电力电子课后习题答案部分 (2)
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)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 ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2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u 2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u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2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u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 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。
电力电子变流技术课后答案第2章
第二章 单相可控整流电路习题与思考题解2-1．什么是整流？它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的？解：整流电路是一种AC ／DC 变换电路，即将交流电能变换为直流电能的电路，它是利用半导体二极管的单向导电性和晶闸管是半控型器件的特性来实现的。
2-2．某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V ，电流为20A ，采用单相半波可控整流电路直接从220V 交流电网供电。
计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，并选择晶闸管。
解：(1)整流输出平均电压Ｕd =⎰παωωπ22).(.sin 221t td U =⎰παωωπ).(.sin 2212t td U=2cos 145.02cos 1222ααπ+≈⎪⎭⎫⎝⎛+U U cos α=5152.0122045.0752145.022=-⨯⨯=-U U d则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120° (2).负载电流平均值I d =RU d=20(A) 则 R ＝U d ／I d ＝75／20=3.75Ω 负载电流有效值I ，即为晶闸管电流有效值I V1，所以I =I V1=()⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛παωωπt d t R U 22sin 221=παπαπ22sin 412-+R U ＝37.6(A) (3).当不考虑安全裕量时I V1=k fe I VEAR =1.57I VEAR则晶闸管通态平均电流 I VEAR =I V1 /1.57=37.4 /1.57=23.9(A) 晶闸管可能承受的最大正反向电压为 311220222≈⨯=U (V)所以，可选择额定通态平均电流为30A 、额定电压为400V 的晶闸管。
按裕量系数2，可选择额定通态平均电流为50A 、额定电压为700V 的晶闸管。
2-3．带有续流二极管的单相半波可控整流电路，大电感负载保证电流连续。
试证明输出整流电压平均值2cos 122απ+=U U d ，并画出控制角为α时的输出整流电压u d 、晶闸管承受电压u V1的波形。
电力电子技术第五版课后习题及答案
电力电子技术第五版课后习题及答案第二章电力电子器件2-1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使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2.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。
2-3.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。
2-4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Imπ4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27晶闸管导电波形解：a)I d1=π21ππωω4)(sin t td I m=π2m I(122+)≈0.2717I m I1=ππωωπ42)()sin(21t d t I m=2m Iπ2143+≈0.4767I m b)I d2=π1ππωω4)(sin t td I m=πm I(122+)≈0.5434I m I 2=ππωωπ42)()sin(1t d t I m=22m Iπ2143+≈0.6741I m c)I d3=π2120)(πωt d I m=4 1I m I3=202)(21πωπt d I m=21I m2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3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)I m1≈4767.0I≈329.35，I d1≈0.2717I m1≈89.482/16b)I m2≈6741.0I≈232.90,I d2≈0.5434I m2≈126.56c)I m3=2I=314,I d3=41I m3=78.52-6GTO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P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益a1和a2，由普通晶阐管的分析可得,a1+a2=1是器件临界导通的条件。
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第二章 电力电子器件2. 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：u AK >0且u GK >0。
3. 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。
4. 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I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3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) I m1≈4767.0I≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.56. 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 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。
《电力电子》课后习题答案
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(第二版)》课后习题及解答
《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 +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？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 V I <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子课后习题详解
1-9 图 1-49 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 Id、电流有效值 I。
0
2 0
5
2 0
2
4
4
晶1闸-43管导电波形
答案：
a)
Ud＝－290.3（V） Id＝109.7（A）
γ＝8.90 P=31.85(W)
第 4 章 直流—直流（DC-DC）变换
4-2 在图 4-1（a）所示的降压斩波电路中，已知 E=200V，R=10Ω，L 值极大， Em=30V，T=50μs，ton=20μs，计算输出电压的平均值 Uo、输出电流平均值 Io。 答案：
Uo=80(V) Io=5(A)
4-4 在图 4-4（a）所示的升压斩波电路中，已知 E=50V，R=20Ω，L 值和 C 值极 大，T=40μs，ton=25μs，计算输出电压的平均值 Uo、输出电流平均值 Io。 答案：
Uo=133.3(V) Io=6.667(A)
4-6 分析图 4-10（a）所示的电流可逆斩波电路，并结合图 4-10（b）所示的波 形，绘制各阶段电流流通的路径并标明电流方向。
Id1 0.2717Im
I1 0.4767Im
b)
Id2 0.5434Im
I2 0.6741Im
c)
Id3=
1 4
Im
I3=
1 2
Im
1-10 一个 100A 的晶闸管，分别流过图 1-49（a）~（c）所示的波形的电流，若
不考虑安全裕量，各波形所允许的电流平均值是多少？相应的电流最大值 Im 是 多少？ 答案：
电力电子技术第五版课后习题及答案
电力电子技术第五版课后习题及答案第二章电力电子器件2-1 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使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区，也称漂移区。
低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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。
2-3. 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。
2-4 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 π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m 2-5 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3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) I m1≈4767.0I ≈329.35，I d1≈0.2717 I m1≈89.482 / 16 b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41I m3=78.5 2-6 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P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益a1和a2，由普通晶阐管的分析可得,a1+a2=1是器件临界导通的条件。
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2-11试列举您所知道的电力电子器件,并从不同的角度对这些电力电子器件进行分类。
目前常用的控型电力电子器件有哪些?答:1、按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:(1)半控型器件:晶闸管及其派生器件(2)全控型器件:IGBT,MOSFET,GTO,GTR(3)不可控器件:电力二极管2、按照驱动信号的波形(电力二极管除外)(1)脉冲触发型:晶闸管及其派生器件(2)电平控制型: (全控型器件)IGBT,MOSFET,GTO,GTR3、按照器件内部电子与空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:(1) 单极型器件:电力 MOSFET,功率 SIT,肖特基二极管(2) 双极型器件:GTR,GTO,晶闸管,电力二极管等(3) 复合型器件:IGBT,MCT,IGCT 等4、按照驱动电路信号的性质,分为两类:(1)电流驱动型:晶闸管,GTO,GTR 等(2)电压驱动型:电力 MOSFET,IGBT 等常用的控型电力电子器件:门极可关断晶闸管, 电力晶闸管,电力场效应晶体管,绝缘栅双极晶体管。
2-15 对晶闸管触发电路有哪些基本要求？晶闸管触发电路应满足下列要求:１）触发脉冲的宽度应保证晶闸管的可靠导通;２）触发脉冲应有足够的幅度,对户外寒冷场合,脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3-5倍,脉冲前沿的陡度也需增加,一般需达到1-2A/US。
３）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流与功率定额,且在门极伏安特性的可靠出发区域之内。
４）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
2-18 ＩＧＢＴ、ＧＴＲ、ＧＴＯ与电力ＭＯＳＦＥＴ的驱动电路各有什么特点？IGBT驱动电路的特点就是:驱动电路具有较小的输出电阻,IGBT就是电压驱动型器件,IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。
GTR驱动电路的特点就是: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驱动电路的特点就是: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与陡度,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,幅值与陡度要求更高,其驱动电路通常包括开通驱动电路,关断驱动电路与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。
2、晶闸管对触发脉冲的要求就是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高与触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
1、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的作用就是什么？答:R、C回路的作用就是: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。
、8、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称与作用。
答: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就是电感性负载的续流二极管;L d就是电动机回路的平波电抗器;9、为使晶闸管变流装置正常工作,触发电路必须满足什么要求？答:A、触发电路必须有足够的输出功率;B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;C、触发脉冲要有一定的宽度,且脉冲前沿要陡;D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求;10、下图为一单相交流调压电路,试分析当开关Q置于位置1、2、3时,电路的工作情况并画出开关置于不同位置时,负载上得到的电压波形。
答:Q置于位置1:双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上无电压。
Q置于位置2:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。
负半周,由于二极管VD反偏,双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上得到半波整流电压。
Q置于位置3:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。
负半周,双向晶闸管Ⅲ-触发方式导通,负载上得到近似单相交流电压。
11、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U d、E D及i d的方向。
(2)、说明E与U d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？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U d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°。
1、图为采用双向晶闸管的单相电源漏电检测原理图,试分析其工作原理。
答:三相插座漏电,双向晶闸管以I+或III-的方式触发导通,继电器线圈得电,J1,4常开触头闭合,常闭触头断开,切断插座电源;同时J1,2常开触头闭合,常闭触头断开,晶闸管门极接通电源;双向晶闸管导通使指示灯亮,提示插座漏电。
正常工作时,双向晶闸管门极无触发信号,不导通,继电器线圈不得电,三相插座带电,指示灯不亮,提示正常工作。
3、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。
答:1、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？答:(1)直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud,才能提供逆变能量。
(2)逆变器必需工作在β<90º(α>90º)区域,使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。
2、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？答:(1)触发信号应有足够的功率。
(2)触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
(3)触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。
2、PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？简述异步调制与同步调制各有哪些优点？答:(1)PWM逆变电路的常用控制方法有两种,一就是计算法;二就是调制法。
其中调制法又可分为两种,一就是异步调制法;二就是同步调制法。
(2)通常异步调制法就是保持载波频率不变,信号频率根据需要而改变时,载波比就是变化的。
优点就是:信号频率较低时载波比较大,一周期内脉冲数较多,输出较接近正弦波。
(3)同步调制时,保持载波比为常数,并在变频时使载波与信号波保持同步变化。
优点就是:信号波一周内输出的脉冲数就是固定的,脉冲相位也就是固定的,对称性好。
3、什么就是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因就是什么答:(1)逆变失败指的就是:逆变过程中因某种原因使换流失败,该关断的器件末关断,该导通的器件末导通。
从而使逆变桥进入整流状态,造成两电源顺向联接,形成短路。
(2)逆变失败后果就是严重的,会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流,损坏开关器件。
(3)产生逆变失败的原因:一就是逆变角太小;二就是出现触发脉冲丢失;三就是主电路器件损坏;四就是电源缺相等。
2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同,直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。
称为脉宽调答:(1)第一种调制方式为:保持开关周期不变,改变开关导通时间ton制。
简称“PWM”调制。
(2)第二种调制方式为:保持开关导通时间t不变,改变开关周期,称为频率on调制。
简称为“PFM”调制。
(3)第三种调制方式为:同时改变周期T与导通时间t。
使占空比改变,称为on混合调制。
3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用就是什么？答:电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时,需要向电源反馈无功功率。
直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。
1、对晶闸管的触发电路有哪些要求？答:为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压与功率;门极正向偏压愈小愈好;触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求;要能满足主电路移相范围的要求;触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。
2、正确使用晶闸管应该注意哪些事项？答:由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多,使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外,在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。
另外,使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。
此外,还要定期对设备进行维护,如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。
严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。
3、 晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？答:在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出,可降低脉冲电压,增大输出的触发电流,还可以使触发电路与主电路在电气上隔离,既安全又可防止干扰,而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配,达到同时触发多个晶闸管的目地。
6、 晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常就是用来作为“最后一道保护”用？答:晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护;过电流继电器保护;限流与脉冲移相保护与直流快速开关过电流保护等措施进行。
其中快速熔断器过电流保护通常就是用来作为“最后一道保护”用的。
3、 单相桥式全控整流电路,V U 1002=,负载中Ω=2R ,L 值极大,当 30=α时,要求:(1)作出d u 、d i 与2i 的波形;(2)求整流输出平均电压d U 、平均电流d I ,变压器二次电流有效值2I ;解:(1)作图。
(2)αcos 9.02U U d =当 30=α时,V U U d 7830cos 1009.0cos 9.02≈⨯⨯== αA R U I d d 39278=== A I I d 392==4、 在图1所示的降压斩波电路中,已知V E 200=,Ω=10R ,L 值极大,V E M 30=。
(1)分析斩波电路的工作原理;(2)采用脉宽调制控制方式,当s T μ50=,s t on μ20=时,计算输出电压平均值o U 、输出电流平均值o U 。
解:(1)参考书上简要说明。
(2)根据公式得V E T t E t t t U on off on on o 802005020=⨯=⨯=⨯+=A R E U I M O o 5103080=-=-=计算题 (每小题10分,共计20分)1、 单相半波可控整流电路,电阻性负载。
要求输出的直流平均电压为50～92V 之间连续可调,最大输出直流电流为30A,由交流220V 供电,求①晶闸管控制角应有的调整范围为多少？②选择晶闸管的型号规格(安全余量取2倍,dT I I =1、66)。
解:① 单向半波可控整流电路的U L =0、45U 221αCOS + 当U L =50V 时COS α=20452U U L —1=220045502⨯⨯—1≈0 则α=90°当U L =92V 时COS α=20452U U L —1=220045922⨯⨯—1=0、87 则α=30°∴控制角α的调整范围应为0～90° ②由dT I I =1、66知 I=1、66I d =1、66×30=50A 为最大值∴ I T(AV)=2×57.1TM I =2×57.150=64A 取100A 又 U yn =2U TM =2×2×220=624V 取700V晶闸管的型号为:KP100-7。