《電力電子技術(shù)(第二版)》課后習(xí)題及解答

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流電力電子技術(shù)(第二版)課后習(xí)題及解答.精品文檔.電力電子技術(shù)習(xí)題及解答第1章 思考題與習(xí)題1.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么? 導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么決定?答：晶閘管的導(dǎo)通條件是：晶閘管陽(yáng)極和陽(yáng)極間施加正向電壓，并在門(mén)極和陽(yáng)極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由負(fù)載阻抗決定，負(fù)載上電壓由輸入陽(yáng)極電壓UA決定。1.2晶閘管的關(guān)斷條件是什么?如何實(shí)現(xiàn)?晶閘管處于阻斷狀態(tài)時(shí)其兩端的電壓大小由什么決定?答：晶閘管的關(guān)斷條件是：要使晶閘管由正向?qū)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用陽(yáng)極電壓反向使陽(yáng)極電流IA減小，IA下降到

2、維持電流IH以下時(shí)，晶閘管內(nèi)部建立的正反饋無(wú)法進(jìn)行。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷，其兩端電壓大小由電源電壓UA決定。1.3溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流、正反向漏電流、維持電流以及正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓如何變化？答：溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流隨溫度升高而減小，正反向漏電流隨溫度升高而增大，維持電流IH會(huì)減小，正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓隨溫度升高而減小。1.4晶閘管的非正常導(dǎo)通方式有哪幾種？答：非正常導(dǎo)通方式有：(1) Ig=0，陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值；(1) 陽(yáng)極電壓上升率du/dt過(guò)高；(3) 結(jié)溫過(guò)高。1.5請(qǐng)簡(jiǎn)述晶閘管的關(guān)斷時(shí)間定義。答：晶閘管從正向陽(yáng)極電流下降為零到它恢復(fù)正向阻斷能力所

3、需的這段時(shí)間稱為關(guān)斷時(shí)間。即。1.6試說(shuō)明晶閘管有哪些派生器件？答：快速晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管等。1.7請(qǐng)簡(jiǎn)述光控晶閘管的有關(guān)特征。答：光控晶閘管是在普通晶閘管的門(mén)極區(qū)集成了一個(gè)光電二極管，在光的照射下，光電二極管電流增加，此電流便可作為門(mén)極電觸發(fā)電流使晶閘管開(kāi)通。主要用于高壓大功率場(chǎng)合。1.8型號(hào)為KP100-3，維持電流IH=4mA的晶閘管，使用在圖題1.8所示電路中是否合理，為什么?(暫不考慮電壓電流裕量) 圖題1.8 答：（a）因?yàn)椋圆缓侠怼?b) 因?yàn)? KP100的電流額定值為100，裕量達(dá)倍，太大了。（c）因?yàn)椋笥陬~定值，所以不合理。1.9 圖題1.9中

4、實(shí)線部分表示流過(guò)晶閘管的電流波形，其最大值均為Im，試計(jì)算各圖的電流平均值電流有效值和波形系數(shù)。解：圖(a)： IT(AV)=IT= Kf=1.57 圖題19圖(b)： IT(AV)= ImIT=Kf=1.11圖(c)： IT(AV)= ImIT= ImKf=1.26圖(d)： IT(AV)=ImIT= ImKf=1.78圖(e)： IT(AV)=IT=Kf=2.83圖(f)： IT(AV)=IT=Kf=21.10上題中，如不考慮安全裕量，問(wèn)額定電流100A的晶閘管允許流過(guò)的平均電流分別是多少?解：(a)圖波形系數(shù)為1.57，則有： 1.57=1.57100A , IT(AV) = 100 A

5、(b)圖波形系數(shù)為1.11，則有： 1.11=1.57100A , IT(AV)=141.4A(c)圖波形系數(shù)為1.26，則有： 1.26=1.57100A , IT(AV)=124.6A(d)圖波形系數(shù)為1.78，則有： 1.78=1.57100A , IT(AV)=88.2A(e)圖波形系數(shù)為2.83，則有： 2.83=1.57100A, IT(AV)=55.5A(f)圖波形系數(shù)為2，則有： 2=1.57100A , IT(AV)=78.5A1.11某晶閘管型號(hào)規(guī)格為KP200-8D，試問(wèn)型號(hào)規(guī)格代表什么意義?解：KP代表普通型晶閘管，200代表其晶閘管的額定電流為200A，8代表晶閘管的

6、正反向峰值電壓為800V，D代表通態(tài)平均壓降為。1.12如圖題1.12所示，試畫(huà)出負(fù)載Rd上的電壓波形(不考慮管子的導(dǎo)通壓降)。 圖題1.12解：其波形如下圖所示：1.13在圖題1.13中，若要使用單次脈沖觸發(fā)晶閘管T導(dǎo)通，門(mén)極觸發(fā)信號(hào)（觸發(fā)電壓為脈沖）的寬度最小應(yīng)為多少微秒（設(shè)晶閘管的擎住電流IL=15mA）？圖題1.13 解：由題意可得晶閘管導(dǎo)通時(shí)的回路方程：可解得 ， =1要維維持持晶閘管導(dǎo)通，必須在擎住電流IL以上，即， 所以脈沖寬度必須大于150s。1.14單相正弦交流電源，晶閘管和負(fù)載電阻串聯(lián)如圖題1.14所示，交流電源電壓有效值為220V。 (1)考慮安全余量，應(yīng)如何選取晶閘管的

7、額定電壓？ (2)若當(dāng)電流的波形系數(shù)為Kf=2.22時(shí)，通過(guò)晶閘管的有效電流為100A，考慮晶閘管的安全余量，應(yīng)如何選擇晶閘管的額定電流？解：（1）考慮安全余量, 取實(shí)際工作電壓的2倍 UT=2202622V, 取600V（2）因?yàn)镵f=2.22, 取兩倍的裕量，則：2IT(AV) 得： IT(AV)=111(A) 取100A。圖題1.141.15 什么叫GTR的一次擊穿?什么叫GTR的二次擊穿?答：處于工作狀態(tài)的GTR，當(dāng)其集電極反偏電壓UCE漸增大電壓定額BUCEO時(shí)，集電極電流IC急劇增大（雪崩擊穿），但此時(shí)集電極的電壓基本保持不變，這叫一次擊穿。發(fā)生一次擊穿時(shí)，如果繼續(xù)增大UCE，又不

8、限制IC，IC上升到臨界值時(shí)，UCE突然下降，而IC繼續(xù)增大（負(fù)載效應(yīng)），這個(gè)現(xiàn)象稱為二次擊穿。1.16怎樣確定GTR的安全工作區(qū)SOA?答：安全工作區(qū)是指在輸出特性曲線圖上GTR能夠安全運(yùn)行的電流、電壓的極限范圍。按基極偏量分類可分為：正偏安全工作區(qū)FBSOA和反偏安全工作區(qū)RBSOA。正偏工作區(qū)又叫開(kāi)通工作區(qū)，它是基極正向偏量條件下由GTR的最大允許集電極功耗PCM以及二次擊穿功率PSB，ICM，BUCEO四條限制線所圍成的區(qū)域。反偏安全工作區(qū)又稱為GTR的關(guān)斷安全工作區(qū)，它表示在反向偏置狀態(tài)下GTR關(guān)斷過(guò)程中電壓UCE，電流IC限制界線所圍成的區(qū)域。1.17 GTR對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的要求是

9、什么？答：要求如下：（1）提供合適的正反向基流以保證GTR可靠導(dǎo)通與關(guān)斷，（2）實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路隔離，（3）自動(dòng)保護(hù)功能，以便在故障發(fā)生時(shí)快速自動(dòng)切除驅(qū)動(dòng)信號(hào)避免損壞GTR。（4）電路盡可能簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。1.18在大功率GTR組成的開(kāi)關(guān)電路中為什么要加緩沖電路?答：緩沖電路可以使GTR在開(kāi)通中的集電極電流緩升，關(guān)斷中的集電極電壓緩升，避免了GTR同時(shí)承受高電壓、大電流。另一方面，緩沖電路也可以使GTR的集電極電壓變化率和集電極電流變化率得到有效值抑制，減小開(kāi)關(guān)損耗和防止高壓擊穿和硅片局部過(guò)熱熔通而損壞GTR。1.19與GTR相比功率MOS管有何優(yōu)缺點(diǎn)?答：GTR是電流型

10、器件，功率MOS是電壓型器件，與GTR相比，功率MOS管的工作速度快，開(kāi)關(guān)頻率高，驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，無(wú)二次擊穿問(wèn)題，安全工作區(qū)寬，并且輸入阻抗可達(dá)幾十兆歐。但功率MOS的缺點(diǎn)有：電流容量低，承受反向電壓小。1.20從結(jié)構(gòu)上講，功率MOS管與VDMOS管有何區(qū)別?答：功率MOS采用水平結(jié)構(gòu)，器件的源極S，柵極G和漏極D均被置于硅片的一側(cè)，通態(tài)電阻大，性能差，硅片利用率低。VDMOS采用二次擴(kuò)散形式的P形區(qū)的N+型區(qū)在硅片表面的結(jié)深之差來(lái)形成極短的、可精確控制的溝道長(zhǎng)度（13）、制成垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以直接裝漏極、電流容量大、集成度高。1.21試說(shuō)明VDMOS的安全工作區(qū)。答：VDMOS的安全

11、工作區(qū)分為：（1）正向偏置安全工作區(qū)，由漏電源通態(tài)電阻限制線，最大漏極電流限制線，最大功耗限制線，最大漏源電壓限制線構(gòu)成。（2）開(kāi)關(guān)安全工作區(qū)：由最大峰值漏極電流ICM，最大漏源擊穿電壓BUDS最高結(jié)溫IJM所決定。（3）換向安全工作區(qū)：換向速度一定時(shí)，由漏極正向電壓UDS和二極管的正向電流的安全運(yùn)行極限值IFM決定。1.22試簡(jiǎn)述功率場(chǎng)效應(yīng)管在應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。答：（1）過(guò)電流保護(hù)，（2）過(guò)電壓保護(hù)，（3）過(guò)熱保護(hù)，（4）防靜電。1.23與GTR、VDMOS相比，IGBT管有何特點(diǎn)?答：IGBT的開(kāi)關(guān)速度快，其開(kāi)關(guān)時(shí)間是同容量GTR的1/10，IGBT電流容量大，是同容量MOS的10倍；與V

12、DMOS、GTR相比，IGBT的耐壓可以做得很高，最大允許電壓UCEM可達(dá)4500V，IGBT的最高允許結(jié)溫TJM為150，而且IGBT的通態(tài)壓降在室溫和最高結(jié)溫之間變化很小，具有良好的溫度特性；通態(tài)壓降是同一耐壓規(guī)格VDMOS的1/10，輸入阻抗與MOS同。1.24下表給出了1200V和不同等級(jí)電流容量IGBT管的柵極電阻推薦值。試說(shuō)明為什么隨著電流容量的增大，柵極電阻值相應(yīng)減??？電流容量A255075100150200300柵極電阻502515128.253.3答：對(duì)一定值的集電極電流，柵極電阻增大柵極電路的時(shí)間常數(shù)相應(yīng)增大，關(guān)斷時(shí)柵壓下降到關(guān)斷門(mén)限電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，于是IGBT的關(guān)斷損耗增

13、大。因此，隨著電流容量的增大，為了減小關(guān)斷損耗，柵極電阻值相應(yīng)減小。應(yīng)當(dāng)注意的是，太小的柵極電阻會(huì)使關(guān)斷過(guò)程電壓變化加劇，在損耗允許的情況下，柵極電阻不使用宜太小。1.25在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中，哪些器件可以承受反向電壓？哪些可以用作靜態(tài)交流開(kāi)關(guān)？答：SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向電壓。SCR可以用作靜態(tài)開(kāi)關(guān)。1.26試說(shuō)明有關(guān)功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)。答：功率MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：輸入阻抗高，所需驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高。1.27試述靜電感應(yīng)晶體管SIT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：SIT采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，溝

14、道短而寬，適合于高電壓，大電流的場(chǎng)合，其漏極電流具有負(fù)溫度系數(shù)，可避免因溫度升高而引起的惡性循環(huán)漏極電流通路上不存在PN結(jié)，一般不會(huì)發(fā)生熱不穩(wěn)定性和二次擊穿現(xiàn)象，其安全工作區(qū)范圍較寬,關(guān)斷它需加10V的負(fù)柵極偏壓UGS ,使其導(dǎo)通，可以加56V的正柵偏壓+UGS，以降低器件的通態(tài)壓降。1.28試述靜電感應(yīng)晶閘管SITH的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：其結(jié)構(gòu)在SIT的結(jié)構(gòu)上再增加一個(gè)P+層形成了無(wú)胞結(jié)構(gòu)。SITH的電導(dǎo)調(diào)制作用使它比SIT的通態(tài)電阻小，通態(tài)壓降低，通態(tài)電流大，但因器件內(nèi)有大量的存儲(chǔ)電荷，其關(guān)斷時(shí)間比SIT要慢，工作頻率低。1.29試述MOS控制晶閘管MCT的特點(diǎn)和使用范圍。答：MCT具有高電壓，

15、大電流，高載流密度，低通態(tài)壓的特點(diǎn)，其通態(tài)壓降只有的左右，硅片的單位面積連續(xù)電流密度在各種器件中是最高的，另外，可承受極高的di/dt和du/dt。使得其保護(hù)電路簡(jiǎn)化，的開(kāi)關(guān)速度超過(guò)，且開(kāi)關(guān)損耗也小。1.30緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開(kāi)通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過(guò)電壓du/dt或者過(guò)電流di/dt,減少器件的開(kāi)關(guān)損耗。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開(kāi)通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路是對(duì)du/dt抑制的電路，用于抑制器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗。開(kāi)通緩沖電路是對(duì)di/dt抑制的電路，用于抑制器件開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖

16、和di/dt，減小器件的開(kāi)通損耗。第2章 思考題與習(xí)題2.1 什么是整流？它與逆變有何區(qū)別？答：整流就是把交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能，而將直流轉(zhuǎn)換為交流電能稱為逆變，它是對(duì)應(yīng)于整流的逆向過(guò)程。2.2 單相半波可控整流電路中，如果：(1) 晶閘管門(mén)極不加觸發(fā)脈沖；(2) 晶閘管內(nèi)部短路；(3) 晶閘管內(nèi)部斷開(kāi)；試分析上述三種情況負(fù)載兩端電壓ud和晶閘管兩端電壓uT的波形。答：（1）負(fù)載兩端電壓為0，晶閘管上電壓波形與U2相同；（2）負(fù)載兩端電壓為U2，晶閘管上的電壓為0；（3）負(fù)載兩端電壓為0，晶閘管上的電壓為U2。2.3某單相全控橋式整流電路給電阻性負(fù)載和大電感負(fù)載供電，在流過(guò)負(fù)載電流平均值相同的

17、情況下，哪一種負(fù)載的晶閘管額定電流應(yīng)選擇大一些?答：帶大電感負(fù)載的晶閘管額定電流應(yīng)選擇小一些。由于具有電感，當(dāng)其電流增大時(shí)，在電感上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，抑制電流增加。電阻性負(fù)載時(shí)整流輸出電流的峰值大些，在流過(guò)負(fù)載電流平均值相同的情況下，為防此時(shí)管子燒壞，應(yīng)選擇額定電流大一些的管子。2.4某電阻性負(fù)載的單相半控橋式整流電路，若其中一只晶閘管的陽(yáng)、陰極之間被燒斷，試畫(huà)出整流二極管、晶閘管兩端和負(fù)載電阻兩端的電壓波形。解：設(shè)=0，T2被燒壞，如下圖：2.5相控整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻上的Ud與Id的乘積是否等于負(fù)載有功功率，為什么?帶大電感負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻Rd上的Ud與Id的乘積是否等于負(fù)載有

18、功功率，為什么?答：相控整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電阻上的平均功率不等于負(fù)載有功功率。因?yàn)樨?fù)載上的電壓、電流是非正弦波，除了直流Ud與Id外還有諧波分量和，負(fù)載上有功功率為。相控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)，雖然Ud存在諧波，但電流是恒定的直流，故負(fù)載電阻Rd上的Ud與Id的乘積等于負(fù)載有功功率。2.6某電阻性負(fù)載要求024V直流電壓，最大負(fù)載電流Id=30A，如采用由220V交流直接供電和由變壓器降壓到60V供電的單相半波相控整流電路，是否兩種方案都能滿足要求?試比較兩種供電方案的晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電路的功率因數(shù)及對(duì)電源容量的要求。解：采用由220V交流直接供電當(dāng)時(shí)： Udo=

19、0.45U2=0.45220 =99V 由變壓器降壓到60V供電當(dāng)時(shí)：Ud=0.45U2=0.4560 =27V因此，只要調(diào)節(jié) 都可以滿足輸出024V直流電壓要求。(1) 采用由220V交流直接供電時(shí)：Ud=24V時(shí) 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為622V和108A。電源提供有功功率 電源提供視在功率 電源側(cè)功率因數(shù) (2) 采用變壓器降壓到60V供電：Ud=24V時(shí), 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為168.8V和65.4A。變壓器二次側(cè)有功功率 變壓器二次側(cè)視在功率 電源側(cè)功率因數(shù) 2.7某電阻性負(fù)載，Rd=50,要求Ud在0600V可調(diào)，試用單相半波和單

20、相全控橋兩種整流電路來(lái)供給，分別計(jì)算：(1) 晶閘管額定電壓、電流值；(2) 連接負(fù)載的導(dǎo)線截面積(導(dǎo)線允許電流密度j=6Amm2)；(3) 負(fù)載電阻上消耗的最大功率。解：（1）單相半波時(shí),晶閘管的最大電流有效值 晶閘管額定電流為 IT(AV)12(A) 晶閘管承受最大電壓為 =1885V 取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。所選導(dǎo)線截面積為 負(fù)載電阻上最大功率 （2）單相全控橋時(shí),負(fù)載電流有效值 (Kf=1.11)晶閘管的額定電流為 IT(AV)6(A) IT=晶閘管承受最大電壓為 =1885V取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和20A

21、。所選導(dǎo)線截面積為 負(fù)載電阻上最大功率 2.8 整流變壓器二次側(cè)中間抽頭的雙半波相控整流電路如圖題2.8所示。(1) 說(shuō)明整流變壓器有無(wú)直流磁化問(wèn)題?(2) 分別畫(huà)出電阻性負(fù)載和大電感負(fù)載在=60時(shí)的輸出電壓Ud、電流id的波形，比較與單相全控橋式整流電路是否相同。若已知U2=220V，分別計(jì)算其輸出直流電壓值Ud。（3）畫(huà)出電阻性負(fù)載=60時(shí)晶閘管兩端的電壓uT波形，說(shuō)明該電路晶閘管承受的最大反向電壓為多少? 圖題2.8解：（1）因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)變壓器磁通增量為零，所以沒(méi)有直流磁化。（2）其波形如下圖所示，與單相全控橋式整流電路相同。電阻性負(fù)載： 感性負(fù)載： (3)其波形如下圖所示，晶閘管承

22、受的最大反向電壓為。2.9帶電阻性負(fù)載三相半波相控整流電路，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點(diǎn)之前15處，分析電路工作情況，畫(huà)出觸發(fā)脈沖寬度分別為10和20時(shí)負(fù)載兩端的電壓 ud波形。解：三相半波相控整流電路觸發(fā)脈沖的的最早觸發(fā)時(shí)刻在自然換流點(diǎn)，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點(diǎn)之前15處，觸發(fā)脈沖寬度為10時(shí)，不能觸發(fā)晶閘管， ud=0。觸發(fā)脈沖寬度為15時(shí)，能觸發(fā)晶閘管，其波形圖相當(dāng)于=0時(shí)的波形。2.10 三相半波相控整流電路帶大電感負(fù)載，Rd=10，相電壓有效值U2=220V。求=45時(shí)負(fù)載直流電壓Ud、流過(guò)晶閘管的平均電流IdT和有效電流IT，畫(huà)出ud、iT2、uT3的波形。解：1.17因?yàn)椋?20

23、V ，Ud=1.17=182Vud、iT2、uT3波形圖如下所示：2.11 在圖題2.11所示電路中，當(dāng)=60時(shí)，畫(huà)出下列故障情況下的ud波形。(1) 熔斷器1FU熔斷。 (2) 熔斷器2FU熔斷。(3) 熔斷器2FU、3FU同時(shí)熔斷。圖題2.11解：這三種情況下的波形圖如下所示： (a) (b) (c)2.12現(xiàn)有單相半波、單相橋式、三相半波三種整流電路帶電阻性負(fù)載，負(fù)載電流Id都是40A，問(wèn)流過(guò)與晶閘管串聯(lián)的熔斷器的平均電流、有效電流各為多大?解：設(shè)單相半波：IdT=Id=40A (Kf=1.57)單相橋式：IdT=Id=20A三相半波：IdT=Id=13.3A當(dāng)時(shí) Ud=1.17UU=U

24、d/1.17時(shí) 2.13三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載，負(fù)載電阻Rd=4，要求Ud從0220V之間變化。試求： (1)不考慮控制角裕量時(shí)，整流變壓器二次線電壓。(2)計(jì)算晶閘管電壓、電流值，如電壓、電流取2倍裕量，選擇晶閘管型號(hào)。 解：（1）因?yàn)閁d=2.34U；不考慮控制角裕量，時(shí)（2）晶閘管承受最大電壓為取2倍的裕量,URM=460.6V晶閘管承受的平均電流為IdT=Id又因?yàn)樗訧dT=18.33A，取2倍的裕量IdTmax=36.67(A)選擇KP505的晶閘管。2.14單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，作為Ubb的削波穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容，電路能否正常工作?如穩(wěn)壓管損壞斷開(kāi)，電路又會(huì)出現(xiàn)什

25、么情況? 答：在穩(wěn)壓管兩端如并接濾波電容后，電路能否正常工作。如穩(wěn)壓管損壞斷開(kāi)，單結(jié)晶體管上峰值電壓太高，不利于單結(jié)晶體管工作。2.15 三相半波相控整流電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載并串入足夠大的電抗器，相電壓有效值U2=220V，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流為40A，負(fù)載回路總電阻為0.2，求當(dāng)=60時(shí)流過(guò)晶閘管的電流平均值與有效值、電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)。解：電流平均值為：IdT=Id=40/3=13.3 電流有效值為：設(shè)電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)為ED，則回路方程為：而 所以 2.16三相全控橋電路帶串聯(lián)Ld的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，已知變壓器二次電壓為100V，變壓器每相繞組折合到二次側(cè)的漏感L1為100H，負(fù)載電流為150A，求： (1)由

26、于漏抗引起的換相壓降； (2)該壓降所對(duì)應(yīng)整流裝置的等效內(nèi)阻及=0時(shí)的換相重疊角。解：(1) (2) 等效內(nèi)阻2.17 晶閘管裝置中不采用過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)，選用較高電壓和電流等級(jí)的晶閘管行不行?答：晶閘管裝置中必須采用過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)，而不能用高電壓、高電流的晶閘管代替，因?yàn)樵陔姼行载?fù)載裝置中，晶閘管在開(kāi)關(guān)斷過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖陽(yáng)極電壓，此時(shí)極易損壞晶閘管。當(dāng)未采取過(guò)電流保護(hù)，而電路過(guò)載或短路時(shí)更易損壞晶閘管。2.18 什么是有源逆變？有源逆變的條件是什么？有源逆變有何作用？答：如果將逆變電路交流側(cè)接到交流電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流電，反送到電網(wǎng)上去稱為有源逆變。有源逆變的條件：

27、（1） 一定要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓；（2） 變流器必須工作在的區(qū)域內(nèi)使Ud0。有源逆變的作用：它可用于直流電機(jī)的可逆調(diào)速，繞線型異步電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，高壓電流輸電太陽(yáng)能發(fā)電等方面。2.19 無(wú)源逆變電路和有源逆變電路有何區(qū)別？答：有源逆變電路是把逆變電路的交流側(cè)接到電網(wǎng)上，把直流電逆變成同頻率的交流反送到電網(wǎng)去。無(wú)源逆變電路的交流側(cè)直接接到負(fù)載，將直流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流供給負(fù)載。2.20 有源逆變最小逆變角受哪些因素限制？為什么？答：最小有源逆變角受晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度、換相重疊角以及安全裕量角的限制。如果

28、不能滿足這些因素的要求的話，將導(dǎo)致逆變失敗。第3章 思考題與習(xí)題3.1 開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗大小同哪些因素有關(guān)？答：開(kāi)關(guān)損耗與開(kāi)關(guān)的頻率和變換電路的形態(tài)性能等因素有關(guān)。3.2 試比較Buck電路和Boost電路的異同。答；相同點(diǎn)：Buck電路和Boost電路多以主控型電力電子器件（如GTO，GTR，VDMOS和IGBT等）作為開(kāi)關(guān)器件，其開(kāi)關(guān)頻率高，變換效率也高。不同點(diǎn)：Buck電路在T關(guān)斷時(shí)，只有電感L儲(chǔ)存的能量提供給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)降壓變換，且輸入電流是脈動(dòng)的。而B(niǎo)oost電路在T處于通態(tài)時(shí)，電源Ud向電感L充電，同時(shí)電容C集結(jié)的能量提供給負(fù)載，而在T處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，由L與電源E同時(shí)向負(fù)載提供能量

29、，從而實(shí)現(xiàn)了升壓，在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。3.3 試簡(jiǎn)述Buck-Boost電路同Cuk電路的異同。答：這兩種電路都有升降壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，而且兩種電路的輸入、輸出關(guān)系式完全相同，Buck-Boost電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感L給濾波電容C補(bǔ)充能量，輸出電流脈動(dòng)很大，而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容C1，若使C1足夠大，輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低了對(duì)濾波電路的要求。3.4 試說(shuō)明直流斬波器主要有哪幾種電路結(jié)構(gòu)？試分析它們各有什么特點(diǎn)？答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（uck），升壓斬波電路（oost），升降壓斬波電路（uckoost）和庫(kù)

30、克（ook）斬波電路。降壓斬波電路是：一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要用于直流穩(wěn)壓電源和直流直流電機(jī)的調(diào)速。升壓斬波電路是：輸出電壓的平均值高于輸入電壓的變換電路，它可用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機(jī)的再生制動(dòng)。升降壓變換電路是輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。庫(kù)克電路也屬升降壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓平穩(wěn)，降低了對(duì)濾波器的要求。3.5 試分析反激式和正激式變換器的工作原理。答：正激變換器：當(dāng)開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通時(shí)，它在高頻變壓器初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量，同時(shí)將能量傳遞到次級(jí)繞組，根據(jù)變壓器對(duì)應(yīng)端的感應(yīng)電壓極性，二極管D1導(dǎo)通，此時(shí)D2反向截止，把能量?jī)?chǔ)存到電感L中，同時(shí)提供負(fù)載電流；當(dāng)開(kāi)關(guān)管T截止時(shí)，變壓器次級(jí)繞組中的電壓極性反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，使得續(xù)流二極管D2導(dǎo)通（而此時(shí)D1反向截止），儲(chǔ)存在電感中的能量繼續(xù)提供電流給負(fù)載。變換器的輸出電壓為： 反