電力電子技術(shù)練習(xí)題庫.doc

電力電子技術(shù)第一章1晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由哪些因素決定？答：導(dǎo)通條件：（1）要有適當(dāng)?shù)恼蜿枠O電壓；（2）還要有適當(dāng)?shù)恼蜷T極電壓，且晶閘管一旦導(dǎo)通，門極將失去作用。2維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：流過晶閘管的電流大于維持電流IH 。流過晶閘管的電流降低至小于維持電流。3型號為KP1003，維持電流IH = 4mA晶閘管使用在圖1-32的各電路中是否合理,為什么？(暫不考慮電壓、電流裕量)（a） (b) (c)答： 不合理； 合理； 不合理圖1-32 習(xí)題1圖4晶閘管阻斷時，其承受的電壓大小決定于什么？答： 5某元件測得，試確定此元件的額定電壓是多少，屬于哪個電壓等級？答：800V 8級（a）(b)(c)(d)(e)(f)圖1-33 習(xí)題6圖6圖1-33中的陰影部分表示流過晶閘管的電流的波形，各波形的峰值均為Im，試計算各波形的平均值與有效值各為多少？若晶閘管的額定通態(tài)平均電流為100A，問晶閘管在這些波形情況下允許流過的平均電流IdT各為多少？答：(a) 100A (b) 141A (c) 89A(d) 118A (e) 111A (f) 78.5A7單向正弦交流電源，其電壓有效值為220V，晶閘管和電阻串聯(lián)相接，試計算晶閘管實際承受的正、反向電壓最大值是多少？考慮晶閘管的安全裕量，其額定電壓如何選??？答：381v8為什么要考慮斷態(tài)電壓上升率du/ dt和通態(tài)電流上升率di/dt ？答：限制元件正向電壓上升率的原因是：在正向阻斷狀態(tài)下，反偏的J2結(jié)相當(dāng)于一個結(jié)電容，如果陽極電壓突然增大，便會有一充電電流流過J2結(jié)，相當(dāng)于有觸發(fā)電流。若dudt過大，即充電電流過大，就會造成晶閘管的誤導(dǎo)通。如果電流上升太快，則晶閘管剛一導(dǎo)通，便會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，造成J2結(jié)局部過熱而出現(xiàn)“燒焦點”，從而使元件損壞。9何謂單極型和雙極型器件？答：雙極型器件是指器件內(nèi)部參與導(dǎo)電的是電子和空穴兩種載流子的半導(dǎo)體器件。單極型器件是指器件內(nèi)只有一種載流子即多數(shù)載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件。10雙向晶閘管有哪幾種觸發(fā)方式？常用的是哪幾種？答：+觸發(fā)方式：T1極為正，T2極為負(fù)；門極為正，T2極為負(fù)。-觸發(fā)方式：T1極為正，T2極為負(fù)；門極為負(fù)，T2極為正。-觸發(fā)方式：T1極為正，T2極為負(fù)；門極為負(fù)，T2極為正。-觸發(fā)方式：T1極為負(fù)，T2極為正；門極為負(fù)，T2極為正。觸發(fā)方式常選（+、-）或（-、-）。11某一雙向晶閘管的額定電流為200A，問它可以代替兩只反并聯(lián)的額定電流為多少的普通型晶閘管？答：100A12某變流裝置的一個晶閘損壞，換上同型號的晶閘管后，其溫升較高，是什么原因？答：由于晶閘管工作條件沒有變化，因此溫升較高的原因在于晶閘管本身。溫升的大小發(fā)熱和冷卻兩方面條件決定，后者未變，說明是發(fā)熱較嚴(yán)重，而發(fā)熱的原因是損耗，主要是導(dǎo)通時的管壓降UT引起的損耗，還有斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRM，反向重復(fù)峰值電流IRRM引起的損耗門極損耗和開關(guān)頻率引起的損耗。綜上所述，引起溫生較高的原因主要是新?lián)Q上的晶閘管壓降UT較大造成的13為什么晶閘管在夏天比冬天容易出事故？答：晶閘管在正常工作時所允許的最高結(jié)溫叫額定結(jié)溫，在此溫度下，一切有關(guān)的額定值和特性都得到保證。夏天時，環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都比較高，使晶閘管的冷卻條件變差，導(dǎo)致晶閘管結(jié)溫過高而損壞。另外，晶閘管結(jié)溫上升，使所需的門極出發(fā)電壓UGT門極觸發(fā)電流IGT降低，晶閘管在外來干擾下容易造成誤觸發(fā)?？傊?，結(jié)溫上升，使晶閘管的參數(shù)發(fā)生變化，性能變差，容易出現(xiàn)故障。解決辦法是加強(qiáng)冷卻或降低額定使用，確保金寶鋼閘管的接吻不超過定額值。14. 為什么晶閘管在夏天工作正常，而到了動態(tài)釀酒不可靠了？答：主要原因是：冬天的環(huán)境和冷卻介質(zhì)的溫度都較低，因而晶閘管的結(jié)溫較夏天低，導(dǎo)致門極觸發(fā)電壓UCT、門極觸發(fā)電流IGT偏高，使原來開的觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號不能使晶閘管導(dǎo)通。解決的辦法是適當(dāng)提高觸發(fā)信號的功率，使加到你門極上的電壓、電流離不可靠觸發(fā)區(qū)遠(yuǎn)一些，即留有一定裕量，即使溫度變化，也保證在可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)，這樣就能始終保障可靠工作。15. 晶閘管在使用時門極常加上負(fù)電壓，有何利弊？答：晶閘管門極加負(fù)電壓的好處是避免干擾造成的誤觸發(fā)，但負(fù)電壓最大值不能超過5V；不利方面是門極損耗增加，且降低晶閘管的觸發(fā)靈敏度。16. 在調(diào)試晶閘管整流時，有觸發(fā)脈沖時晶閘管導(dǎo)通，脈沖消失后則關(guān)斷，是何原因？答：晶閘管的陽極陰極間家正向電壓，門機(jī)上正向觸發(fā)脈沖時，竟閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。此后陽極電流逐漸上升到擎住電流IL值時，去掉觸發(fā)脈沖，則管子繼續(xù)導(dǎo)通。，直到電流升到負(fù)載電流，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。如果陽極電流還沒有升到擎住電流值就去掉門極脈沖，則晶閘管竟不能繼續(xù)導(dǎo)通而關(guān)斷。此情況多發(fā)生在電感性負(fù)載時，解決辦法是鄭家觸發(fā)脈沖的寬度。另一幀情況時負(fù)載電阻過大，殃及電流根本升不到擎住電流值，此時要調(diào)整負(fù)載電阻，才能解決。對于同一晶閘管來說，慶祝電流IL通常為維持電流TH的24倍，后者在產(chǎn)品合格證上或有關(guān)資料中可以查到。第二章1一電熱裝置（電阻性負(fù)載），要求直流平均電壓75V，負(fù)載電流20A，采用單相半波可控整流電路直接從220V交流電網(wǎng)供電。試計算晶閘管的控制角、導(dǎo)通角及負(fù)載電流有效值并選擇晶閘管元件（考慮2倍的安全裕量）。 解：由 當(dāng)時，有 導(dǎo)通角 負(fù)載電流有效值I為 ，其中， 則 晶閘管承受的最大電壓為 考慮2倍裕量，則晶閘管額定電壓 在該電路中，流過負(fù)載的電流有效值I也是流過晶閘管電流的有效值，即 考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應(yīng)為： 因此，所選晶閘管的額定電壓要大于622V，按標(biāo)準(zhǔn)選為800V 額定電流要大于47.64A，按標(biāo)準(zhǔn)選為50A 晶閘管型號為KP50-8002有一大電感負(fù)載，其電阻值為35，要求在075V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，采用單相半波可控整流加續(xù)流二極管的電路，電源電壓為220V，試計算晶閘管和續(xù)流二極管的額定電壓和電流，考慮2倍的安全裕量。解：由 當(dāng)時，有 當(dāng)時，對應(yīng) 因為是大電感負(fù)載，則輸出電流波形為一水平直線，即 在之間，在之間，流過晶閘管電流有效值為 當(dāng)時，取最大值即 考慮2倍裕量，則晶閘管的額定電流為 晶閘管承受的最高電壓為 考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓。 選擇晶閘管時，額定電壓要大于622V，額定電流要大于1.58A，流過續(xù)流二極管電流有效值為： ， 2倍裕量，則續(xù)流二極管的額定電流為 I=續(xù)流二極管承受的最高電壓為 u=u=311V .考慮2倍裕量，續(xù)流二極管額定電壓大于等于622V 。3具有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路對大電感負(fù)載供電，其中電阻，電源電壓為220V。試計算當(dāng)控制角為30和60時，流過晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有效值。并分析什么情況下續(xù)流二極管的電流平均值大于晶閘管的電流平均值。解： 由u=0.45u當(dāng)時 u=0.45*220*=92.4V I=12.3A流過晶閘管電流平均值為 I=I=*12.3=5.1A流過晶閘管電流有效值為 I=I=*12.3=7.9A流過續(xù)流二極管VD的電流平均值為 I=I=*12.3=7.2A流過續(xù)流二極管VD的電流有效值為 I=I=*12.3=9.4A當(dāng)時，有 u=0.45*220*=74.3V I=9.9AI=I= I=I= I=I= I要使I, 只需滿足，即圖2-17 習(xí)題4圖4圖2-17是中小型發(fā)電機(jī)采用的單相半波自激穩(wěn)壓可控整流電路。當(dāng)發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時，相電壓為220V，要求的勵磁電壓為40V。已知：勵磁線圈的電阻為2，電感量為0.1H。試求：晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有效值各是多少？晶閘管和續(xù)流二極管可能承受的最大電壓各是多少？并選擇晶閘管和續(xù)流二極管的型號。解：由 當(dāng)勵磁電壓即時 由于可認(rèn)為是大電感負(fù)載 流過晶閘管的電流平均值為 流過晶閘管的電流有效值為 流過續(xù)流二極管的電流平均值為 流過續(xù)流二極管的電流的有效值為 晶閘管的最大正反向峰值電壓均為 二極管承受的正向電壓為 反向電壓為，考慮安全裕量取2，則晶閘管額定電流大于等于額定電壓大于等于622V，晶閘管型號為KP2085在可控整流電路中，若負(fù)載是純電阻，試問電阻上的電壓平均值與電流平均值的乘積是否就等于負(fù)載消耗的有功功率？為什么？若是大電感負(fù)載呢？答：負(fù)載功率不等于平均功率。因為負(fù)載功率P=UI，現(xiàn)在負(fù)載上是副正弦的電流，電壓波形。除直流分量外，還有一系列諧波相同頻率的諧波電壓，電流的乘積組成諧波功率，而總的有功功率所以，負(fù)載功率P大于平均功率。當(dāng)大電感負(fù)載時，負(fù)載功率等于電流平均值與電壓平均值的乘積，因為，雖然的波形存在諧波電壓，但是恒定的直流，不含諧波分量，而功率是同次諧波電壓，電流的乘積，所以負(fù)載功率等于電流平均值與電壓平均值的乘積，即。圖2-18 習(xí)題6圖6圖2-18是單相雙半波電路，其整流變壓器要有中心抽頭。試分析：（1）此電路中變壓器還存在直流磁化的問題嗎？（2）繪出時，電阻性負(fù)載時的直流輸出電壓ud及晶閘管VT1所承受的電壓uT1的波形，并與單相橋式全控整流電路時相比較；（3）說明晶閘管所承受的最大正反向電壓是多少。原題為畫=的波形，改畫=的波形。解：（1）理想變壓器 式中為變壓器副端匝數(shù)，為磁通 則， 當(dāng)導(dǎo)通時 當(dāng)導(dǎo)通時 在一個周期內(nèi)變壓器鐵心中的總磁通增量 所以，該變壓器鐵心不存在直流磁化 （2）波形 習(xí)題26圖 （a）（3）晶閘管承受的最大正向電壓為 晶閘管承受的最大反向電壓為 7上面習(xí)題6的電路，若改為大電感負(fù)載并加續(xù)流二極管，并已知半繞組電壓的有效值為110V，。計算：（1）時直流輸出電壓的平均值Ud、直流電流Id；（2）若考慮2倍裕量，試選擇晶閘管及續(xù)流二極管的型號。解：由當(dāng)=流過晶閘管的電流有效值為晶閘管承受的最大電壓為2=311V續(xù)流二極管承受的最大電壓為=311V考慮2倍裕量,晶閘管額定電壓為晶閘管額定電流為晶閘管的型號為KP10-88單相橋式全控整流電路，大電感負(fù)載，交流側(cè)電流有效值為110V，負(fù)載電阻Rd為4，計算當(dāng)時，（1）直流輸出電壓平均值Ud、輸出電流的平均值Id；（2）若在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管，其Ud、Id又是多少？此時流過晶閘管和接續(xù)流二極管的電流平均值和有效值又是多少？（3）畫出上述兩種情況下的電壓電流波形（ud、id、iT1、iDR）。原題為=，改為=解：（1）因為是大電感負(fù)載，所以當(dāng)=時（2）負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管后，有=時，=0.9*110*流過晶閘管的電流平均值，有效值為流過續(xù)流二極管的電流平均值有效值為（3）波形 習(xí)題2-8圖 (a) 為不帶續(xù)流二極管波形 (b) 為帶續(xù)流二極管波形9單相橋式全控整流電路，帶反電動勢負(fù)載，其中電源，電勢，為使電流連續(xù)回路串了電感量足夠大的平波電抗器。求當(dāng)時，輸出電壓及電流的平均值Ud和Id、晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT、變壓器二次側(cè)電流有效值I2。 解 先求停止導(dǎo)電角=sin=當(dāng)=時, ，可以觸發(fā)。因為是大電感負(fù)載電流連續(xù) =0.9=0.9110=77.9V = 流過變壓器二次側(cè)繞組的電流有效值 10圖2-19所示的整流電路中，變壓器一次側(cè)電壓有效值為220V，二次側(cè)各段有效值均為100V，所帶電阻負(fù)載的電阻值Rd為10。試計算時的輸出電壓和輸出電流，并畫出此時的輸出電壓以及晶閘管、二極管和變壓器一次側(cè)繞組的電流波形。圖2-19 習(xí)題10圖解 t在區(qū)間0，時，VT截止，VD導(dǎo)通，此時u=； 在區(qū)間，時，VT導(dǎo)通，VD因受反壓而截止，此時 =； 在區(qū)間時，情況同上，只是輪到VT和VD工作，VT和VD因承受反壓而截止。 =+ =，=100V 則=135V =13.5A 波形如下：習(xí)題210圖11單相橋式半控整流電路對恒溫電爐供電，交流電源有效值為110V，電爐的電熱絲 電阻為40，試選用合適的晶閘管（考慮2倍裕量），并計算電爐的功率。解 由 = 當(dāng)=時 電爐功率最大 =0.9=0.9*110=99V 負(fù)載上得到的電流有效值為 I=2.75A 流過晶閘管的電流有效值為 =I=2.75=1.94A 晶閘管承受的電壓為=110=155.6V 考慮二倍裕量晶閘管的額定電壓應(yīng)大于等于311.2V 晶閘管的額定電流應(yīng)大于等于 =2.47A 電爐功率P=R=40=302.5W12單相橋式半控整流電路，對直流電動機(jī)供電，加有電感量足夠大的平波電抗器和續(xù)流二極管，變壓器二次側(cè)電壓220V，若控制角，且此時負(fù)載電流，計算晶閘管、整流二極管和續(xù)流二極管的電流平均值及有效值，以及變壓器的二次側(cè)電流I2、容量S、功率因數(shù)。解： 由于平波電抗器的容量足夠大，所以可視為大電感負(fù)載，整流輸出電流的波形可視我一水平直線 當(dāng)時，晶閘管的平均電流為 整流二極管的電流平均值與晶閘管的電流平均值相等，均為 晶閘管電流有效值為 整流二極管和晶閘管的電流有效值為 續(xù)流二極管的電流平均值為 續(xù)流二極管的電流有效值為 變壓器二次側(cè)電流有效值為 輸出電流平均電壓為 電源容量為 輸出的有功功率為 功率因數(shù)為 13由220V經(jīng)變壓器供電的單相橋式半控整流電路，帶大電感負(fù)載并接有續(xù)流二極管。負(fù)載要求直流電壓為10V75V連續(xù)可調(diào)，最大負(fù)載電流15A，最小控制角。選擇晶閘管、整流二極管和續(xù)流二極管的額定電壓和額定電流，并計算變壓器的容量。解：當(dāng)輸出電壓時，對應(yīng)的控制角為最小 則由 得 當(dāng)輸出電壓為時，對應(yīng)控制角為最大，其值為 （1）計算晶閘管和整流管的電流額定和電壓額定，考慮最嚴(yán)重的工作狀態(tài)是在時 晶閘管電流有效值為 晶閘管通態(tài)平均電流為 因為整流二極管電流波形與晶閘管一樣，所以其電流有效值和通態(tài)平均電流與晶閘管相等。 晶閘管和整流管承受的最大電壓均為，等于123.6V。 （2）計算續(xù)流二極管的電流定額和電壓定額，考慮最嚴(yán)重的工作情況，是在控制角為最大時，即時，其有效值和通態(tài)平均電流分別為 續(xù)流二極管承受的最大電壓為，等于123.6V 考慮2倍裕量，晶閘管的額定電壓大于等于247.2V，額定電流大于等于12.4A，晶閘管的型號為KP203。 （3）計算變壓器容量S，考慮最嚴(yán)重的工作狀態(tài)，在時，變壓器二次側(cè)電流有效值取最大，此時為 14晶閘管串聯(lián)的單相橋式半控整流電路，帶大電感負(fù)載接續(xù)流二極管，如圖2-15所示，變壓器二次側(cè)電壓有效值為110V，負(fù)載中電阻Rd為3，試求：當(dāng)時，流過整流二極管、晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有效值，并繪出負(fù)載電壓及整流二極管、晶閘管、續(xù)流二極管的電流波形以及晶閘管承受的電壓波形。圖2-15 晶閘管串聯(lián)的單相橋式半控整流電路解：因為是大電感負(fù)載，帶續(xù)流二極管，所以 當(dāng)時 流過晶閘管的電流平均值和有效值為 因為流過整流二極管的波形與晶閘管的一致，所以流過整流二極管的電流平均值和有效值和流過晶閘管的電流平均值相同。 ， 流過續(xù)流二極管的電流為 波形如下：習(xí)題214圖15單相橋式全控整流電路中，若有一只晶閘管因過電流燒成短路，結(jié)果會怎樣？若這只晶閘管燒成斷路，結(jié)果又會是怎樣？答 若有一晶閘管因為過電流燒成短路，會引起其他晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤В瑖?yán)重時使輸入變壓器因過電流而燒壞。如果這只晶閘管被燒成斷路，則單相橋式全控整流電路變?yōu)閱蜗喟氩煽卣麟娐贰?6對于同一個單相可控整流電路，分別在給電阻性負(fù)載供電和給反電動勢負(fù)載蓄電池充電時，若要求流過負(fù)載的電流平均值相同，哪一種負(fù)載的晶閘管的額定電流要選大一些？為什么？答：在流過負(fù)載電流平均值相同的條件下，反電動勢負(fù)載時晶閘管額定電流應(yīng)選得大一些。因為反電動勢負(fù)載時，晶閘管導(dǎo)通的條件除了門極需要觸發(fā)外，還必須瞬時陽極電壓大于反電動勢E值，所以導(dǎo)通角比電阻性負(fù)載時小。因此，在平均電流值相同時，反電動勢負(fù)載的電流波形系數(shù)比電阻負(fù)載時大，所以晶閘管的額定電流應(yīng)選大一些。17單相半波可控整流電路帶大電感負(fù)載時，為什么必須在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管，電路才能正常工作？它與單相橋式半控整流電路中的續(xù)流二極管的作用是否相同？為什么？答：電感足夠大時，若不接續(xù)流二極管，則在正半周導(dǎo)通期間電感吸收能量，并儲存起來；在電源負(fù)半周，電感釋放出所吸收的能量，使晶閘管的陽極承受正壓繼續(xù)導(dǎo)通，這樣在負(fù)載上就出現(xiàn)負(fù)電壓波形，且負(fù)電壓波形接近于正電壓波形時，Id=0。因此，在接上續(xù)流二極管后，不論延遲角多大，電感存儲的電能經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流，同時晶閘管因承受負(fù)壓而關(guān)斷，負(fù)載上不出現(xiàn)電壓波形，則整流輸出電壓為。至于單相橋式半控整流電路，不接續(xù)流二極管，電路本身具有續(xù)流回路，但是在實際運(yùn)行中，會發(fā)生一只晶閘管一直道統(tǒng)而兩只二極管輪流導(dǎo)通的異?，F(xiàn)象，為避免這種失控情況，在負(fù)載側(cè)并聯(lián)了續(xù)流二極管，由此可見，兩只二極管的作用不完全相同。18.可控整流電路有哪些形式？答：有單相和多相等形式，常用的可控整流電路為：（1） （1） 單相。主要包括：1） 1） 單相半波；2） 2） 單相全波（又叫雙半波）；3） 3） 單相橋式（又分單相全控橋和單相半控橋兩種形式）；（2） （2） 三相。主要包括：1） 1） 三相半波（又叫三相零式）；2） 2） 三相橋式（又分三相全控橋和三相半控橋兩種形式）；3） 3） 帶平衡電抗器的雙反星形。上述電路的主電路和參數(shù)如圖2-1和表2-1所示。19.哪些地方使用可控整流電路？答：可控整流電路可以把交流電壓變換成固定或可調(diào)的直流電壓，凡是需要此類直流電源的地方，都能使用可控整流電路。例如，軋機(jī)，龍門刨床，龍門銑床，平面磨床，臥式鏜床，造紙和印染機(jī)械等可逆或不可逆的直流電動機(jī)拖動，蓄電池充電，直流弧焊，電解和電鍍等。20.什么是觸發(fā)延遲角？答：在可控整流電路中，可控元件從開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖時止，其間的角度角叫觸發(fā)延遲角，用表示，簡稱觸發(fā)角，也叫控制角或移相角。21.什么是導(dǎo)通角？答:主電路中可控元件在一個周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度，用表示。22.什么叫移相？答：改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，即改變角的大小，叫移相。23.什么叫同步？答：觸發(fā)信號和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關(guān)系叫同步。例如，在單相半波可控橋電路中，觸發(fā)脈沖應(yīng)出現(xiàn)在U2正半周范圍內(nèi)，而且每個周期的角相同，確保電路輸出波形不變，輸出電壓穩(wěn)定。24.單向可控整流電路又那些優(yōu)缺點？答：單向可控整流電路線路簡單，價格便宜，制造，調(diào)試，維修都比較容易。但其輸出的直流電壓脈動系數(shù)較大，若想改變波形，就需要加入電感量較大的平波電抗器，因而增加了設(shè)備的復(fù)雜性和造價；又因為其接在電網(wǎng)的一相上，當(dāng)容量較大時，易使三相電網(wǎng)不平衡，造成電力公害，影響供電質(zhì)量。因此，單向可控整流電路只用在較小容量的地方，一旦功率超過4KW或要求電壓脈動系數(shù)小的地方都采用三項可控整流電路。第三章1三相半波可控整流電路帶大電感負(fù)載，電感阻值為10，變壓器二次側(cè)相電壓有效值為220V。求當(dāng)時，輸出電壓及電流的平均值Ud和Id、流過晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT，并畫出輸出電壓ud、電流id的波形。如果在負(fù)載兩端并接了續(xù)流二極管，再求上述數(shù)值及波形。解：當(dāng)時 當(dāng)負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管后2三相橋式全控整流電路帶大電感性負(fù)載， Rd=10，求時，輸出電壓電流Ud、Id以及變壓器二次側(cè)電流有效值I2，流過晶閘管的電流有效值IVT。解：當(dāng)時 3三相半波可控整流電路對直流電動機(jī)電樞供電，在時，對應(yīng)的理想空載轉(zhuǎn)速為，求和的各為多少？解： 與成正比 第四章1晶閘管整流電路對觸發(fā)電路的要求有哪些？答：（1） 觸發(fā)信號要有足夠的功率； （2） 觸發(fā)脈沖必須與主電路電源電壓保持同步； （3） 觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，前沿要陡； （4） 觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)能滿足主電路的要求。2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，如在削波穩(wěn)壓管兩端并接一只大電容，可控整流電路是否還能正常工作？為什么？答：不能正常工作，因為并接大電容后，主電路與觸發(fā)電路的電壓不能同步。3主回路電源電壓正常，門機(jī)加上觸發(fā)賣出后晶閘管也不導(dǎo)通，是分析其原因？答：主回路電源電壓正常，門機(jī)加上觸發(fā)電路后晶閘管也不導(dǎo)通，其主要原因有以下幾點：（1） （1） 觸發(fā)電路功率不足。（2） （2） 脈沖變壓器極性接反（3） （3） 負(fù)載斷開。（4） （4） 門極陰極間并聯(lián)的保護(hù)二極管短路（5） （5） 晶閘管損壞。 4主回路加電源電壓后，不加觸發(fā)脈沖晶閘管就導(dǎo)通，是何原因？答：主回路加電源電壓后，不加觸發(fā)脈沖晶閘管就導(dǎo)通的主要原因是：（1） （1） 晶閘管本身觸發(fā)電壓低，門極引線受干擾，引起誤觸發(fā)。解決辦法是在門極上加一不超過5V的負(fù)電壓 （2） （2） 環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度偏高，使晶閘管結(jié)溫偏高，導(dǎo)致晶閘管觸發(fā)電壓降低，在干擾信號下造成誤觸發(fā)。加強(qiáng)冷卻、降低結(jié)溫就可解決。（3） （3） 晶閘管額定電壓偏低，使晶閘管在電源電壓作用下“硬開通”。需要換管子。（4） （4） 晶閘管臨界上升率du/dt偏低或晶閘管側(cè)阻容吸收回路斷路。如圖16所示，晶閘管在正向電壓作用下，PN結(jié)J2結(jié)反相偏置而使之阻斷。但是J2結(jié)在阻斷狀態(tài)下相當(dāng)于一個電容，當(dāng)正向電壓變化時，便會有充電電流流過，此電流流經(jīng)J3時，起到觸發(fā)電流的工作。如果du/dt太大，導(dǎo)致充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通。利用天電容兩端電壓不能突變的特點，在精湛管兩端并聯(lián)一個阻容吸收回路，限制斷態(tài)電壓上升率，就可防止晶閘管誤導(dǎo)通。5晶閘管對觸發(fā)電路有哪些要求? 答：晶閘管具有單向?qū)щ娦院驼驅(qū)煽匦?晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)應(yīng)同時具備兩個條件,一是晶閘管的陽極電位要高于陰極電位;二是在門極和陰極間施加具有一定功率的正向電壓,這一電壓是由觸發(fā)電路提供的,也叫觸發(fā)電壓和觸發(fā)信號.由于晶閘管導(dǎo)通以后,門極上的觸發(fā)信號就失去控制作用,為了減少門極損耗及觸發(fā)電路的功率,一般不用交流或直流觸發(fā)信號,而用脈沖形式的觸發(fā)信號,故晶閘管對觸發(fā)電路的基本要求是:(1) (1) 觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號應(yīng)具有足夠大的功率,即觸發(fā)電壓和電流必須大于晶閘管的門極觸發(fā)電壓Ugt、門極觸發(fā)電流Igt,使門極的工作點在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)，但瞬時功率和平均功率都不能超過門極瞬時功率極限和門極平均功率線。(2) (2) 不該觸發(fā)時，觸發(fā)電路因漏電流產(chǎn)生的漏電壓應(yīng)小于門極不觸發(fā)電壓Ucd。(3) (3) 由于晶閘管的導(dǎo)通需要一定的時間，不是一觸就通，只有當(dāng)晶閘管的陽極電流即主回路的電流上升到晶閘管的擎住電流Il以上時，管子才能導(dǎo)通，所以觸發(fā)脈沖信號應(yīng)有足夠的寬度，一般為2050us，電感性負(fù)載應(yīng)加入到1ms，相當(dāng)于50hz正弦波的18電角度。(4) (4) 觸發(fā)脈沖前沿要陡，特別是串并聯(lián)使用的晶閘管，要采用強(qiáng)觸發(fā)措施。(5) (5) 觸發(fā)脈沖應(yīng)與主回路同步，具有足夠的移相范圍。例電阻負(fù)載下的三相半波和三相全空橋整流電路，移相范圍分別為0150和0120，而電感性負(fù)載（電流連續(xù)）時，皆為090。6常用的觸發(fā)電路有哪幾種？答：觸發(fā)電路的形式多種多樣，常用的觸發(fā)電路主要有阻容移相橋觸發(fā)電路、但晶體管移相觸發(fā)電路、同步信號為正弦波的觸發(fā)電路、其輸出脈沖不對稱超1.5，這一新型的觸發(fā)電路，必將獲得日益廣泛的應(yīng)用。7怎樣測定電源的相序？答：電源的相序有三種測定方法：(1) (1) 采用雙蹤示波器。指定任意一相電源為U相，用示波器觀察其波形，比U相波形滯后120者V相,超前120者為W相.(2) (2) 相序燈法。如圖3-7所示，把電容器、指示燈接成星形，另外三個端點分別接到三相電源上，若以電容器所接的電源為U相，則較亮指示燈相接的電源為V相，較暗指示燈相接的是W相。(3) (3) 相序鑒別器。如圖3-8所示，將1、2、3端接到三相電源上，如果氖燈亮，則1、2、3端所接的電源分別為U、V、W相；如果氖燈不亮，則為U、V、W相。 8如何調(diào)試鋸齒波同步觸發(fā)電路？ 答：鋸齒波同步觸發(fā)電路如圖3-9所示，多用于三相全控橋示整流電路或帶平衡電抗器雙反星電路。 調(diào)試步驟如下：（1） （1） 檢查接線無誤后，將偏置電壓Ub和控制電壓Uc兩個調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)鈕調(diào)到零位，使Ub=0、Uc=0，應(yīng)在脈沖變壓器輸出端接上200300的電阻.（2） （2） 接通交、直流電源，用雙蹤示波器觀察A、B點波形應(yīng)如圖3-10所示。調(diào)節(jié)斜率電位器RP時，鋸齒波ub的斜率應(yīng)能變化。（3） （3） 觀察CG點及脈沖變壓器輸出電壓ug波形應(yīng)如圖3-10所示。（4） （4） 用雙蹤示波器同時觀察uc、ug波形，調(diào)節(jié)控制電壓Uc時，Uc上部平直部分的寬度應(yīng)能變化，同時，Ug能前后移動。（5） （5） 令Uc=0，調(diào)節(jié)偏置電壓Ub，角應(yīng)能調(diào)到180,否則應(yīng)將R1或C1加大。（6） （6） 調(diào)節(jié)Uc，Ug移動，達(dá)到Uc=0時，a=180;Uc=Ucm時，a=0,滿足a=0180的要求。9鋸齒波同步觸發(fā)電路輸出的脈沖寬度不夠，應(yīng)如何解決？答：鋸齒波同步觸發(fā)電路（見圖3-9）中，V4管導(dǎo)通的瞬間決定了觸發(fā)脈沖ug發(fā)出的時刻，而V5管持續(xù)截止的時間即是脈沖的寬度，其長短是由時間常數(shù)R11、C3決定的，因此，適當(dāng)加大R11或C3值，即可使觸發(fā)脈沖ug的寬度增加。10鋸齒波同步觸發(fā)電路是怎樣發(fā)出雙載觸發(fā)脈沖的？答：三相橋式全控電路或帶平衡電抗器雙反星形電路，六個晶閘管需要六個觸發(fā)電路，他們之間的接線如圖3-11所示。11鋸齒波同步觸發(fā)電路的故障，是如何影響三相橋式全控整流電路輸出電壓的？ 答：（1） 不能輸出主脈沖。使輸出電壓下降，用示波器觀察輸出電壓Ul波形，比正常波形少兩個波頭。故障原因多為V5V7或VD7損壞或接線斷開等造成斷路，或是脈沖變壓器斷線。 （2） 不能輸出主脈沖，但能輸出補(bǔ)脈沖。使輸出電壓下降，但比不能輸出主脈沖時下降的少些，用示波器觀察輸出電壓Ul波形。比正常波形只少一個波頭。故障原因多為V4或VD4斷路。12三相橋式全控整流電路使用同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路，為什么六個鋸齒波的斜率要一致？答：六個鋸齒波斜率一致，在a角移相范圍內(nèi)，六個脈沖總是均勻的。輸出電壓Ul波形的六個波頭是均勻?qū)ΨQ的。如果某個鋸齒波的斜率偏?。ɑ虼螅瑒t這個觸發(fā)電路發(fā)出的脈沖就會較正常時間滯后（或提前），使輸出電壓Ul波形的六個波頭不再一致。13什么是電力電子器件的驅(qū)動電路？答：電力電子器件的驅(qū)動電路是主電路與控制電路之間的接口，它對設(shè)備的性能有很大影響。驅(qū)動電路性能良好，可使器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間、減少開關(guān)損耗，對設(shè)備的運(yùn)行效率、安全性和可靠性都有重要意義。14驅(qū)動電路的主要任務(wù)是什么？答：驅(qū)動電路的主要任務(wù)是將信息電子電路傳來的信號按控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換成使電力電子器件開通或關(guān)斷的信號。此信號加在器件的控制端和公共端之間，對半控型器件只需要提供開通信號，例如晶閘管，晶閘管的驅(qū)動電路常稱之為觸發(fā)電路（前面已經(jīng)討論）；對全控型器件需要提供開通與關(guān)斷信號，例如GTO、GTR、電力場效應(yīng)晶體管和IGBT等，按照信號的性質(zhì)，可將器件分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型。15什么是電流驅(qū)動型電力電子器件？答：凡是通過從器件的控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的器件，稱之為電流驅(qū)動型電力電子器件。GTO、GTR屬此類器件。16什么是電壓驅(qū)動型電力電子器件？答：凡是通過在器件的控制端和公共端之間，施加一定的電壓信號，就可以控制導(dǎo)通或關(guān)斷的器件，均稱之為電壓驅(qū)動型電力電子器件。電力場效應(yīng)晶體管和IGBT屬此類器件。17哪些因素影響GTO的導(dǎo)通和關(guān)斷？答：GTO由門極（控制端）正脈沖控制導(dǎo)通，負(fù)脈沖控制關(guān)斷。影響GTO的導(dǎo)通的主要因素有：陽極電壓Ua、陽極電流Ia、溫度和開通信號波形。影響GTO關(guān)斷的主要因素有：被關(guān)斷的陽極電流Ia、負(fù)載性質(zhì)、溫度、工作頻率、緩沖電路和關(guān)斷控制信號波形等。建議GTO的門極電壓、電流。18GTR基極驅(qū)動電路應(yīng)具有哪些功能？答：GTR基極驅(qū)動電路的作用是將控制信號放大，足以使GTR 可靠的導(dǎo)通和關(guān)斷。其主要功能是：（1）提供確保GTR開通與關(guān)斷所需要的正、反向基流；（2）在某些情況下，主電路與控制電路之間必須進(jìn)行電的隔離；（3）具有一定的抗干擾和保護(hù)能力。19基極驅(qū)動電路有哪些基本形式？答：主要有兩類：（1）恒流驅(qū)動電路；（2）比例驅(qū)動電路。第五章習(xí)題與思考題1在圖5-13的兩圖中，一個工作在整流電動狀態(tài)，另一個工作在逆變發(fā)電狀態(tài)。試回答：(1)在圖中標(biāo)出Ud、Ed及id的方向。(2)說明E大小與Ud大小的關(guān)系。(3)當(dāng)與的最小值均為30時，控制角的移相范圍為多少？ 圖5-13 題1圖解：（a） （b） 整流狀態(tài) 逆變狀態(tài) 當(dāng)時，的移相 當(dāng)時，的移相范圍為3090。 范圍為90150。2試畫出三相半波共陰極接法=30時的ud及晶閘管VT2兩端電壓uT2的波形。解：三相半波共陰極接法時的波形為第六章1雙向晶閘管組成的單相調(diào)功電路采用過零觸發(fā)，電源電壓U2=220V，負(fù)載電阻R=1。在設(shè)定周期TC內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s，斷開2s。計算：1） 1） 輸出電壓的有效值。2） 2） 負(fù)載上所得到的平均功率及假定晶閘管一直導(dǎo)通時所送出的功率。1）2）2圖6-24為阻感負(fù)載單相交流調(diào)壓電路，u2為220V、50HZ正弦交流電， L=5.516mH，R=1，求：1） 1） 控制角移相范圍。2） 2） 負(fù)載電流最大有效值。3） 3） 最大輸出功率和功率因數(shù)。圖6-24 題2圖（1）（2）3）第七章習(xí)題及思考題1在圖7-11所示三相輔助晶閘管換相逆變電路中：（1）說明二極管VD1VD6的作用；（2）考慮換相過程時，主晶閘管VT1VT6的導(dǎo)通角應(yīng)略小于180o，還是略大于180o？為什么？圖7-11三相輔助晶閘管換相逆變電路答. 1）是反饋二極管2）略小于180度。不能同時導(dǎo)通。2在圖7-18所示三相串聯(lián)二極管逆變電路中：（1）說明二極管VD1VD6的作用；（2）晶閘管VT1VT6的導(dǎo)通角為多少度？圖7-18三相串聯(lián)二極管逆變電路答. 1）使負(fù)載與電容隔離，以防止換相電容上的電荷通過負(fù)載放電，從而有效地發(fā)揮電容的換相能力。2）120度。3什么叫同步調(diào)制？什么叫異步調(diào)制？兩者各有什么特點？分段同步調(diào)制的優(yōu)點是什么？答.（1）同步調(diào)制：載波比N等于常數(shù)，并在變頻時使載波信號保持同步的調(diào)制。特點：頻率較低時的諧波通常不易消除，如果負(fù)載為電動機(jī)，就會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)距脈動和噪聲，給電動機(jī)的正常工作帶來不利影響。（2）異步調(diào)制：載波信號和調(diào)制信號不保持同步方式的調(diào)制方式。特點：當(dāng)調(diào)制信號頻率較低時，輸出脈沖的不對稱性影響較小，輸出波形接近正弦波；當(dāng)調(diào)制信號頻率較高時，輸出脈沖的不對稱性影響較大，還會出現(xiàn)脈沖的跳動，同時輸出波形和正弦波的差異也變大，電路的輸出特性變壞。（3）分段同步調(diào)制方式：把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)都保持載波比N為恒定，不同頻段的載波比不同。在輸出頻率的高頻段采用較低的載波比，以使載波頻率不至過高，在功率開關(guān)器件所允許的頻率范圍內(nèi)。在輸出頻率的低頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不至過低，而對負(fù)載產(chǎn)生不利影響。各頻段的載波比應(yīng)該都取3的整數(shù)倍且盡量為奇數(shù)。4. 什么是逆變？怎樣分類？答：利用晶閘管裝置將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^程就叫逆變。整流和逆變關(guān)系密切，若同一套晶閘管裝置，通?？梢怨ぷ髟谡鳡顟B(tài)，而在一定條件下，又可以工作在逆變狀態(tài)，常稱這一裝置為變流器。變流器工作在逆變狀態(tài)時，把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?0HZ的交流電送到電網(wǎng)，稱為有源逆變；若把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電供給負(fù)載使用，則叫做無源逆變或變頻。5要想是變流器工作在逆變狀態(tài)，應(yīng)該具備什么條件？答：應(yīng)同時具備以下兩個條件：（1） （1） 外部條件。必須有外接的直流電源。（2） （2） 內(nèi)部條件?？刂平?90。6什么叫逆變角？答：變流器工作在逆變狀態(tài)時,長將控制角改用表示,將稱為逆變角,規(guī)定以= 處作為計量的起點,角的大小由計量起點向左計算.和的關(guān)系為+= ,例如=30時,對應(yīng)于=1507三相逆變電路對觸發(fā)電路的要求和整流電路相比有什么不同?答:以三相半波共陰極接法為例進(jìn)行分析.三相半波電路要求每隔120按順序給VTh1、VTh3、VTh5施加觸發(fā)脈沖,以保證換相到陽極電壓更高的那一相上。對于整流電路來說，每隔120，如果同時給三個晶閘管施加觸發(fā)脈沖，電路也能夠正常換相，而逆變電路則不行。逆變電路要求觸發(fā)電路必須嚴(yán)格按照換相順序，依次給三個晶閘管施加觸發(fā)脈沖，才能保證電路正常工作。8什么叫逆變失敗，造成逆變失敗的原因有哪些？答：晶閘管變流器在逆變運(yùn)行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的原因主要有：（1） （1） 觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等.（2） （2）