电力电子第六章

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电力电子课程设计---单相交流调压电路

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课程设计说明书

课程设计名称：电力电子技术

课程设计题目：单相交流调压电路

班级：电气0902班

姓名：

学号：

指导教师：

时间： 2011年06 月

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第一章前言…………………………………………………………………………2

第二章单相调压电路设计任务及要求……………………………………………3

2．1 设计任务及要求…………………………………………………………3

2．2 设计方案选择……………………………………………………………3

第三章单向调压电路单元电路的设计和主要元器件说明………………………5

3. 1 单元电路的设计…………………………………………………………5

3.1.1主电路的设计……………………………………………………………5

3. 2 主要元器件说明及功能模块……………………………………………5

第四章驱动电路的设计……………………………………………………………6

4. 1 晶闸管对触发电路的要求………………………………………………6

4.1.1触发信号的种类……………………………………………………6

4.1.2触发电路的要求……………………………………………………6

4. 2 触发电路…………………………………………………………………7

4.2.1单结晶体管的工作原理……………………………………………7

4.2.2单结晶体管触发电路………………………………………………9

4.2.3单结晶体管自激震荡电路…………………………………………9

电力电子习题答案五版第六章

第六章P161

1. 调光台灯由单相交流调压电路供电,设该台灯可看作电阻负载,在=O时输出

功率为最大值,试求功率为最大输出功率的80%,50%时的开通角。

解: =O时的输出电压最大,为U0max=101)sin2(1UtU

此时负载电流最大,为 I0max=RURU1max0

因此最大输出功率为Pmax=Uomax Iomax=RU21

输出功率为最大输出功率的80%时,有:P= Uo Io =RU20=80%RU21

此时, Uo =18.0U

又由Uo=U122sin

解得54.60

同理,输出功率为最大输出功率的50%时,有: Uo =U15.0

又由Uo = U1 22sin 90 2. 一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=Ω，L=2mH。试求①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当α=π/2时，晶闸管电流的有效值、晶闸管导通角和电源侧功率因数。

解: ① ωL=2π×50×2×10-3=Ω

R=Ω, 47.51RLarctg

开通角α的变化范围°≤α≤180°

②负载电流的最大有效值发生在时, 负载电流是正弦波

ALRUI06.274220628.05.0222210

③ Pmax= Io2R=

62.0cos01maxIUPSP

④ 已知90，47.51，根据图4-4得IVTN

IVT=IVTNZU12， I0= 2IVT

已知90，47.51，根据图4-3得θ

P= Io2R， S= U1 Io， SP=

3. 交流调压电路和交流调功电路有什么区别?二者各运用于什么样的负载?为什么? 答:交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

电力电子课后部分答案文档

一、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。

9.试列举典型的宽禁带半导体材料.基于这些宽禁带半导体材料的电力电子器件在哪些方面性能优于硅器件？答：典型的是碳化硅、氮化镓、金刚石等材料。具有比硅宽得多的禁带宽度，宽禁带半导体材料一般都具有比硅高的多的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和飘逸速度的，较高的热导率和相差不大的载流子迁移率，且具有比硅器件高的多的耐受高温电压的能力，低得多的通感电阻，更好的导热性能和热稳定性以及更浅的耐受高温的和射线辐射的能力，许多方面的性能都是成数量级的提高。

三、2. 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：tUtiLsin2dd2d

考虑到初始条件：当t＝0时id＝0可解方程得：

)cos1(22dtLUi

202d)(d)cos1(221ttLUI

=LU22=22.51(A)

ud与id的波形如下图：

02tu202tud02tid

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：tUtiLsin2dd2d

考虑初始条件：当t＝60时id＝0可解方程得：

)cos21(22dtLUi

其平均值为 )(d)cos21(2213532dttLUI=LU222=11.25(A)

电力电子习题答案五版第六章 2