電力電子作業(yè)詳細標準答案

1、個人收集整理僅供參考學習第二章習題答案2. 使晶閘管導通地條件是什么？答：使晶閘管導通地條件是：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. 維持晶閘管導通地條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P斷？答：維持晶閘管導通地條件是使晶閘管地電流大于能保持晶閘管導通地最小電流，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, 由上題計算結果知1 / 9個人收集整理僅供參考學習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 結構 ,為什么 GTO 能夠自關斷 ,而普通晶閘管不能 ?答:GTO 和普通晶闡管同為PNPN 結構 ,由 P1N1P2 和 N1P2N2 構成兩個晶體管 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 是器件臨界導通地條件. 121121 不能維持飽和導通而關斷.RTCrpUDGiTGTO 之所以能夠自行關斷,而普通晶閘管不能,是因為 GTO 與普通晶閘管在設計和工藝方面有以下幾點不同：l)GTO 在設計時2較大 ,這樣晶體管V2 控制靈敏 ,易于 GTO 關斷 ;2)GTO 導通時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 ,這樣為門極控制關斷提供了有利條件; 5PCzVD7HxA3)多元集成結構使每個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 等按照驅動電路信號地性質，分為兩類：電流驅動型 : 晶閘管及其派生器件/GTO/GTR 等電壓驅動型：電力MOSFET/IGBT等按照驅動信號地波形（

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 等按照器件內部電子和空穴兩種載流子參與導電地情況分為三類：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習第三章習題答案3.1 . 單相半波可控整流電路對電感負載供電,Z =20mH,U 2=100V ,求當0 時和60時地負載電流 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通時,負載電感 L 儲能 ,在晶閘管開始導通時刻 ,負載電流為零 .在電源電壓 U2 地負半周期 ,負載電感 L 釋放能量 ,晶閘管繼續(xù)導通 .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 a= 60 時 ,在 U2地正半周期60 180期間 , 晶閘管導通使電惑L 儲能 ,電感 L

8、 儲藏地能量在 U2 負半周期 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習其平均值為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習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）負載 R=2,L 值極大 ,反電勢 E=60V （ 100）當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習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 電阻電感負載 , R=20,L 值很大 ,當= 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 :負載電壓地平均值為:1cos( )Ud=1367.59(V )2U 2sin td ( t ) 0.9U 223負載電流地平均值為 :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帶電阻電感負載,R=5 ,L值極大 當 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習 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 ,帶電阻電感負載R=5,L 值極大 , 當= 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習 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

15、1(A)版權申明本文部分內容，包括文字、圖片、以及設計等在網(wǎng)上搜集整理.版權為個人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is personal ownership.SixE2yXPq5用戶可將本文地內容或服務用于個人學習、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途， 但同時應遵守著作權法及其他相關法律地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關權利人地合法權利. 除此以外，將本文任何內容或服務用于其他用途時，須征得本人及相關權利人地書面8 / 9個人收集整理僅供參考學習許可，并支付報酬 . 6

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