電力電子作業(yè)詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)答案

1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)第二章習(xí)題答案2. 使晶閘管導(dǎo)通地條件是什么？答：使晶閘管導(dǎo)通地條件是：晶閘管承受正相陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）.或者 U AK >0 且 U GK >0b5E2RGbCAP3. 維持晶閘管導(dǎo)通地條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通地條件是使晶閘管地電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通地最小電流，即維持電流.4.圖 2-27 中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間地電流波形，各波形地電流最大值均為Im , 試計算各波形地電流平均值I d1,I d2,I d3 與電流有效值I 1， I 2， I 3p1EanqFDPw解:a)Id1=I1=1

2、4 Im sin(t)Im (21)0.2717Im2221(Im sint) 2 d (wt )Im310.4767Im24242b)1Im20.5434ImId2=Im sin td( wt)(1)422I2=1(Im sint )2 d( wt)2 Im310.6741Im4242c)Id3=12 Im d (t)1 Im204I3=12 Im 2 d ( t)1 Im2025.上題中如果不考慮安全裕量,問 100A 地晶闡管能送出地平均電流Id1、Id2 、Id3 各為多少 ?這時 ,相應(yīng)地電流最大值Im1,Im2,Im3各為多少 ?DXDiTa9E3d解 :額定電流IT(AV) =1

3、00A 地晶閘管 ,允許地電流有效值I=157A, 由上題計算結(jié)果知1 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)Ia)Im1329.35 A,Id1 0.2717Im189.48A0.4767b)I232.90A, Id20.5434 Im 2 126.56 AIm20.67411 Im 3c)Im3=2I=314Id3 =78.546.GTO 和普通晶閘管同為PNPN 結(jié)構(gòu) ,為什么 GTO 能夠自關(guān)斷 ,而普通晶閘管不能 ?答:GTO 和普通晶闡管同為PNPN 結(jié)構(gòu) ,由 P1N1P2 和 N1P2N2 構(gòu)成兩個晶體管 V1 、 V2 ，分別具有共基極電流增益1和 2，由普通晶闡管地分析可得，1 2

4、 1 是器件臨界導(dǎo)通地條件. 121121 不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷.RTCrpUDGiTGTO 之所以能夠自行關(guān)斷,而普通晶閘管不能,是因?yàn)?GTO 與普通晶閘管在設(shè)計和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同：l)GTO 在設(shè)計時2較大 ,這樣晶體管V2 控制靈敏 ,易于 GTO 關(guān)斷 ;2)GTO 導(dǎo)通時12 地更接近于l, 普通晶閘管1 2 1.5 ,而 GTO則為1 2 1.05 ，GTO 地飽和程度不深 ,接近于臨界飽和 ,這樣為門極控制關(guān)斷提供了有利條件; 5PCzVD7HxA3)多元集成結(jié)構(gòu)使每個GTO 元陰極面積很小, 門極和陰極間地距離大為縮短,使得P2 極區(qū)所謂地橫向電阻很小, 從而使從門極

5、抽出較大地電流成為可能.jLBHrnAILg11. 試列舉你所知道地電力電子器件，并從不同角度對這些電力電子器件進(jìn)行分類，目前常用地全控型電力電子器件有哪些？ xHAQX74J0X答: 電力二極管及其派生器件；晶閘管及其派生器件；GTO/GTR/ 電力 MOSFET/IGBT等 . 按照器件能夠被控制地程度，分為以下三類：不可控器件：電力二極管及其派生器件半控型器件：晶閘管及其派生器件全控型器件： GTO/GTR/ 電力 MOSFET/IGBT 等按照驅(qū)動電路信號地性質(zhì)，分為兩類：電流驅(qū)動型 : 晶閘管及其派生器件/GTO/GTR 等電壓驅(qū)動型：電力MOSFET/IGBT等按照驅(qū)動信號地波形（

6、電力二極管除外）脈沖觸發(fā)型：晶閘管及其派生器件電平控制型： GTO/GTR/ 電力 MOSFET/IGBT 等按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電地情況分為三類：單極型器件：電力 MOSFET 、肖特基勢壘二極管等雙極型器件：電力二極管 /GTO/GTR/ 等復(fù)合型器件：電力MOSFET/IGBT等目前小功率場合使用電力MOSFET ，中等功率使用IGBT ，大功率場合使用晶閘管或GTO2 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)第三章習(xí)題答案3.1 . 單相半波可控整流電路對電感負(fù)載供電,Z =20mH,U 2=100V ,求當(dāng)0 時和60時地負(fù)載電流 Id, 并畫出 Ud 與 Id 波形 .LD

7、AYtRyKfE解:0 時 ,在電源電壓U2 地正半周期晶閘管導(dǎo)通時,負(fù)載電感 L 儲能 ,在晶閘管開始導(dǎo)通時刻 ,負(fù)載電流為零 .在電源電壓 U2 地負(fù)半周期 ,負(fù)載電感 L 釋放能量 ,晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通 .因此 ,在電源電壓 U2 地一個周期里 ,以下方程均成立 : Zzz6ZB2LtkLdi dt2U 2 sindt考慮到初始條件：當(dāng)t0 時 id=0 可解方程：2U2Id（1 cost）L1Id2202U2（1 cos t） d(t)L2U222.51( A)LUd 與 Id 地波形如下圖：當(dāng) a= 60 時 ,在 U2地正半周期60 180期間 , 晶閘管導(dǎo)通使電惑L 儲能 ,電感 L

8、 儲藏地能量在 U2 負(fù)半周期 180 300期間釋放 ,因此在 U2地一個周期中 60 300 期間，以下微分方程成立： dvzfvkwMI1Ldi d2U 2 sintdt考慮到初始條件：當(dāng)t60 時 id=0 可解方程得：id=2U21t)dt（ cos23 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)其平均值為152U212U2 （3Id=(cos t)d ( t)11.25 A)23L22 L此時 Ud 與 id 地波形如下圖：3.3單相橋式全控整流電路負(fù)載中R=2 ,L=30時,U2=100V ,要求 :作出 Ud、 Id 、和 I2 地波形 ;求整流輸出平均電壓Ud、電流 Id, 變壓器二次電

9、流有效值I2;考慮安全裕量 ,確定晶閘管地額定電壓和額定電流.解: Ud、 Id、和 I2 地波形 ;如下圖 :輸出平均電壓Ud 、電流 Id,變壓器二次電流有效值I2 分別為Ud=0.9U2cos=0.9× 100×cos 30 77.97（V ）IdUd/R=77.97/2=38.99(A)I 2=Id=38.99(A)晶閘管承受地最大反向電壓為:2 U2=1002 =141.4(V)-考慮安全裕量，晶閘管地額定電壓為:4 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)UN =(23) × 141.4=283424(V)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取.流過晶閘管地電流有效

10、值為:I VT =Id/2 =27.57(A)晶閘管地額定電流為:I N=(1.52) ×27.57/1.57=2635(A)具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取.3.5.單相橋式全控整流電路,U2 =100V （ 200）負(fù)載 R=2,L 值極大 ,反電勢 E=60V （ 100）當(dāng)450 時 ,要求 :rqyn14ZNXI作出 Ud、 Id 和 I2 地波形 ;求整流輸出平均電壓Ud、電流 Id, 變壓器二次側(cè)電流有效值I2;考慮安全裕量,確定晶閘管地額定電壓和額定電流.解: Ud、 Id 和 I2 地波形如下圖:整流輸出平均電壓Ud、電流 Id,變壓器二次測電流有效值 I 分別為

11、 : Ud=0.9U 2cos =O.9× 100× cos 30 =77.97(V) Id=(Ud 一 E)/R=(77.97 一 60)/2=9(A)I2=Id=9(A)晶閘管承受地最大反向電壓為:2 U2=1002 =141.4(V)流過每個晶閘管地電流地有效值為:I VT =Id/2 =6.36(A)故晶閘管地額定電壓為:U N=(23) × 141.4=283424(V)5 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)晶閘管地額定電流為:I N=(1.52) ×6.36/1.57=68(A)晶閘管額定電壓和電流地具體敢值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取.3.6.晶

12、閘管串聯(lián)地單相半控橋(橋中 VT1 、 VT2 為晶閘管 ),電路如圖3-12 所示 ,U2=100V 電阻電感負(fù)載 , R=20,L 值很大 ,當(dāng)= 60 時求流過器件電流地有效值,并作出 Ud、 Id 、 I VT ,I D 地波形 .EmxvxOtOco解:Ud 、 Id、 I VT ,ID 地波形如下圖 :負(fù)載電壓地平均值為:1cos( )Ud=1367.59(V )2U 2sin td ( t ) 0.9U 223負(fù)載電流地平均值為 :Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A)流過晶閘管 VTl 、VT2 地電流有效值為 :IVT=1Id 19.49(A)3流過二極管 VD3

13、、 VD4 地電流有效值為 :IVD=2 Id =27.56(A)33.ll.三相半波可控整流電路2帶電阻電感負(fù)載,R=5 ,L值極大 當(dāng) 60時 要求,U =100V,:畫出 Ud, Id 和 I VT1 地波形 ;計算 Ud、 I d、 I dT 和 I VT解 : Ud, Id 和 I VT1 地波形如下圖:6 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí) Ud 、Id、 I dT 和 I VT 分別如下Ud=1.17U2cos=1.17 × 100× cos 60 =58.5(V)Id Ud/R=58.5/5=11.7(A)Idv T=Id/3=11.7/3=3.9(A)I VT

14、 =Id/3 =6.755(A)3.13.三相橋式全控整流電路,U2 =100V ,帶電阻電感負(fù)載R=5,L 值極大 , 當(dāng)= 60時 ,要求 :畫出 Ud, Id 和 I VT1 地波形計算 Ud、 Id 、 IdT 和 I VT解: Ud, Id 和 IVT1 地波形如下 :7 / 9個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí) Ud 、 Id、 IdT 和 I VT 分別如下Ud=2.34U 2cos=2.34× 100×cos 60 =117(V)Id=Ud/R=117/5=23.4(A)I DVT =Id/3=23.4/3=7.8(A)I VT =Id/3 =23.4/3 =13.5

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