电力电子习题答案

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《电力电子技术》习题答案第四版

《电力电子技术》习题答案第四版

《电力电子技术》习题答案(第四版_ 1.电力电子技术的基本原理是什么?答:电力电子技术是指通过电子器件将
电能进行控制和转换的技术。

其基本原理是利用半导体器件的导通和截止特性,通过控制电流和电压的方向和大小,实现对电能的调节和转换。

2.什么是电力电子器件?答:电力电子器件是用于电力电子技术中的半导体
器件,常见的有晶闸管、二极管、MOSFET、IGBT等。

这些器件具有导通和截止的特性,可以实现对电能的控制和转换。

3.请简述晶闸管的工作原理。

答:晶闸管是一种双向可控的半导体开关器
件。

其工作原理是通过控制晶闸管的控制极,将其导通或截止。

当控制极施加一个触发脉冲时,晶闸管的阳极和阴极之间的电流将开始流动,晶闸管处于导通状态;当没有触发脉冲时,晶闸管处于截止状态。

4.什么是PWM调制技术?答:PWM调制技术是一种通过改变脉冲宽度的方式
来实现对电能的调节。

通过改变脉冲的宽度,可以改变电平的平均值,从而实现对电能的调节。

PWM调制技术广泛应用于电力电子领域,如变频调速、电力供应等。

5.请简述逆变器的工作原理。

答:逆变器是一种将直流电能转换为交流电能
的电力电子设备。

其工作原理是通过控制器控制晶闸管等开关器件的导通和截止,将直流电源的电压和电流转换为交流电压和电流。

逆变器广泛应用于太阳能发电、电动汽车等领域。

电力电子技术及应用习题含答案

电力电子技术及应用习题含答案

电力电子技术及应用习题含答案1、逆导晶闸管是将二极管与晶闸管( )在同一管芯上的功率集成器件。

A、串联B、并联C、不确定D、反并联答案:D2、带电感性负载的单相交流调压电路,当α=φ时,电流导通角θ=180°,正负半周电流处于()状态。

A、临界连续B、断续C、关断D、连续答案:A3、以下哪项不是晶闸管的电压定额(____)。

A、断态重复峰值电压B、反向重复峰值电压C、通态平均电压D、门极触发电流答案:D4、电力场效应管(MOSFET)主要采用何种结构形式?(____)。

A、P沟道耗尽型B、P沟道增强型C、N沟道耗尽型D、N沟道增强型答案:D5、调光灯电路中,决定灯泡能否点亮的关键是(____)。

A、三极管B、晶闸管C、续流二极管D、单结晶体管答案:B6、若测得晶闸管的UDRM为835V,URRM为976V,则额定电压应定义为(____)。

A、750VB、800VC、680VD、875V答案:B7、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于()负载。

A、电感性B、电阻性C、电容性D、反电动势答案:D8、双向晶闸管的结构有螺栓式和(____)。

A、绝缘式B、螺管式C、平板式D、方管式答案:C9、电阻性负载的特点是(____)。

A、电压允许突变,电流不允许突变B、电流允许突变,电压不允许突变C、电压和电流均允许突变D、电压和电流均不允许突变答案:C10、电力MOSFET的通态电阻具有()温度系数。

A、正B、负C、零D、稳定答案:A11、将三相桥式全控整流电路中共阳极组的三只晶闸管换成三只二极管,就构成()。

A、三相半波可控整流电路B、双反星形可控整流电路C、三相桥式半控整流电路D、十二脉波可控整流电路答案:C12、带电感性负载的单相交流调压电路,晶闸管的导通角θ不仅与控制角α有关,而且与(____)有关。

A、导通角θB、控制角αC、功率因数角φD、停止导电角δ答案:C13、型号为KS100-8的元件表示()。

《电力电子技术(第二版)》习题答案

《电力电子技术(第二版)》习题答案

《电力电子技术》习题及解答第1章 思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。

导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A 决定。

1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小,I A 下降到维持电流I H 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。

进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A 决定。

1.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。

1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g =0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。

1.5请简述晶闸管的关断时间定义。

答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。

即gr rr q t t t +=。

答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。

1.7请简述光控晶闸管的有关特征。

答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。

主要用于高压大功率场合。

1.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题1.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答:(a )因为H A I mA K VI <=Ω=250100,所以不合理。

《电力电子》课后习题答案

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第 1 章 习题3. 把一个晶闸管与灯泡串联,加上交流电压,如图 1-37 所示图 1-37问:(1)开关 S 闭合前灯泡亮不亮?(2)开关 S 闭合后灯泡亮不亮?(3)开关 S 闭合一段时间后再打开,断开开关后灯泡亮不亮?原因是什么?答:(1)不亮;(2)亮;(3)不亮,出现电压负半周后晶闸管关断。

1) 开关 S 闭合前,灯泡不亮;因为晶闸管门极没有正向门极电压,故晶闸管不能导通。

2) 开关 S 闭合后灯泡亮;因为此时晶闸管门极加上了正向电压,而 U2 为交流电源,故只有当晶闸管阳极承受正向电压时,晶闸管才导通,当晶闸管阳极电压为负时,不导通;但在电源为工频交流的情况下, 灯泡表现为始终亮。

3) 开关 S 闭合一段时间后,再打开,灯泡不亮;因为当晶闸管阳极电压为负时,即使有正向的门极电压,也会使晶闸管很快关断(晶闸管关断时间只有约 40us );打开 S 后,即使晶闸管阳极承受正向电压,但因为门极没有正向电压,故晶闸管也不导通。

4. 在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠,可能是什么现象和原因?冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因?答:晶闸管的门极参数 I GT 、U GT 受温度影响,温度升高时,两者会降低,温度升高时,两者会升高,故会引起题中所述现象。

夏天工作正常、冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流偏小,夏天勉强能触发,到冬天则就不能满足对触发电流的要求了。

冬天正常、夏天不正常的原因可能 是晶闸管的维持电流小,冬天勉强能关断,到夏天不容易关断;或者,因所选用的晶闸管电压 偏低,到夏天管子转折电压与击穿电压值下降, 而造成硬开通或击穿。

5. 型号为 KP100-3,维持电流 I H =4mA 的晶闸管,使用在如图 1-38 电路中是否合理 ?为什么?(分析时不考虑电压、电流裕量)(a)(b)(c)图 1-38 习题 5 图答:(1)I d =10050 ⨯103= 0.002 A = 2mA < I H = 4mA故不能维持导通2 (2)I 2 =220= 15.56...I d = I 2 /1.57 = 9.9 A > I H 10 2而 U TM = 220 = 311V > U R故不能正常工作(3)I d =150/1=150A>I HI T =I d =150A<1.57×100=157A 故能正常工作16. 说明 GTO 的关断原理。

电力电子技术_习题集(含答案)

电力电子技术_习题集(含答案)

《电力电子技术》课程习题集一、单选题1.晶闸管内部有()PN结。

A、一个B、二个C、三个D、四个2.电力二极管内部有()个PN结。

A、一个B、二个C、三个D、四个3.双向晶闸管是用于交流电路中的,其外部有()电极。

A、一个B、两个C、三个D、四个4.比较而言,下列半导体器件中开关速度最快的是()。

A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR5.下列半导体器件中属于电流型控制器件的是()A、GTRB、MOSFETC、IGBTD、SR6.比较而言,下列半导体器件中开关速度最慢的是()。

A、GTOB、GTRC、MOSFETD、IGBT7.下列半导体器件中属于电压型控制器件的是()。

A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR8.压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来作()。

A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护9.晶闸管两端并联一个RC电路的作用是()。

A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护10.普通晶闸管的通态电流(额定电流)是用电流的()来表示的。

A、有效值B、最大值C、平均值D、最小值11.晶闸管在电路中的门极正向偏压()愈好。

A、愈大B、愈小C、不变D、为零12.快速熔断器在晶闸管整流电路中主要是用来作()。

A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护13.当晶闸管的额定电压小于实际要求时,可以用两个以上同型号的器件相( )。

A、串联B、并联C、串并联14.当晶闸管承受反向阳极电压时,不论门极加何种极性触发电压,管子都将工作在( )。

A、导通状态B、关断状态C、饱和状态D、不定15.当晶闸管的额定电流小于实际要求时,可以用两个以上同型号的器件相 ( )。

A、串联B、并联C、串并联16.晶闸管整流电路中直流电动机应该属于()负载。

A、电阻性B、电感性C、反电动势D、不定17.晶闸管可控整流电路中的控制角α减小,则输出的电压平均值会()。

A、不变B、增大C、减小D、不定18.三相可控整流与单相可控整流相比较,输出直流电压的纹波系数()。

《电力电子技术》习题答案(第四版,

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第1章电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。

或:uAK>0且uGK>0。

2. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。

第2章整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0和60时的负载电流Id,并画出ud与id波形。

解:α=0时,在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。

在电源电压u2的负半周期,负载电感L 释放能量,晶闸管继续导通。

因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成立:考虑到初始条件:当ωt=0时id=0可解方程得:==22.51(A)ud与id的波形如下图:当α=60°时,在u2正半周期60~180期间晶闸管导通使电感L储能,电感L储藏的能量在u2负半周期180~300期间释放,因此在u2一个周期中60~300期间以下微分方程成立:考虑初始条件:当ωt=60时id=0可解方程得:其平均值为==11.25(A)此时ud与id的波形如下图:2.图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为2;②当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。

电力电子习题答案

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第2章电力电子器件与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才能使它具有耐受高电压和大电流的能力解:1. 电力二极管是垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,提高通流能力 2.电力二极管在P区和N区多了一层低掺杂区,可以承受很高的电压而不致被击穿;3.具有电导调制效应。

使晶闸管导通的条件是什么答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。

或者U AK >0且U GK>0维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管由导通变为关断答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im , 试计算各波形的电流平均值I d1,I d2,I d3与电流有效值I1,I2,I3解:a) Id1= Im I1==b) Id2== Im I2= Imc) Id3== Im I3== Im.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1=I/=, ≈≈89.48Ab) Im2=I/ = Id2= =c) Im3=2I=314 Id3= =和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能答: GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小, 门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小, 从而使从门极抽出较大的电流成为可能。

电力电子第1章 习题-带答案

电力电子第1章 习题-带答案

第1章习题
第1部分:填空题
1.电力电子技术是使用__电力电子______器件对电能进行__变换和控制___的技术。

2. 电力电子技术是应用在__电力变换领域______ 的电子技术。

3. 电能变换的含义是在输入与输出之间,将__电压______、_电流_______、__频率______、_相位_______、_相数_______中的一项以上加以改变。

4. 在功率变换电路中,为了尽量提高电能变换的效率,所以器件只能工作在_开关_______状态,这样才能降低___损耗_____。

5. 电力电子技术的研究内容包括两大分支:___电力电子器件制造_____________ 技术和_变流_______技术。

6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成___电力变换__________电路和对其进行控制的技术,以及构成_ 电力电子_______装置和__电力电子______系统的技术。

第2部分:简答题
1. 什么是电力电子技术?
答:电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

2. 电能变换电路的有什么特点?机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关?
答:电能变换电路在输入与输出之间将电能,电流,频率,相位,相数种的一相加以变换。

电能变换电路中理想开关应满足切换时开关时间为零,使用寿命长,而机械开关不能满足这些要求。

3. 电力电子变换电路包括哪几大类?
答:交流变直流-整流;直流变交流-逆变;直流变支路-斩波;交流变交流-交流调压或者变频。

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《电力电子技术》习题集张纯江顾和荣朱艳萍编写燕山大学应用电子技术教研室2006年1月第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极注入正向触发电流。

1.2 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流(即维持电流),即H A I I >。

要使晶闸管由导通变为关断,可通过外加反向阳极电压或减小负载电流的办法,使流过晶闸管的电流降到维持电流值以下,即H A I I <。

1.3 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为m I 。

试计算各波形的电流平均值1d I ,2d I ,3d I 与电流有效值1I ,2I ,3I 。

解:a ) m m m d I I t d t I I 2717.0)122(2)()(sin 2141≈+==⎰πωωπππm m m I I t d t I I 4767.021432)()sin (21421≈+==⎰πωϖπππb ) m mm d I I t d t I I 5434.0)122()()(sin 142≈+==⎰πωωπππm m m I I t d t I I 6471.0214322)()sin (1422≈+==⎰πωϖπππc ) ⎰==20341)(21πωπm m d I t d I I m m I t d I I 21)(212023==⎰ωππ图1-43 晶闸管导电波形1.4 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流1d I 、2d I 、3d I 各为多少?这时,相应的电流最大值1m I 、2m I 、3m I 各为多少?解:额定电流A I AV T 100)(=的晶闸管,允许的电流有效值A I 157=,由上题计算结果知:a ) A II m 35.3294767.01≈≈A I I m d 48.892717.011≈≈b ) A II m 90.2326741.02≈≈A I I m d 56.1265434.022≈≈ c ) A I I m 31423== A I I m d 5.784133==1.5 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由211P N P 和221N P N 构成两个晶体管1V 、2V ,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。

121>αα+两个等效晶体管过饱和而导通;121<αα+不能维持饱和导通而关断。

GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:1)多元并联集成结构使每个GTO 元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,2P 区的横向电阻很小,显著减小了横向压降效应,从而使从门极抽出较大的电流成为可能;2) GTO 导通时21αα+的更接近于1,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为05.121≈+αα,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;而且GTO 在设计时2α较大,这样晶体管2V 控制灵敏,易于GTO 关断; 3) GTO 的3J 结的反向击穿设计得较高,使得允许在门极和阴极间施加较高的反向驱动电压,不仅可以进一步削弱横向压降效应,而且可以加速GTO 体内非平衡载流子经门极回路泄放的过程。

1.6 如何防止电力MOSFET 因静电感应引起的损坏?答:电力MOSFET 的栅极绝缘层很薄弱,容易被击穿而损坏。

MOSFET 的输入电容是低泄漏电容,当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20V 的击穿电压,所以为防止MOSFET 因静电感应而引起的损坏,应注意以下几点: ① 一般在不用时将其三个电极短接;② 装配时人体、工作台、电烙铁必须接地,测试时所有仪器外壳必须接地; ③ 电路中,栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高; ④ 漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。

1.7 IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 的驱动电路各有什么特点?答:IGBT 驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,IGBT 是电压驱动型器件,IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。

GTR驱动电路的特点是:驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿,并有一定的过冲,这样可加速开通过程,减小开通损耗,关断时,驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。

GTO 驱动电路的特点是:GTO 要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度,且一般需要在整个导通期间施加正门极电流,关断需施加负门极电流,幅值和陡度要求更高,其驱动电路通常包括开通驱动电路,关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

电力MOSFET 驱动电路的特点:要求驱动电路具有较小的输入电阻,驱动功率小且电路简单。

1.8 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。

答:全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压,dtdv或过电流和dtdi,减小器件的开关损耗。

RCD 缓冲电路中,各元件的作用是: 开通时,S C 经S R 放电,S R 起到限制放电电流的作用;关断时,负载电流经S VD 从S C 分流,使dtdv 减小,抑制过电压。

1.9 试说明IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 各自的优缺点。

解:对IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 的优缺点的比较如下表:1.10 什么是晶闸管的额定电流?答:晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流,国标规定:晶闸管在环境温度为40℃和规定的冷却状态下,稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。

1.11 为什么要限制晶闸管断电电压上升律dtdv?答:晶闸管在承受正向阳极电压阻断状态下,2J 结反偏,其结电容在晶闸管端电压上升率dtdv过大时,就会流过较大的充电电流(称位移电流),此位移电流流过3J ,起到相当于触发电流的作用,易使晶闸管误触发导通,所以要限制dtdv 。

1.12 为什么要限制晶闸管通态电流上升率dtdi?答:在晶闸管开始导通时刻,若电流上升速度过快,会有较大的电流集中在门极附近的阴极小区域内,虽然平均电流没有超过额定值,但在小的区域内局部过热而损坏晶闸管,所以要限制通态dtdi 。

1.13 电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施有哪些? 答:产生原因:1) 分闸、合闸时产生的操作过电压; 2) 雷击引起的雷击过电压;3) 晶闸管换相过程中产生的换相过电压。

防止措施:压敏电阻;交流侧RC 过电压抑制电路;直流侧RC 过电压控制电路;变压器加屏蔽层;避雷器;器件关断缓冲电路等。

第2章 整流电路2..1 单相半波可控整流电路对电感负载供电,mH L 20=,V U 1002=,求当︒=0α时和︒60时的负载电流d I ,并画出d u 与d i 波形。

解: ︒=0α时,在电源电压2u 的正半周期晶闸管导通时,负载电感L 储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。

在电源电压2u 的负半周期,负载电感L 释放能量,晶闸管继续导通。

因此,在电源电压2u 的一个周期里,以下方程均成立:t U dtdi Ldωsin 22= 考虑到初始条件:当0=t ω时0=d i 可解方程得:)cos 1(22t LU i d ωω-= ⎰-=πωωωπ202)()cos 1(221t d t LU I d )(51.2222A LU ==ω d u 与d i 的波形如下图:当︒=60α时,在2u 的正半周期︒60~︒180期间,晶闸管导通使电惑L 储能,电感L 储藏的能量在2u 负半周期︒180~︒300期间释放,因此在2u 的一个周期中︒60~︒300期间,以下微分方程成立:t U dtdi Ldωsin 22= 考虑到初始条件:当︒=60t ω时0=d i 可解方程得:)cos 21(22t L U i d ωω-=其平均值为⎰-=3532)()cos 21(221ππωωωπt d t L U I d )(25.11222A L U ==ω 此时d u 与d i 的波形如下图:2. 2 图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:① 晶闸管承受的最大反向电压为222U ;② 当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。

① 以晶闸管2VT 为例。

当1VT 导通时,晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联,所以2VT 承受的最大电压为222U 。

② 当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时,对于电阻负载;)~0(α期间无晶闸管导通,输出电压为0;)~(πα期间,单相全波电路中1VT 导通,单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通,输出电压均与电源电压2U 相等;)~(αππ+期间均无晶闸管导通,输出电压为0;)2~(παπ+期间,单相全波电路中2VT 导通,单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通,输出电压等于2U -。

对于电感负载;)~(απα+期问,单相全波电路中1VT 导逼,单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通,输出电压均与电源电压2U 相等;)2~(απαπ++期间,单相全波电路中2VT 导通,单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通,输出波形等于2U -。

可见,两者的输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。

2.3 单相桥式全控整流电路,V U 1002=,负载中Ω=20R ,L 值极大,当︒=30α时, 要求:① 作出d u 、d i 和2i 的波形;② 求整流输出平均电压d U 、电流d I ,变压器二次电流有效值2I ; ③ 考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解:① d u 、d i 和2i 的波形如下图:② 输出平均电压d U 、电流d I ,变压器二次电流有效值2I 分别为 )(97.7730cos 1009.0cos 9.02V U U d =︒⨯⨯==α)(99.38297.77A R U I dd ===)(99.382A I I d ==③ 晶闸管承受的最大反向电压为:)(4.141100222V U =⨯=考虑安全裕量,晶闸管的额定电压为:)(424~2834.141)3~2(V U N =⨯ 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

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