电力电子技术作业

解:a)

b)

c)

Idl-—

(¥片1)俺 d 2717 Ta

JI

2

d ,0. 1767 I a

4 £ -匚 l rn ——(纟 + 1)缺 0.胡 31 A

TT 2 sin 亦泊3) ~~~ l + ±

fe 0.898 J =

J — f :

=

0. 5 A

7.晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件?

第2至第8章作业 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

I m ，试计

算各波形的电流平均值 I d1、|d2、I d3与电流有效值11、12、|3。

a) b) c)

图1晶闸管导电波形

答：A：触发信号应有足够的功率

B:触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。

第3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a= 0°和60。时的负

载电流I d，并画出u d与i d波形。

解：a = 0°寸，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

ud与id的波形如下图:L―- = sin(oi di亠

考虑到初始条件二半时2±_0可解方程紂：

心一' (l^cos^)

(cL

-顷-22. 51 (A)

(t)L

当a= 60°寸，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 —个周期中

L ―— J2U 2siiiftX

60 ~300。期间以下微分方程成立：*;

切总初始条件・“i F=60F寸兀=0川解方粗街:

Cu、八、

s = 亠〔—c o s )

It半旳fH为

7, - —fy 问士' 一ZS )二口 4"L. 25(A)

d Zn 4 冈也 2 2a>L

此时4与乳的i皮形如卜圈：

2•单相桥式全控整流电路，U2= 100V，负载中R= 2 Q, L值极大，当a 30。时，要求：① 作出比、i d、和i2的波形；②求整流输出平均电压U d、电流I d，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。

解：①ud、id、和i2的波形如下图：

②输出平均电压必*电流变压器二次电流有效值Z分别为圧=0-9 [J COQ =0.

9X100Xcos30Q =77.97 (V)

L=lk R=ll-97/2 = 38. 99 (A)

L —L—3S. 99 (A)

@IH阐管承爱的最人反向电压为*

41£E=100V2 =14L 4 (V)

考虑安仝裕量，晶闸管购额定电压为，

li=(2"3) X 141. 4 = 233^424 (V)

貝；本数值可按晶闸管产品系列参坡选取.

漩过晶闸管的电流冇效值为：

T IT ~I A /V3 二27. 57 (A)

晶闻管的额定电流为：

£•= (L 5'2) X27. 57/ L. 57 = 26^35 (A) 具体数伉可按晶闸管产品系列参戏选取°

3•单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2 Q, L值极大，反电势E=60V，当a=30

时，要求：

①作出U d、i d和i2的波形;

②求整流输出平均电压U d、电流I d,变压器二次侧电流有效值|2；

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：

②榕浣输出平均电床乩刊流厶变圧器—■次侧琨流冇效柿壬分别为

tt=0.9 U cos =0.9X100Xcos30" =77. 97(A)

Id— (id—E) /R—(77. 97 —60) /2 —9 (A)

厶二£ ~9(A)

③晶闸管承爱的最大反向电压为：

Ji^2= 100Vi =141. 4 (V)

流过每个晶闸管的电淀的冇效恆为’

云丁=厶 / =6* 36 (A)

故品闸管的额定电压为匕

lk=(2'3) X141. 4 = 283^424 (V)

品闸管的额定电流为：

Z= (k 5"2) X6. 36 / 1. 57=6^8 (A) 晶闸管额定电圧和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选収’

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内承受的电压波形。

解：注意到二极管的特点：承受电压为正即导通。因此，二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段，交流电源电压由晶闸管平衡。