浙江大学远程教育学院《电力电子技术》课程作业姓名：朱江宾学号：714070202004年级：14春学习中心：余杭—————————————————————————————第1章1．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示图1-37 问：（1）开关S闭合前灯泡亮不亮？（2）开关S闭合后灯泡亮不亮？（3）开关S闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？解：（1）开关S闭合前，灯泡不亮。
（2）开关S闭合后，灯泡亮。
（3）灯泡不亮，因为晶闸管已关断。
2．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？解：在夏天，晶闸管触发电路调试好后正常工作，但到冬天随着温度变化，U GT和I GT的数值增大。
所以原来调整好的触发电路数值已不够，则晶闸管装置变得不可靠。
在冬天，晶闸管触发电路调试好后正常工作，到了夏天随着温度变化，U GT和I GT数值变低了，收外界干扰，出现误导通，所以变得不可靠。
3．型号为KP100-3，维持电流I H＝4mA的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理？(a) (b) (c)图 1-38 习题5图解： （a ）mA I mA A I H d 42002.010501003=<==⨯=，,H d I I < 无法导通，不合理。
（b ）A I 22102202==H I A I I >==9.957.1/2d R TM U V U >==3112220 故不能正常工作（c ）H I A I >==1501/150d A A Id I T 15710057.1150=⨯<==故能正常工作4．什么是IGBT 的擎住现象？使用中如何避免？ 解：（1）IGBT 的擎住效应有静态擎住和动态擎住静态擎住：IC 上升，Rbr 压降使NPN 通，经正反馈，寄生等效晶闸管通，IGBT栅极失去控制作用。
动态擎住：关断时产生，J2结反压很快建立， 大，此电流可 在R br 上产生NPN 管导通的正向偏压从而产生擎住现象。
（2）使用时应注意使I C <I CM ，避免静态擎住R G 上升，使关断速度下降，减小重加 避免动态擎住dt dUC ce j 2,dt dU ce ,dt dUce第2章1．出图2-57中①～⑨各保护元件及VD F、Ｌd的名称及作用。
（LJ为过流继电器）图2-57 三相桥式整流电路的保护解：1、交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt2、压敏电阻过压保护3、交流侧阻容保护过压保护4、桥臂电感限du/dt（由元件换流引起）di/dt5、快熔过流保护6、过压保护电容限制关断过电压对元件的损害7、抑振电阻防止LC振荡，限制电容放电电流8、直流侧压敏电阻直流侧过压保护9、过流继电器过流时，继电器开路，保护主电路10、VD F续流二级管为负载电路提供通路，过压保护、提高Ud11、Ld平波电抗器防止直流电流波动（断流）2．GTR、IGBT等过流保护中，为何要采用检测集射极电压作为保护基准？解：以测量集射极电压U-ce作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下（ΔU-ce/U-ceg＝ΔI c/I cg），GTR工作点仅移至A2点，仍处于准饱和状态，元件关断时功耗因此采用测量U-ce变化来检测工作状态、实现过流保护是安全、可靠的。
3．GTR、P-MOSFET、IGBT吸收电路的基本结构如何？其减少被保护器件开关损耗的机理如何？解：GTR的关断过程 GTR的关断吸收电路原理曲线关断原理电路上图为断开时，减小元件的损耗就是在电流变小的过程中电压推迟升高，加装一个电容，避免大电流高电压同时产生。
避免损耗出现。
GTR的开通过程 GTR的开通吸收电路原理曲线开通原理电路上图为开通时，减小元器件的损耗就是在电压变小的过程中推迟电流的升高，加装一个电感，避免大电流高电压同时产生。
第3章1、某电阻负载要求（0～24）V 直流电压，最大负载电流I d ＝30A ，采用单相半波可控整流电路。
如交流采用220V 直接供电与用变压器降至60V 供电是否都满足要求？试比较两种方案的晶闸管导通角、额定电压、额定电流、整流电路功率因数以及对电源要求的容量。
解： 1、 220V 供电 2、 60V 供电 U d =0.45U 2(1+cosa)/2A=121°(38.9°),θ=180°-a=59°(141.1°))37.51(4.81)cos 1(2)(22sin 2A A I I d =+-+=ααππαππαπαπππα22sin 4121222-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰d d dR U dw R U I 2cos 145.0)cos 1(2222ααπ+=+==d d d d d R U R U R U I I T(A V)=(1.5~2)I 2/1.57=80.35~107.13A(49.1~64.4A) U Tm =2202=311V(84.84V)U R =(2~3)U Tm =622.3~933.4V(167.7~254.6V))3082(185021.84220)685.0(3105.022sin 41cos 221222VA VA I U S I U UI s p =⨯===-+===παπαπϕ2、单相桥式可控整流电路，带电阻—大电感负载，R d ＝4Ω，变压器次级电压有效值U 2＝220V 。
试计算当控制角α＝60°时，直流电压、电流平均值。
如果负载两端并接一续流二极管，其直流电压、电流平均值又是多少？并求此时流过晶闸管和续流二极管的电流平均值、有效值，画出两种情况下的输出电压、电流波形。
解：（1）无续流二极管U d =0.9U 2cosa=0.9×220×cos60°=99V I d = U d /R d =99/4=24.75A (2) 有续流二极管V U U d 5.148260cos 12209.02cos 19.02=+⨯⨯=+=αI d = U d /R d =37.125AA I I d T 33.1237360601802d =⨯-=-=παπA I I d T 34.2137360601802=⨯-=-=παπA I I d dT 33.12371806022=⨯==πα A I I d T 34.21371806022=⨯==πα3、三相半波可控整流电路，大电感负载，U 2＝220V ，R d ＝10Ω，求α＝45°时直流平均电压U d ，晶闸管电流平均值及有效值，并画出输出直流电压u d 及晶闸管电流i T 波形。
解：U d =1.17U 2cosa =1.17×220×cos45°=182V I d =U d /R d =182/10=182.A I dT =I d /3=18.2/3=6.1AA I I T 5.1032.183d ===4、上题如负载两端并接续流二极管，此时直流平均电压U d 及直流平均电流I d 多少？晶闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少？并画出输出直流电压u d ，晶闸管及续流二极管电流波形。
解：[]V U U d 9.186)4530cos(1220675.0)6cos(1675.02=++⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++= απ69.18==ddd R U I A 45.536045150360150=-=-=d ddTI I I α AA I I d T 1.10360150=-=αA I I d dDF34.2360)30(3=-= αA I I d DF6.6360)30(3=-= α5、三相桥式全控整流电路对电阻—电感—反电势负载供电。
E ＝200V ，R d ＝1Ω，L d 数值很大，U 2＝220V ，α＝30°，当(1) L B ＝0；（2）L B ＝1mH 时，分别求U d 、I d 和换流重叠角μ。
解：（1）U d ′=2.34U 2cosa=2.34×220×cos60°=257.5VI d =(U d -E)/R d =57.5A μ = 0(2) U d = U d ′- △U d = 257.5-mXBId/2π=257.5-0.3 I d U d =E+I d R d 即 U d -E=I d R d得I d =44.23A U d =244.23V0515.062)(cos 2==+-U X I u coa Bd ααCOS(60°+μ)=0.5-0.0515Μ=63.36°-60°=3.36°6、三相半波可控整流电路带电阻性负载，a 相晶闸管VT 1触发脉冲丢失，试画出α＝15°及α＝60°时的直流电压u d 波形，并画出α＝60°时b 相VT 2管两端的电压u T2波形。
解：7、图3-39中的两个电路，一个工作在整流—电动机状态，另一个工作在逆变—发电机状态。
试求(1) 画出U d ，E ，i d 的方向； (2) 说明Ｅ与U d 的大小关系； (3) 当α与β的最小值均为30°，控制角α的移相范围。
图3-39解：d U E < d U E >控制角α的移相范围： 30°~150°8、三相半波逆变电路，U 2＝100V ，E ＝30V ，R d ＝1Ω，L d 足够大，保证电流连续。
试求α＝90°时I d ＝？如若β＝60°时，I d ＝？为什么？解：(1) V U U 090cos 10017.1cos 17.12d =⨯⨯== α A RU E I dd 30=-=(2) V U U d 5.5890cos 10017.1cos 17.12-=⨯⨯-=-=β E U d > 故不满足逆变条件 0≈d I1．直流—直流（DC—DC）变换有哪几种控制方式？它们又是如何具体实现的？解：斩波器有两种基本控制方式：时间比控制和瞬时值控制。
时间比控制又包括脉宽控制、频率控制、综合控制。
时间比控制：通过改变斩波器的通、断时间而连续控制输出电压的大小瞬时值控制：在恒值（恒压或恒流）控制或波形控制中，常采用瞬时值控制的斩波方式。
2．简述Boost-Buck变换电路与Cúk变换电路的异同点。
解：Boost -Buck变换电路的特点是：（1）输出电压U0可以小于（降压）、也可以大于（升压）输入电压E；（2）输出电压与输入电压反极性。
Cúk变换器也是一种升降压变换器，输出电压可以比输入电压低、也可以比输入电压高，而且输出与输入电压具有反极性关系。
