电力电子技术课后答案

第1章 电力电子器件

1. 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）。或：uAK>0且uGK>0。

2. 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某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

第2章 整流电路

1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60?时的负载电流Id，并画出ud与id波形。

解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：

Ldid?2U2sin?t dt 考虑到初始条件：当t＝0时id＝0可解方程得：

id?2U2(1?cos?t) ?L12?2U2Id?(1?cos?t)d(?t) ?02??L2U2

==22.51(A)

?L

ud与id的波形如下图：

u20ud0id?2??2??t?t

当α＝60°时，在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放，因此在u2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立：

Ldid?2U2sin?t dt0?2??t 考虑初始条件：当t＝60?时id＝0可解方程得：

id?2U21(?cos?t) ?L2其平均值为

1Id?2???5?332U22U21(?cos?t)d(?t)=

2?L?L2=11.25(A)

此时ud与id的波形如下图：

u2+0?ud+++?t?tid?t

3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：①作出ud、id、和i2的波形；

②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；

1

③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：①ud、id、和i2的波形如下图：

u2Oud??t?OidOi2OId?Id?t?t??t

②输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2分别为

Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V）

Id＝Ud /R＝77.97/2＝38.99（A）

I2＝Id ＝38.99（A）

③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2＝1002＝141.4（V）

考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：

UN＝（2~3）×141.4＝283~424（V）

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：

IVT＝Id∕

晶闸管的额定电流为：

2＝27.57（A）

IN＝（1.5~2）×27.57∕1.57＝26~35（A）

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

5．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当

=30?时，要求：

① 作出ud、id和i2的波形；

② 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2； ③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

2

解：①ud、id和i2的波形如下图：

u2Oud??t?OidOi2IdId?Id?t?t??t

②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为

O Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)

Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)

I2＝Id ＝9(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2＝1002＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为：

IVT＝Id ∕

故晶闸管的额定电压为：

2＝6.36（A）

UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）

晶闸管的额定电流为：

IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）

晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

6. 晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管），电路如图2-11所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。 解：ud、id、iVT、iD的波形如下图：

=60?时

3

u2?OudOidiVT1OiVD2OOIdId???t?t?tId?t?t??? 负载电压的平均值为：

Ud?1

????32U2sin?td(?t)?0.9U21?cos(?/3)＝67.5（V） 2 负载电流的平均值为：

Id＝Ud∕R＝67.52∕2＝33.75（A）

流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为：

IVT＝

1Id＝19.49（A） 3 流过二极管VD3、VD4的电流有效值为：

IVD＝

2Id＝27.56（A） 3

11．三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，

L值极大，当=60?时，要求：

① ②

画出ud、id和iVT1的波形； 计算Ud、Id、IdT和IVT。

解：①ud、id和iVT1的波形如下图：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/43mv.html