电力电子技术_第二版_王云亮_课后答案[1-6章].khda

第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Ω,电感为0.2H ，电源电压2U 为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压定额。

解：由直流输出电压平均值d U 的关系式：2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ，故得：A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为：0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。

所以，晶闸管的电流有效值求得， ()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为：A I I d VD R 66.82=+=παπ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，晶闸管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，续流二极管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示，问该变压器是否存在直流磁化问题。

试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少？当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。

解：因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周上下绕组电流的方向相反，波形对称，其一个周期的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。

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：（1） 以晶闸管 2VT 为例。

当1VT 导通时，晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联，所以2VT 承受的最大电压为222U 。

电力电子技术王云亮课后答案1. 写出下列电力电子器件的简称：电力晶体管______ ；可关断晶闸管______ ；功率场效应晶体管______ ；绝缘栅双极型晶体管______ 。

[填空题] *空1答案：GTR空2答案：GTO空3答案：MOSFET空4答案：IGBT2. 只有当阳极电流小于______电流时，晶闸管才会由导通转为截止。

[填空题] *空1答案：最小维特3. 晶闸管在其阳极与阴极之间加上______ 电压的同时，门极上加上______ 电压，晶闸管就导通。

[填空题] *空1答案：正向空2答案：触发4. 从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 ______ ，用______ 表示。

[填空题] *空1答案：控制角空2答案：α5. 逆变电路分为 ______ 逆变电路和 ______ 逆变电路两种。

[填空题] *空1答案：有源空2答案：无源6. 整流是把______ 电变换为 ______ 电的过程；逆变是把______ 电变换为______ 电的过程。

[填空题] *空1答案：交流空2答案：直流空3答案：直流空4答案：交流7. 逆变角β与控制角α之间的关系为 ______ 。

[填空题] *空1答案：α=π- β8. 三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为 ______ HZ；[填空题] *空1答案：1509. 三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为______ HZ。

[填空题] *空1答案： 30010. 三相桥式全控整流电路是由一组共______ 极三只晶闸管和一组共______ 极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。

每隔60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通 ______ 度。

要使电路工作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，一个是共______极的，另一个是共 ______ 极的元件，且要求不是 ______ 的两个元件。

第1章 电力电子器件习题答案1.晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么? 答: 晶闸管导通的条件:① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

② ②应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。

晶闸管关断的条件:要关断晶闸管,必须使其阳极电流减小到一定数值以下,或在阳极和阴极加反向电压。

2.为什么要限制晶闸管的通态电流上升率?答:因为晶闸管在导通瞬间,电流集中在门极附近,随着时间的推移,导通区才逐渐扩大,直到全部结面导通为止。

在刚导通时,如果电流上升率/di dt 较大,会引起门极附近过热,造成晶闸管损坏，所以电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内。

3.为什么要限制晶闸管的断态电压上升率？答：晶闸管的PN 结存在着结电容，在阻断状态下，当加在晶闸管上的正向电压上升率/du dt 较大时，便会有较大的充电电流流过结电容，起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。

因此，晶闸管的电压上升率应限制在断态电压临界上升率以内。

4.额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是多少？ 解：额定电流为100A 的晶闸管在不考虑安全裕量的情况下，允许的电流有效值为：A I I 15710057.157.1T(A V )T =⨯==晶闸管在流过全波电流的时候，其有效值和正弦交流幅值的关系为：2d )sin (1m 02m T I t t I I ==⎰πωωπ其平均值与和正弦交流幅值的关系为：πωωππmm d 2d sin 1I t t I I ==⎰则波形系数为：11.122d T f ===πI I K 则晶闸管在流过全波电流的时候，其平均值为：A K I I 1.14111.1157f T d ===所以，额定电流为100A 的晶闸管流过单相全波电流时，允许其最大平均电流是141.4A 。

5.晶闸管中通过的电流波形如下图所示，求晶闸管电流的有效值、平均值、波形系数及晶闸管额定电流。

解：晶闸管电流的有效值为A I t I I 5.11532003d 21m 3202m T ====⎰πωπ晶闸管电流的平均值为A I t I I 7.6632003d 21m 320m d ====⎰πωπ波形系数为732.17.665.115d T f ===I I K 晶闸管的额定电流为A I I 120)2~5.1(57.1TT(AV)=⨯=6.比较GTO 与晶闸管的开通和关断，说明其不同之处。

第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1具有续流二极管的单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Q ，电感为0.2H ，电源电压U 2为220V ，直流平均电流为10A ，试计 算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出其电压定额。

解：由直流输出电压平均值U d 的关系式：已知直流平均电流I d 为10A ，故得：U d=l d R = 10 5 = 50A可以求得控制角a 为：2U d,2汉50 ,门 cos1100.45U 20.45 720则 a =90°。

所以，晶闸管的电流有效值求得,f JT + Ot续流二极管的电流有效值为：I VD R一 Id =8.66A \ 2晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值 U M 〜2U 2 , 考虑2~3倍安全裕量，晶闸管的额定电压为U TN = 2~3U M = 2~3311 =622 ~ 933VU d 二 0.45U 21 cos ：2I VT1 I d 2d t2 -:I d j JI2续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值U M - 2U2 ,考虑2~3倍安全裕量，续流二极管的额定电压为U TN=2~3U M = 2~ 3 311 =622 ~ 933V2-2具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示, 问该变压器是否存在直流磁化问题。

试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少？当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。

解：因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。

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：（1）以晶闸管VT2为例。

当VT i导通时，晶闸管VT2通过VT i与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为2. 2U2。

（2）当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角:相同时，对于电阻负载：（0—）期间无晶闸管导通，输出电压为0;（:・~二）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT i、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等；（二"「二）期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；（二：~2二）期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3 导通，输出电压等于-U2。

第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具备续流二极管单相半波可控整流电路，电感性负载，电阻为5Ω,电感为0.2H ，电源电压2U 为220V ，直流平均电流为10A ，试计算晶闸管和续流二极管电流有效值，并指出其电压定额。

解：由直流输出电压平均值d U 关系式：2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ，故得：A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为：0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。

因此，晶闸管电流有效值求得，()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管电流有效值为：A I I d VD R66.82=+=παπ 晶闸管承受最大正、反向电压均为电源电压峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，晶闸管额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受最大反向电压为电源电压峰值22U U M =，考虑2~3倍安全裕量，续流二极管额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具备变压器中心抽头单相双半波可控整流电路如图2-44所示，问该变压器与否存在直流磁化问题。

试阐明晶闸管承受最大反向电压是多少？当负载是电阻或者电感时，其输出电压和电流波形与单相全控桥时与否相似。

解：由于单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流方向相反，波形对称，其一种周期内平均电流为零，故不会有直流磁化问题。

分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形状况： （1） 以晶闸管 2VT 为例。

当1VT 导通时，晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联，因此2VT 承受最大电压为222U 。

（2）当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路触发角α相似时， 对于电阻负载：（α~0）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（πα~）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通，输出电压均与电源电压2u 相等；(παπ+~)期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；(παπ2~+)期间，单相全波电路中2VT 导通，单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通，输出电压等于2u -。