電力電子第二次作業(yè)

1、1.使晶閘管導(dǎo)通及維持晶閘管導(dǎo)通的條件分別是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？ 答：導(dǎo)通：首先是晶閘管上有一個(gè)正向偏壓,再者門極加上觸發(fā)信號(hào)。并且保證AK之間的電流大于晶閘管本身規(guī)定的擎住電流，也就是必須大于這個(gè)最小導(dǎo)通電流值。這時(shí)候即使去掉觸發(fā)信號(hào)，晶閘管也處于導(dǎo)通狀態(tài)。 維持：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。 關(guān)斷：關(guān)斷方式為自然關(guān)斷，即AK間的電流小于擎住電流，或者在晶閘管兩端施加一個(gè)反偏壓，則晶閘管關(guān)斷2. 如何防止電力MOSFET因靜電感應(yīng)引起的損壞？ 答：電力MOSFET 的柵極絕緣層很薄弱，容易被擊穿而損壞。MOSFET的輸入電

2、容是低泄漏電容，當(dāng)柵極開路時(shí)極易受電干擾而充上超過20的擊穿電壓，所以為防止MOSFET 因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：（1） 一般不用時(shí)講其三個(gè)電極短接；（2） 裝配時(shí)人體、工作臺(tái)、電烙鐵必須接地，測試時(shí)所有儀器外殼必須接地；（3） 電路中，柵、源極間長并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過高；（4） 漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過電壓。3. 試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：比較如下表：器 件優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)IGBT開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量

3、不及GTOGTR耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時(shí)門極負(fù)脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低電 力MOSFET開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置4. 單相半波可控整流電路對(duì)電感負(fù)載供電，L20mH，U2100V，求當(dāng)0和60時(shí)的負(fù)載電流Id，并畫出ud與id波形。解

4、：0時(shí)，在電源電壓u2的正半周期晶閘管導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電感L儲(chǔ)能，在晶閘管開始導(dǎo)通時(shí)刻，負(fù)載電流為零。在電源電壓u2的負(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的一個(gè)周期里，以下方程均成立： 考慮到初始條件：當(dāng)wt0時(shí)id0可解方程得：=22.51(A) ud與id的波形如下圖： 當(dāng)60時(shí)，在u2正半周期60180期間晶閘管導(dǎo)通使電感L儲(chǔ)能，電感L儲(chǔ)藏的能量在u2負(fù)半周期180300期間釋放，因此在u2一個(gè)周期中60300期間以下微分方程成立： 考慮初始條件：當(dāng)wt60時(shí)id0可解方程得：其平均值為=11.25(A) 此時(shí)ud與id的波形如下圖：5 單相橋式全控整流電路，U2=100V，負(fù)載中R=2，L值極大，反電勢E=60V，當(dāng)a=30時(shí)，要求： a.作出ud、id和i2的波形； b.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； c. 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：ud、id和i2的波形如下圖： 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分別為Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A)Id (UdE)/R(77.9760)/29(A)I2Id 9(A) 晶閘管承受的最大反向電壓為：U2100141.4（V）流過每個(gè)晶閘管的電流的有效值為