蚇螃肀芃蚆裊芆薁蚅羈肈薇蚅膀莄蒃蚄袀膇荿蚃羂莂芅螞肄膅薄蟻螄莁蒀螀袆膃莆蝿羈荿節蝿肁膂蝕螈袀羄薆螇羃芀蒂螆肅肅莈螅螅羋芄螄袇肁薃袃罿芆葿袃肂聿蒞袂螁芅芁袁羄肈蠆袀肆莃薅衿膈膆蒁袈袈莁莇蒅羀膄芃薄肂莀薂薃螂膂蒈薂襖莈蒄薁肇膁莀薁腿肄蠆薀衿艿薅蕿羈肂蒁薈肅芇莇蚇螃肀芃蚆裊芆薁蚅羈肈薇蚅膀莄蒃 機電傳動控制馮清秀 鄧星鐘 等編著第五版 課后習題答案詳解2.1 說明機電傳動系統運動方程式中的拖動轉矩、靜態轉矩和動態轉矩的概念。答:拖動轉矩:電動機產生的轉矩Tm或負載轉矩TL與轉速n相同時,就

3、是拖動轉矩。靜態轉矩:電動機軸上的負載轉矩TL,它不隨系統加速或減速而變化。動態轉矩:系統加速或減速時,存在一個動態轉矩Td,它使系統的運動狀態發生變化。2.2 從運動方程式怎樣看出系統是加速的、減速的、穩定的和靜止的各種工作狀態?答:運動方程式:Td>0時:系統加速; Td=0 時:系統穩速;Td<0時,系統減速或反向加速2.3 試列出以下幾種情況下系統的運動方程式,并說明系統的運行狀態是加速、減速還是勻速?(圖中箭頭方向表示轉矩的實際作用方向)答:a勻速,b減速,c減速,d加速,e減速,f勻速2.4 多軸拖動系統為什么要折算成單軸拖動系統?轉矩折算為什么依據折算前后功率不變的原

4、則?轉動慣量折算為什么依據折算前后動能不變的原則?答:在多軸拖動系統情況下,為了列出這個系統運動方程,必須先把各傳動部分的轉矩和轉動慣量或直線運動部分的質量都折算到電動機軸上。由于負載轉矩是靜態轉矩,所以可根據靜態時功率守恒原則進行折算。由于轉動慣量和飛輪轉矩與運動系統動能有關,所以可根據動能守恒原則進行折算。2.5 為什么低速軸轉矩大?調速軸轉矩小?答:忽略磨擦損失的情況下,傳動系統的低速軸和調速軸傳遞的功率是一樣的,即P1P2而P1T11,P2T22所以T11T22,當12時, T1T2 2.6 為什么機電傳動系統中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多?答:因為低速軸的轉矩大,所設計的低速

5、軸的直徑及軸上的齒輪等零件尺寸大,質量也大,所以GD2大,而高速軸正好相反。2.7 如圖所示,電動機軸上的轉動慣量JM2.5kg.m2,轉速nM900r/mim;中間傳動軸的轉動慣量J12kg.m2,轉速n1300r/mim;生產機械軸的慣量JL16kg.m2,轉速nL60r/mim。試求折算到電動機軸上的等效轉動慣量。答: j1=M/1= nM/n1=900/300=3 jL=M/L= nM/nL=900/60=152.8 如圖所示,電動機轉速nM950r/mim,齒輪減速箱的傳動比J1 J2 4,卷筒直徑D0.24m,滑輪的減速比J3 2,起重負荷力F100N,電動機的飛輪轉矩GDM21.

6、05N.m,齒輪、滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試求提升速度v和折算到電動機軸上的靜態轉矩TL以及折算到電動機軸上整個拖動系統的飛輪慣量GDZ2。答:TL=9.55Fv/(1nM)=9.55×100×0.37/(0.83×950)=0.45N.m 2.9 一般生產機械按其運動受阻力的性質來分可有哪幾種類型的負載?答:恒轉矩型、泵類、直線型、恒功率型。2.10 反抗靜態轉矩與位能靜態轉矩有何區別,各有什么特點?答:反抗性恒轉矩負載恒與運動方向相反。位能性恒轉矩負載作用方向恒定,與運動方向無關。2.11 如圖所示,曲線1和2分別為電動機和負載的機械特性,試判斷哪些

7、是系統的穩定平衡點?哪些不是?答:(d)不是穩定運動點,其余都是穩定運行點。3.1 為什么直流電機的轉子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成?答:轉子在主磁通中旋轉,要產生渦流和磁滯損耗,采用硅鋼軟磁材料,可減少磁滯損耗,而采用“片”疊壓成,可減少渦流損耗。3.3 一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉矩TL常數,當電樞電壓或電樞附加電阻改變時,能否改變其穩定運行狀態下電樞電流的大小?為什么?這時拖動系統中哪些量必然要發生變化?答:因為所以,當改變電樞電壓或電樞串電阻時,Ia均不變。由知n會變化。3.4一臺他勵直流電動機在穩定運行時,電樞反電勢E=E1,如負載轉矩TL=常數,外加電壓和電樞電路中的電阻均

8、不變,問減弱勵磁使轉速上升到新的穩定值后,電樞反電勢將如何變化?是大于、小于還是等于E1?答:因為當 時, Ia由U=E+IaRa,EUIaRa,當Ia 時, E ,所以:E<E13.6已知他勵直流電動機的銘牌數據如下:PN=7.5kW,UN=220V,nN=1500r/min,N=88.5%,Ra=0.2。試求該電機的額定電流和額定轉矩。答:3.8一臺他勵直流電動機的銘牌數據為:PN=5.5kW,UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,試繪出它的固有機械特性曲線。答:3.9一臺并勵直流電動機的技術數據如下:PN=5.5kW,UN=110V,IN=61A,額定勵磁電流If

9、N=2A,nN=1500r/min,電樞電阻Ra=0.2 ,若忽略機械磨擦和轉子的銅耗、鐵損,認為額定運行狀態下的電磁轉矩近似等于額定輸出轉矩,試繪出它近似的固有機械特性曲線。答:3.10一臺他勵直流電動機的技術數據如下:PN=6.5kW,UN=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242 ,試計算出此電動機的如下特性:固有機械特性電樞附加電阻分別為3 和5 時的人為機械特性電樞電壓為UN/2時的人為機械特性磁通0.8 N時的人為機械特性答: 3.11為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大?答: 因為Tst=UN/Ra,Ra很小,所以Tst很大,會產生控制火花,電動應

10、力,機械動態轉矩沖擊,使電網保護裝置動作,切斷電源造成事故,或電網電壓下降等。故不能直接啟動。3.12 他勵直流電動機啟動過程中有哪些要求?如何實現?答: 要求電流Ist(1.52)IN,可采用降壓啟動、電樞回路串電阻進行啟動。3.13直流他勵電動機啟動時,為什么一定要先把勵磁電流加上,若忘了先合勵磁繞組的電源開關就把電樞電源接通,這時會產生什么現象(試從TL=0和TL=TN兩種情況加以分析)?當電動機運行在額定轉速下,若突然將勵磁繞組斷開,此時又將出現什么情況?答: 當TL=0啟動時:因為勵磁繞組有一定剩磁,使0;啟動時,n0,E0,根據UN=E+IaRa 知,UN全加在電阻Ra上,產生很大

11、的Ia ((1020)IN) ,但因為0,所以 TKtIa并不大,因為TL0,所以動轉矩大于0,系統會加速啟動;啟動后,雖有n,使E變大點,但因為0,所以E仍不大, UN大部分仍要加在電阻Ra上,產生很大Ia和不大的T,使系統不斷加速;當系統達到“飛車”時,在相當大的某一n穩速運行時, TKtIa=TL 0,所以Ia 0,此時,E相當大,UN幾乎和E平衡。當TL=TN啟動時:n0,E0,根據UN=E+IaRa 知,UN全加在電阻Ra上,產生很大的Ia((1020)IN),但因為0,所以 TKtIa并不大,因為TL= TN,所以系統無法啟動。當電動機運行在額定轉速下, TKtNIaN = TLT

12、N,nnN,此時斷開勵磁, 0,雖然仍有nnN,但E 0,根據UN=E+IaRa 知,UN全加在電阻Ra上,產生很大的Ia,但因為0,所以 TKtIa并不大,因為TL= TN,所以T TL,系統逐漸減速到停車。3.15一臺直流他勵電動機,其額定數據如下:PN=2.2kW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min,N=0.8,Ra=0.4,Rf=82.7 。試求: 額定電樞電流IaN;額定勵磁電流IfN;勵磁功率Pf;額定轉矩TN; 額定電流時的反電勢; 直接啟動時的啟動電流; 如果要使啟動電流不超過額定電流的2倍,求啟動電阻為多少?此時啟動轉矩又為多少?答:3.16直流電機用電樞電路串電

13、阻的辦法啟動時,為什么要逐漸切除啟動電阻?切除太快,會帶來什么后果?答:見書上圖3.23。如果只一段啟動電阻,當啟動后,把電阻一下切除,則電流會超過2IN,沖擊大。所以應采用逐級切除電阻辦法,切除太快,也會產生電流沖擊大,見書上圖3.24。3.17 轉速調節(調速)與固有的速度變化在概念上有什么區別?答:調速:在一定負載條件下,人為地改變電動機的電路參數,以改變電動機的穩定轉速。速度變化:由于電動機負載轉矩發生變化而引起的電動機轉速變化。3.18他勵直流電動機有哪些方法進行調速?它們的特點是什么?答:改變電樞電路外串電阻調速:機械特性較軟,穩定度低;空載或輕載時,調速范圍不大;實現無級調速困難

14、;電阻上消耗電能大。用于起重機、卷揚機等低速運轉時間不長的傳動系統。改變電動機電樞供電電壓調速:電源電壓連續變化時,轉速可以平滑無級調節;在額定轉速以下調;特性與固有特性平行,硬度不變,穩定度高,調速范圍大;屬恒轉矩調速,適合拖動恒轉矩負載,可以靠調電樞電壓啟動電機,不用其它設備。改變電機主磁通調速:可無級調速,額定轉速以上調(弱磁升速),特性軟,最高轉速不得超過額定轉速的1.2倍,調速范圍不大;屬恒功率調速,適合于恒功率負載。往往和調壓調速配合使用。3.19直流電動機的電動與制動兩種運轉狀態的根本區別何在?答:電動:電動機發出的轉矩T與轉速n方向相同;制動:T與n相反。3.20他勵直流電動機

15、有哪幾種制動方法?它們的機械特性如何?試比較各種制動方法的優缺點。答:反饋制動:運行在二、四象限,轉速大于理想空載轉速。用于起重機調速下放重物,電網吸收電能,運行經濟。電源反接制動:制動迅速,能量靠電阻吸收,但容易反向啟動。倒拉反接制動:可得較低下降速度,對TL大小估計不準,本應下降,也許會上升,特性硬度小,穩定性差,電阻消耗全部能量。能耗制動:用于迅速準確停車及恒速下放重物,電阻消耗全部能量。3.21一臺直流他勵電動機拖動一臺卷揚機構,在電動機拖動重物勻速上升時將電樞電源突然反接,試利用機械特性從機電過程上說明:(1)從反接開始到系統達到新的穩定平衡狀態之間,電動機經歷了幾種運行狀態?最后在

16、什么狀態下建立系統新的穩定平衡點?(2)各種狀態下轉速變化的機電過程怎樣?答:(1)經歷反接制動、反向電動、反向回饋制動,最后在反向回饋制動運行狀態下建立系統新的穩定平衡點。(2)當電壓反向時,n不變,電壓平衡方程式: UEIa(Ra+Rad),Ia=(-U-E)/(Ra+Rad)<0所以T反向,與n方向相反,制動;T與TL一起使n ,E 反向Ia 反向T ,最后到c點,n=0;此時,TL和T使電動機n反向,重物下降。處于反向電動狀態。因為n反向,所以E也反向, Ia=(-UE)/(Ra+Rad),即反向電流Ia 反向T;在T和TL作用下,反向n 反向E ,在某一時刻,UE0, Ia=0

17、,T0,即達到d點。但此時仍有TL 反向n 反向E UE0 Ia>0,T0,產生制動。當TTL時,還會 反向n E Ia T ,達到TTL,達到e點,穩速運行。5.1有一臺四極三相異步電動機,電源電壓的頻率為50Hz,滿載時電動機的轉差率為0.02,求電動機的同步轉速、轉子轉速和轉子電流頻率。答:5.2將三相異步電動機接三相電源的三根引線中的兩根對調,此電動機是否會反轉?為什么?答:會反轉。因為三相繞組中電流的相序發生改變。5.3有一臺三相異步電動機,其nN=1470r/min,電源頻率為50Hz。當在額定負載下運行,試求:(1) 定子旋轉磁場對定子的轉速;(2) 定子旋轉磁場對轉子的轉

18、速;(3) 轉子旋轉磁場對轉子的轉速;(4) 轉子旋轉磁場對定子的轉速;(5) 轉子旋轉磁場對定子旋轉磁場的轉速。答:5.4當三相異步電動機的負載增加時,為什么定子電流會隨轉子電流的增加而增加?答:當負載增加時,轉子電流增加;因為轉子相當于變壓器的副邊,而定子相當于變壓器的原邊,所以當轉子電流增加時,定子電流也會增加。5.5三相異步電動機帶動一定的負載運行時,若電源電壓降低了,此時電動機的轉矩、電流及轉速有無變化?如何變化?a答:原來運行在a點,當電壓減小時,運行在b點,因為n不變,s不變,所以cos 2不變因為UE1=4.44Kf1N1 ,所以當U I2 時,根據T=KmI2cos2知:T

19、,此后: n s I2 T 直到c點。bcTNc點和a點比,因為U ,而且s cos2 ,根據T=KmI2cos2TL常數,知:I2 5.6有一臺三相異步電動機,其技術數據如下表所示。型號PN/KWUN/V滿載時Ist/INTst/TNTmax/TNnN/r.min-1 IN/A N cosNY132S-63220/380960 12.8/7.2 83% 0.756.52.02.0試求: (1) 線電壓為380V時,三相定子繞組應如何接法? (2) 求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax,Ist; (3) 額定負載時電動機的輸入功率是多少?答: (1) Y接法。5.7三相異步電動機正在運行時

20、,轉子突然被卡住,這時電動機的電流如何變化?對電動機有何影響?答:電動機電流增大,燒壞電機。5.8三相異步電動機斷了一根電源線后,為什么不能啟動?而在運行時斷了一線,為什么仍能繼續轉動?這兩種情況對電動機將產生什么影響?答:斷了一根電源線后,變成單相異步電動機,沒有旋轉磁場,所以不能啟動。但仍能繼續運轉。啟動時,脈動磁場使轉子產生交變電流,發熱。運轉時,因為斷了一相,變成單相,而單相產生的脈動磁場,分解成兩個轉向相反的旋轉磁場后,存在:Bm1=Bm2=Bm/2與轉子旋轉方向相同的旋轉磁場的比三相運轉時的要小,所以I2增大;另外,與轉子旋轉方向相反的旋轉磁場的使T減小。所以,斷了一根電源線后,如

21、果較大的TL還不變,當穩定運行時,不但n下降,面且I2相當大,會燒壞電機。如果電流:iA=Imcost則電流:iB=Imcos(t-180°),即 iB為流出,與iA相位相反最大, 和 轉到A軸上當t=0時,當t=180°時, 最大 和 轉到B軸上所以當t=0時,應當把和 退回180 °和和都逆時針轉,可合成和和都順時針轉,可合成和大小相等、轉向相反,轉速相等,可以合成為一個脈動磁場 ,即電動機變為單相運行。 與A相軸線或B相軸線成30°角。5.9 三相異步電動機在相同電源電壓下,滿載和空載啟動時,啟動電流是否相同?啟動轉矩是否相同?答:啟動電流一樣,啟

22、動轉矩相同。5.10 三相異步電機 為什么不運行在Tmax或接近Tmax的情況下?答:一般Tmax是TN的22.5倍,在Tmax或接近Tmax運行時,I2大很多,電機會被燒壞。5.11 有一臺三相異步電動機,其銘牌數據如下:PN/KWnN/r.min-1UN/VNcosNIst/INTst/TNTmax/TN接法4014703800.90.96.51.22.0l 當負載轉矩為250N.m時,試問在U=UN和U1=0.8UN兩種情況下電動機能否啟動?l 欲采用Y- 換接啟動,問當負載轉矩為0.45TN和0.35TN兩種情況下,電動機能否啟動?l 若采用自耦變壓器降壓啟動,設降壓比為0.64,求電

23、源線路中通過的啟動電流和電動機的啟動轉矩。答:答:幻燈片465.13 線繞式異步電動機采用轉子串電阻啟動時,所串電阻愈大,啟動轉矩是否也愈大?答:不是。串電阻 大到一定程度后,啟動轉矩會變小,因為 雖然cos2增大,但I2減小太多。5.14 為什么線繞式異步電動機在轉子串電阻啟動時,啟動電流減少而啟動轉矩反而增大?答:因為 適當串入電阻后,雖然I2減少,但cos2增大很多,所以啟動轉矩增加。5.15 異步電動機有哪幾種調速方法?各種調速方法有何優缺點?答:調壓調速:可無級調速,但減小U時,T按U2減少,所以調速范圍不大。轉子電路串電阻調速:只適于線繞式。啟動電阻可兼作調速電阻,簡單、可靠,但屬

24、有級調速。隨轉速降低,特性變軟,低速損耗大,用在重復短期運轉的機械,如起重機。變極對數調速:多速電動機,體積大,價貴,有級調速。結構簡單,效率高,調速附加設備少。用于機電聯合調速。變頻調速:用于一般鼠籠式異步電動機,采用晶閘管變頻裝置。5.16 什么叫恒功率調速?什么叫恒轉矩調速?答:在調速過程中,無論速度高低,當電動機電流保持不變時,電磁轉矩也不變,這種調速叫恒轉矩調速。在調速過程中,無論速度高低,當電動機電流保持不變時,功率也不變,叫恒功率調速。5.17 異步電動機變極調速的可能性和原理是什么?其接線圖是怎樣的?答:使每相定子繞組中一半繞組內的電流改變方向,即可改變極對數,也就改變了轉速。

25、接線圖如書上圖5.40。5.18 異步電動機有哪幾種制動狀態?各有何特點?答:反饋制動:用于起重機高速下放重物,反饋制動時,動能變為電能回饋給電網,較經濟,只能在高于同步轉速下使用。反接制動:電源反接時,制動電流大,定子或轉子需串接電阻,制動速度快容易造成反轉,準確停車有一定困難,電能損耗大。當倒拉制動時,用于低速下放重物,機械功率、電功率都消耗在電阻上。能耗制動:比較常用的準確停車方法,制動效果比反接制動差。5.19 試說明鼠籠式異步電動機定子極對數突然增加時,電動機的降速過程。答:見書上圖5.42。原來運行在a點。當p突然時,n>n02,所以T<0,和TL一起使ns絕對值I2

26、T 。當n= n02時,I20,T0。當n<n02時,I2反向,I20,T0,變為電動轉矩,但TTL,所以 nsI2 T ,直到TTL,系統穩定運行在c 點。5.20 試說明異步電動機定子相序突然改變時,電動機的降速過程。答:見書上圖5.43。原來運行在a點。當相序改變時,旋轉磁場旋轉方向改變。因為慣性,n不能立即改變,所以運行于b點。因為旋轉磁場方向變了,所以I20,T0,為制動轉矩。在T和TL作用下,n,此時,s1。當n時, s cos2 Tn更快。5.21 如圖5.51所示,為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機的旋轉方向?答:QB改變時,就可使電容分別拉入A相可B相繞組,

27、接C的繞組電流在相位上會超前于另一相繞組90度時間電角度,面旋轉磁場的旋轉方向是由電流的超前相向電流的落后相。所以改變QB接法,就可改變n0的方向。5.23 同步電動機的工作原理與異步電動機的有何不同?答:定子繞組通三相交流電后,產生旋轉磁場,而轉子繞組通直流電,產生固定的磁場,極對數和旋轉磁場極對數一樣,旋轉磁極與轉子磁極異性相吸,所以轉子轉動。而異步電動機的旋轉磁場被轉子導體切割,轉子產生感應電動勢和感應電流,電流在磁場中產生電磁力和電磁轉矩,由此產生轉速。5.24 一般情況下,同步電動機為什么要采用異步啟動法?答:定子通三相電后,立即產生n0,很快,而轉子n=0,有慣性,當S0吸引N,N

28、0吸引S時,轉子有轉動趨勢,但還沒等轉起來,S0對S,N0對N又排斥,這樣一吸一斥,轉子始終轉不起來,所以要用異步啟動法。5.25 為什么可以利用同步電動機來提高電網的功率因數?答:同步電動機所需勵磁勢由定子和轉子共同產生。轉子If f,定子I 0, f0當If使f變化時,要保持不變,則0要變,所以產生0的I要變。當TL常數,則P2Tn/9550=常數,略去電動機的內部消耗,則:當改變If使I改變時, cos也隨著變,所以,可調If,使cos1,即正常勵磁。當If小于正常勵磁電流,叫欠勵,屬感性負載;當If大于正常勵磁電流,叫過勵,屬容性負載過勵時,直流勵磁過剩,不需交流供給勵磁電流,而且還向

29、電網發出電感性電流與電感性無功功率,正好補償電網附近電感性負載需要,使整個電網的功率因數提高。10.1 晶閘管的導通條件是什么?導通后流過晶閘管的電流決定于什么?晶閘管由導通轉變為阻斷的條件是什么?阻斷后它所承受的電壓大小決定于什么?答:導通條件:陽極、控制極同時加控制電壓。導通后,電流決定于主電壓和負載。阻斷:陽極電壓變0或變負。阻斷后:承受電壓大小決定于主電壓。幻燈片7010.2 晶閘管能否和晶體管一樣構成放大器?為什么?答:不能。當加上控制電流Ig后,晶閘管有強烈正反饋,立即導通,導通后陽極電流I(由主電壓和負載決定)和Ig無關。10.3試畫出圖中負載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波

30、形。10.4 如題10.4圖所示,試問:(1)在開關S閉合前燈泡亮不亮?為什么?(2)在開關S閉合后燈泡亮不亮?為什么? (3)再把開關S斷開后燈泡亮不亮?為什么?答:(1)不亮。因為控制極沒加正向電壓;(2)亮。因為控制極加正向電壓,當陽極也加正向電壓時,晶閘管導通。(3)再把S斷開,不亮。因為U2為交流,當S斷開,且U2為負時,晶閘管關斷,此后,沒有Ug,不會再導通。10.5如題10.5圖所示,若在t1時刻合上開關S,t2時刻斷開S,試畫出負載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。答:10.6晶閘管的主要參數有哪些?答: UDRM為斷態重復峰值電壓,在控制極斷路時,可以重復加在晶閘管兩端

31、的正向峰值電壓,其數值規定比正向轉折電壓小100V。URRM為反向重復峰值電壓,在控制極斷路時,可以重復加在晶閘管元件上的反向峰值電壓,其數值規定比反向擊穿電壓小100V。IT為額定通態平均電流(額定正向平均電流)。在環境溫度不大于40和標準散熱及全導通條件下,晶閘管元件可以連續通過的工頻正弦半波電流(在一個周期內)的平均值,簡稱額定電流。IH為維持電流。在規定的環境溫度和控制極斷路時,維持元件繼續導通的最小電流。10.7 如何用萬用表粗測晶閘管的好壞?答:見書上表10.110.8 晶閘管的控制角和導通角是何含義?答:控制角:晶閘管元件承受正向電壓起始點到觸發脈沖的作用點之間的電角度。導通角:

32、晶閘管在一周期內導通的電角度。10.9有一單相半波可控整流電路,其交流電源電壓U2220V,負載電阻RL=10,試求輸出電壓平均值Ud的調節范圍,當/3時,輸出電壓平均值Ud、電流平均值Id為多少,并選擇晶閘管。答:輸出電壓平均值 當 0時, Ud99V;當 時, Ud0V。所以Ud的調節范圍是099V。當/3時,Ud74.25V負載電流平均值 當/3時,Id7.425A。考慮晶閘管的安全系數,一般取1.52,所以:IT(1.52)×8.89(13.33517.78)A晶閘管最大反向電壓:考慮安全系數為23,故斷態和反向重復峰值電壓為:UDRM(23)×311V(62293

33、3)V根據以上IT和UDRM的值查有關資料,選取合適的晶閘管。10. 10續流二極管有何作用?為什么?若不注意把它的極性接反了會產生什么后果?答:當電源電壓變負時,V導通,負載上由電感維持的電流流經二極管。VS關斷,電源負電壓不加于負載上。作用:可提高大電感負載時的單相半波可控整流電路整流輸出平均電壓。極性若接反:造成短路。10. 11試畫出單相半波可控整流電路帶不同性質負荷時,晶閘管的電流波形與電壓波形。答:見圖10.10、圖10.11、圖10.1210.12. 有一電阻性負載,需要直流電壓Ud=60V,電流Id=30A供電,若采用單相半波可控整流電路,直接接在220V的交流電網上,試計算晶

34、閘管的導通角。77.75°,導通角18077.75102.25 °10.13 有一電阻負載,需要可調直流電壓Ud=0V60V,電流Id=0A10A,現選用一單相半控橋式可控整流電路,試求變壓器副邊的電壓和晶閘管與二極管的額定電壓和電流。當0°時,電壓應達最大,即為60V,所以變壓器副邊電壓:元件承受的最大正反向電壓為考慮安全系數為23,故斷態和反向重復峰值電壓(額定電壓)為: UDRM(23)×94.281V(188.563282.844)V額定電流:因0° ,所以IT(1.52)×10(1520)A10.14 三相半波可控整流電路,

35、如在自然相點之前加入觸發脈沖會出現什么現象?畫出這時負載側的電壓波形圖。答:10.15 三相半波電阻負載的可控整電路,如果由于控制系統故障,A相的觸發脈沖丟失,試畫出控制角0時整流電壓波形。答:10. 16三相橋式全控整流電路帶電阻性負載,如果有一只晶閘管擊穿,其它晶閘管會受什么影響?答:見圖10.29。如VS1被擊穿,則VS3、VS5會短路,因為UBA、UCA不會加于負載,VS4用不著導通。10.17晶閘管對觸發電路有哪些要求?觸發電路主要有哪三個環節?每個環節的功能是什么?足夠大的觸發電壓和電流 對晶閘管觸發脈沖的要求主要有 和 前沿要陡有一定的脈寬度不觸發時的輸出電壓小最好為負與主電路同步主要有三個環節:同步波形產生、移相控制、脈沖形成三個環節組成。同步波形產生:產生與主電路電壓同步的電壓波形,使對應每一主電壓波形的控制角都一樣。移相控制:為了改變輸出主電壓平均值,需要對同步波形移相,以改變控制角大小。脈沖形成:把產生的具有一定控制角且可人為改變控制角的同步波形變成觸發脈沖輸出。10.18單結晶體管自振蕩電路的振蕩頻率是由什么決定的?為獲得較高的振蕩頻率,減小充電電阻R與減小電容C效果是否一樣?R大小受哪些因素限制?為什么?答:振蕩頻率是由充電常數(RC)決定。為了獲得較高的振蕩頻率,減小充電電阻R與減小電容C效果是一樣的。R受以下

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