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1、-第二章 电力电子器件2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流脉冲。2-3 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的*一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。2-6 GTO和普通晶闸管同为PNPN构造，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO 之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO 与普通晶闸管在设计和
2、工艺方面有以下几点不同：1) GTO 在设计时较大，这样晶体管控制灵敏，易于GTO 关断；2) GTO 导通时的 更接近于1，普通晶闸管，而GTO 则为，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3) 多元集成构造使每个GTO 元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。2-8 试分析IGBT和电力MOSFET在部构造和开关特性上的相似与不同之处。答：部构造相似之处：IGBT部构造包含了MOSFET部构造。 部构造不同之处：IGBT部构造有注入P区, MOSFET部构造则无注入P区。 开关特性的相似
3、之处：IGBT开关大局部时间由MOSFET运行,特性相似。开关特性的不同之处：IGBT的注入P区有电导调制效应,有少子储存现象,开关慢。2-10试分析电力电子技术集成技术可以带来哪些益处。功率集成电路与集成电力电子模块实现集成的思路有何不同？答：带来的益处：装置体积减小、可靠性提高、使用方便、维护本钱低。功率集成电路与集成电力电子模块实现集成的思路的不同：前者是将所有的东西都集成于一个芯片当中芯片集成，而后者则是将一系列的器件集成为一个模块来使用封装集成。第三章 整流电路3-2 图3-10为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：晶闸管承受的最大反向电压为
4、；当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。 以晶闸管为例。当导通时，晶闸管的阴极与变压器二次侧上绕组的上端连接，阳极与二次侧下绕组的下端连接，所以承受的最大电压为 。因为单相全波可控整流电路的对角晶闸管同时通断，2组对角晶闸管分别与全波可控整流电路的2个晶闸管的通断相对应，只要导通，负载电压就为变压器二次侧绕组电压，只要单相全波可控整流电路具有中心抽头变压器二次侧的上绕组、下绕组、单相全波可控整流电路中的变压器二次侧绕组电压一样，则其输出电
5、压波形一样，负载一样时，则其输出电流波形也一样。3-3 单相桥式全控整流电路，100V，负载中R2，L 值极大，当30时，要求：作出、和的波形；求整流输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值；考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。答：OwtudOwtidIdi2OwtIdId输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值分别为0.9cos0.9100cos3077.97V/R77.97/238.99A38.99A晶闸管承受的最大反向电压为：141.4V考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：23141.4283424V具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：/27.57A晶闸
6、管的额定电流为：1.5227.571.572635A具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。3-4 单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周承受的电压波形。答：OwtuDR43-5 单相桥式全控整流电路，负载中，L值极大，反电动势E=100V，当时，要求：画出、和的波形。求整流输出平均电压、电流以及变压器二次电流有效值 考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：OwtudOwtidIdi2OwtIdId输出平均电压、电流，变压器二次电流有效值分别为0.9cos0.9200cos45127.28V(-E)/R27.28/213.64A13.64A晶闸管承受的最大反向电压为：28
7、2.8V考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：23282.8566848V具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：/13.64/=9.64A晶闸管的额定电流为：1.529.641.571012A具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。3-6 晶闸管串联的单相半控桥桥中VT1、VT2为晶闸管，电路如图3-12所示，=100V，电阻电感负载，R=2，值很大，当=时求流过器件电流的有效值，并作出、的波形。解：负载电压平均值为：负载电流的平均值为：R67.52233.75A流过晶闸管、的有效值为：=19.49A流过二极管、的有效值为：3-11 三相半波可控整流电路，=100V，带电阻电感
8、负载，R=5，L值极大，当=时，要求：画出、和的波形；计算 、和。解：udabcOwtaiVT1wtOidOwt、和分别如下1.17cos1.17100cos6058.5VR58.5511.7A311.733.9A=11.7/6.755A3-13 三相桥式全控整流电路，=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当=时，要求：画出、和的波形计算 、和。解：idwtOiwtOVT1u2LudwtOuabuacubcubaucaucbuabuac、和分别如下2.34cosa2.34100cos60117VR117523.4A323.437.8A23.4/13.51A3-14 单相全控桥，反电动势
9、阻感负载，R=1，L=，E=40V，=100V，=0.5mH，当=时求、与的数值，并画出整流电压的波形。解：考虑时，有：0.9cosm/2=2*2*2/2=4ER解方程组得：R 0.9cos4ER+41* 0.9*100*cos4*50*0.5*401+4*50*0.5*=44.55V0.455V4.55A又coscos+/()=()coscos+=2*2*50*0.5*4.55/(*100)即得出cos+=0.4899换流重叠角 60.67-60=0.67OwtudId3-15 三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，=100V，R=1，L=，=1mH，求当a=时、E=50V时、的值并作出、
10、和的波形。解：考虑时，有：1.17cosm/232=3ER解方程组得：R 1.17cos3ER3=(1*1.17*100*cos+3*50*1*50)/(1+3*50*1*)94.63V6.7V44.63A又coscos+=/() 2=2*44.63*2*50*/(*100)即得出cos+=0.752换流重叠角 41.28- 30=11.28udwtOuaubuc30idwtOgiVT1iVT2iVT1IdiVT23-16三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=2，L=，=100V，=0.1，求、和的值并画出、和的波形。解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路时的情况：m/2三式联立
11、求解，得=223.28又因为coscos+=/()换流重叠角为：二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为：udiVD1wtOwtOwtOuabuacubcubaucaucbuabuaci2aIdId3-17 三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L=，=220V，=60，当=0和=1mH 情况下分别求、的值，后者还应求并分别作出与的波形。解：当0 时：2.34cos2.34220cos60257.4VER257.4200157.4A当1mH 时2.34cosm/2=6ER解方程组得：2.34Rcos6ER62.342201cos606501200)/(1+6501)244.15
12、V44.15A13.25V又coscos+=/()2，代入数据，得：cos+0.448563.35603.35wuduabuacubcubaucaucbuabuacOtiT1wtOId3-23 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点：三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要用平衡电抗器；当变压器二次电压有效值相等时，双反星形电路的整流电压平均值是三相桥式电路的1/2，而整流电流平均值是三相桥式电路的2 倍。在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压和整流电流的波形形状一样。3-26 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？答：条件有两个：直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；要求晶闸管的控制角，使为负值。3-27三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1，L=，=220V，=1mH，当=-400V，=60时求,与的值，此时送回电网的有功功率是多少？解：由题意可列出如下3个等式：三式联立求解，得2.342201
