电力电子技术作业解答

《电力电子技术》大作业

1.设计题目：交-直-交变频电路的仿真研究

2.设计目的：

1）掌握三相全桥相控整流电路的结构及其工作原理，明确触发脉冲的相位关系，熟悉整流电路交流侧与直流侧电流、电压关系；

2）掌握单相全桥逆变电路的结构及其工作原理，明确调制信号与载波信号之间的幅值关系，明确驱动脉冲的分配关系，熟悉逆变电路输出电压与直流电压、调制信号幅值之间的关系；

3）熟悉电力电子电路的计算机仿真方法。

3.设计内容：

（以下内容以PSIM 9.0.4 Demo版软件为例，但也可以使用其它任何仿真软件）

1）参考PSIM仿真软件所提供示例中的三相全桥相控整流稳压电路模型（.. \Powersim\PSIM9.0.4_Demo\examples\ac-dc\thy-3f.sch），构建触发延时角为30度的三相全桥整流电路。其中交流侧电源选用380V线电压50Hz三相电源，星型联接。其中整流电路直流侧平波电感1mH、滤波电容10mF及负载电阻10Ω。采用宽脉冲触发方式。观测电网电压波形、触发脉冲波形、直流侧电压波形和负载电流波形。

2）参考PSIM仿真软件所提供示例中的三相PWM逆变电路模型（.. \Powersim\PSIM9.0.4_Demo \examples\

第2章

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）。或：uAK>0且uGK>0。

4. 图 2-27 中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值 I1、I2、I3。

第3章

3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中 R＝2Ω，L值极大，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。

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，U2=100V， 电阻电感负载，R=2Ω，L 值很大，当a=60?时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：

7. 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。

解：假设?= 0°，当负载为电阻时，ud的波形如下：

9、三相半波整流电路的共阴极接法与共阳

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！

作业一：

1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大？（假设 灯的发光强度各向通性，为I0） 解：设书的面积为dA，则根据照度的定义公式：

E?d?I0d?? （1） dAdA

其中d?为上图所示的立体角。 因而有：

d??将（2）式代入（1）式得到：

dA?cos?dA?h （2） ?L2?h2(L2?h2)3/2E?I0h （3） 223/2(L?h)dE?0 dh为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，

计算得：

h?122122m

因而，当高度为

m时书上的照度最大。

2、设He-Ne激光器中放电管直径为1mm，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为?=10-3rad，辐射通量为3mW，视见函数取 V(6328)=0.24，求： （1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？

（2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度？

（3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？

第2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？

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。

3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：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。

4. 图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。

0?4?a)2?0?4?5?4b)2?0?2c)2?

图1-43图1 晶闸管导电波形

解：a) Id1=

12π???4Imsin?td(?t)=

Im22Im?1)?0.2717 Im (22πI1=

12?2??(Imsin?t)d(?t)=4?31??0.4767 Im 42?b) Id2 =

1π???4Imsin?td(?t)=

2Im?1)?0.5434 Im (

作者：范兴荣

电力电子技术

第一部分

一、

电力电子技术的定义

电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一个重要分支，也是电工技术的分支之一。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

二、电力电子技术的研究内容

电力电子技术的研究内容：

1、电力电子器件 2、变流技术 3、控制技术

或者说，电力电子技术的研究内容：电子学、电力学、控制理论

三、与其它学科的关系

1、与微电子学的关系

三个相同点： （1）都分为电子器件和电子电路两大分支，二者同根同源

（2）两类器件制造技术的理论基础相同； （3）制造工艺也基本相同。

两个不同点：

（1）应用目的不同——前者用于电力变换，后者用于信息处理； （2）工作状态不同——在微电子技术中，器件既可以处于放大状态，也可以处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态。

2、与电力学(电气工程)的关系

（1）电力电子技术广泛用于电气工程中；

（2）国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支； （3）电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个

西大题库,经典,赞一个,注意保密

电力电子技术试题填空（广西大学电气工程学院题库）

0000002、电子技术包括__信息电子技术__和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

0000001、电力变换通常可分为：交流变直流、直流变直流、直流变交流和交流变交流。0000002、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在___开关__状态。当器件的工作频率较高时，___开关__损耗会成为主要的损耗。

0000001、电力变换通常分为四大类，即交流变直流、直流变直流、直流变交流、交流变交流。

0100004、过电压产生的原因操作过电压、雷击过电压，可采取RC过电压抑制电路、压敏电阻等措施进行保护。

0100002、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管

GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。0100004、晶闸管对触发脉冲的要求是触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通、触发脉冲应有足够的幅度、触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额和应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。（可作简答题）0100003、多个晶闸管相并联

电力电子技术复习题

填空题

1.标出下面元件的简称：

电力晶体管 GTR ；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管 MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT是 MOSFET 和 GTR 的复合管。

2.晶闸管对触发脉冲的要求是 要有足够的驱动功率 、 触发脉冲前沿要陡幅值要高 和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3.多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 的问题，解决的方法是 串专用均流电抗器。

4.在电流型逆变器中，输出电压波形为 正弦波 ，输出电流波形为 方波? 。 5.型号为KS100-8的元件表示 双向晶闸管 晶闸管、它的额定电压为 800V 伏、额定有效电流为 100A 。

6.180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一桥臂 上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 不同桥臂上的元件之间进行的。

7.当温度降低时，晶闸管的触发电流会 增加 、正反向漏电流会 下降 ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会 下降 、正反向漏电流会 增加 。

8.常用的过电流保护措施有 快速熔断器 ?、 串进线电抗器、

第三章 电力电子技术实验

实验一 单相桥式全控整流电路实验

一、实验目的

(1) 了解单相桥式全控整流电路的工作原理；

(2) 研究单相桥式全控整流电路在电阻性负载、电阻—电感性负载及反电势负载下的工作情况；

(3) 熟悉TCA785锯齿波移相触发电路的工作原理。

二、实验所需挂件及附件

序号 1 2 3 4 5 6 7 三、实验线路及原理

图3-1为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发单元采用DJK03-1组件挂箱上的“TCA785锯齿波移相触发电路”。

型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 D42 三相可调电阻 直流电动机 双踪示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等模块。 该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等模块。 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“TCA785锯齿波移相触发电路”等模块。 四、实验内容

(1) 单相桥式全控整流电路供电给电阻负载；

(2) 单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载； (3) 单相桥式全控

第2，9章电力电子器件

一．填空

1. 若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为 。（不考虑晶闸管的安全裕量 ）

2. 在型号KP10-3中，数字10表示 ，数字3表示 。 3．当温度降低时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 。 4. GTR的安全工作区由_____________________、____________________、_____________________和____________________界定。

5．GTR要想低损耗工作，应该工作在 区和 区。 6. 电力MOSFET工作在_____区和_____区。

7. 下列器件中， 为电流驱动型可控器件、 为电压驱动型可控器件。A. 晶闸管， B. IGBT， C. GTR， D. MOSFET。 8. 下列器件中， 开关频率最高。 A.晶闸管，B .IGBT，C. GTR，D. MOSFET。

9. 晶闸管并联必须考虑_____

第 1、2 课时

课题:

电力电子技术绪论

教学目的和要求:

掌握电力电子技术等概念，了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。

重点与难点:

掌握电力电子技术等相关概念

教学方法:

图片展示，应用介绍，结论分析。

预复习任务:

复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。

1 什么是电力电子技术 1.1 电力电子与信息电子

信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换

电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。

电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下。 1.2 两大分支

电力电子器件制造技术

电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。

变流技术（电力电子器件应用技术）

用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。

电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。

电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流

输出 输入 交流