chapter07 PWM Techniques 《电力电子技术(第5版)》英文版本课件
电力电子技术答案第五版(全)

电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1、1 使晶闸管导通得条件就是什么?答:使晶闸管导通得条件就是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或者UAK >0且UGK>01、2 维持晶闸管导通得条件就是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通得条件就是使晶闸管得电流大于能保持晶闸管导通得最小电流,即维持电流。
1、3 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间得电流波形,各波形得电流最大值均为Im ,试计算各波形得电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) Id1=I1=b) Id2=I2=c) Id3=I3=1、4、上题中如果不考虑安全裕量,问100A得晶阐管能送出得平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应得电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解:额定电流IT(AV)=100A得晶闸管,允许得电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1A, Id10、2717Im189、48Ab) Im2 Id2c) Im3=2I=314 Id3=1、5、GTO与普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO与普通晶阐管同为PNPN结构,由P1N1P2与N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益与,由普通晶阐管得分析可得,就是器件临界导通得条件。
两个等效晶体管过饱与而导通;不能维持饱与导通而关断。
GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,就是因为GTO与普通晶闸管在设计与工艺方面有以下几点不同:l)GTO在设计时较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO关断;2)GTO导通时得更接近于l,普通晶闸管,而GTO则为,GTO得饱与程度不深,接近于临界饱与,这样为门极控制关断提供了有利条件;3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极与阴极间得距离大为缩短,使得P2极区所谓得横向电阻很小,从而使从门极抽出较大得电流成为可能。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案

电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区,也称漂移区。
低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管由导通变为关断答: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。
要使晶闸由导通变为关断, 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。
2-4 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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
解:a) I d1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+=⎰πωπππtI 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰πϖπππwt d tb) I d2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=⎰wt d t ππϖπI 2=Im6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈+=⎰πϖπππwt d tc) I d3=⎰=20Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少解:额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, ≈≈ I m2,90.2326741.0A I ≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版

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1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管时代 ☞晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能,使 之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组,并且 其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基 础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立 的。 ☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
础元件和重要支撑技术。
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1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
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1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎 明期。 ☞1904年出现了电子管,它能在真空中对电子流进行控 制,并应用于通信和无线电,从而开启了电子技术用于电 力领域的先河。 ☞20世纪30年代到50年代,水银整流器广泛用于电化学 工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传 动,甚至用于直流输电。这一时期,各种整流电路、逆变 电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。在 这一时期,也应用直流发电机组来变流。 ☞1947年美国著名的贝尔实验室发明了晶体管,引发了 电子技术的一场革命。
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1.3 电力电子技术的应用
◆家用电器 ☞电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量 能源,正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。 ☞空调、电视机、音响设备、家用计算机, 不少洗衣机、 电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。 ◆其它 ☞航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,载人航天器 也离不开各种电源,这些都必需采用电力电子技术。 ☞抽水储能发电站的大型电动机需要用电力电子技术来 起动和调速。超导储能是未来的一种储能方式,它需要强 大的直流电源供电,这也离不开电力电子技术。
《电力电子技术》_机械工业出版社_第五版_习题答案

《电力电子技术》第五版 机械工业出版社课后习题答案第二章 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:u AK >0且u GK >0。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?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。
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。
3. 图1-43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、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
2π2π2ππππ4π4π25π4a )b )c )图1-43图1-43 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I mI 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314, I d3=41I m3=78.55. GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶闸管的分析可得,1α+2α=1是器件临界导通的条件。
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电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力?答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?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。
要使晶闸由导通变为关断,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。
2-4 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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
电力电子技术_第五版(王兆安刘进军)课后详细答案

解:a ) b) c) 兀a) 2兀0 -4 兀竽 2兀0 b) 图1-43 晶闸管导电波形I d1= k 'm sin ^td (豹t) = A ( — +1 Z0.2717 I m 2冗 4 2冗 22c) 11=居帥前co t)2d g t)=号 ^3^^ -0.4767 I m I d2 =1$' m si n oo td(eo t) = — ( £ +1 “0・5434 I m n 4 n 2@ h , 12 I2 = J F ^'m Sin 航)2d 伸t) =-^ 967411 m2兀1 匹1 I d3^— J 2l m d @t)=-I m I 3 =上恵皿)=1 I m《电力电子技术》第五版 机械工业出版社 课后习题答案第二章电力电子器件1.使晶闸管导通的条件是什么?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 。
或:U AK >0 且 U GK >0。
答:即维持电流。
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。
3.图1-43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、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、打。
答: 冲 2.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 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,d1、5. GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸 管不能? 答: GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P i N i P 2和N i P 2N 2构成两个晶体管V i 、 V 2,分别具有共基极电流增益%和G 2,由普通晶闸管的分析可得,% +X 2 =i 是器件临 界导通的条件。
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电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力?答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?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。
要使晶闸由导通变为关断,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。
2-4 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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
朱明-电力电子技术(第5版)【王兆安】第7章 PWM控制技术

uUN uUN '
uUN ' uVN ' uWN '
负载相电压的PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud 和0共5种电平组成。
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形
3
◆为了防止上下两个臂直通而造成短路,在上下两 臂通断切换时要留一小段上下臂都施加关断信号的 死区时间。
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授人以鱼不如授人以渔
9/60
授人以鱼不如授人以渔
7.2.1 计算法和调制法
朱明工作室 zhubob
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
■三相桥式PWM逆变电路(调制 法) ◆采用双极性控制方式。 ◆U、V和W三相的PWM控制通 常公用一个三角波载波uc,三相的 调制信号urU、urV和urW依次相差 120°。
授人以鱼不如授人以渔
图7-8 三相桥式PWM逆变电路波形 11/60
授人以鱼不如授人以渔
7.2.1 计算法和调制法
朱明工作室 zhubob
图7-7 三相桥式PWM型逆变电路
☞输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成。 √当臂1和6导通时,uUV=Ud。 √当臂3和4导通时,uUV=-Ud。 √当臂1和3或臂4和6导通时,uUV=0。 ☞负载相电压uUN可由下式求得
13/60
授人以鱼不如授人以渔
7.2.1 计算法和调制法
☞为了消除偶次谐波,应使波形正负两半周期镜对称,即
朱明工作室 zhubob
u(t) u(t )
(7-1)
☞为了消除谐波中的余弦项,简化计算过程,应使波形在正半周期内前后1/4 周期以/2为轴线对称,即
u(t) u( t)
a1
2Ud (12cos1 2cos2 2cos3)
《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版

图1-4 AB变频器
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1.3 电力电子技术的应用
◆交通运输 ☞电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的 直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流 斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电 力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆 中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。 ☞电动汽车的电机依靠电力电子装置进行电力变换和驱 动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高 级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器 驱动并控制。 ☞飞机、船舶和电梯都离不开电力电子技术。
53232静态特性正常工作时的特性当晶闸管承受反向电压时不论门极是否有触发电流晶闸管都不会导通当晶闸管承受正向电压时仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通晶闸管一旦导通门极就失去控制作用不论门极触发电流是否还存在晶闸管都保持导通若要使已导通的晶闸管关断只能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
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1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管时代 ☞晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能,使 之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组,并且 其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基 础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立 的。 ☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
交流(AC)
1.1 什么是电力电子技术
■电力电子学 ◆美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、 电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
图1-1 描述电力电子学的倒三角形
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案

电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力?答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 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。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?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。
要使晶闸由导通变为关断,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。
2-4 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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV)=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
电力电子技术答案第五版(全)

电子电力课后习题答案第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或者U AK >0且U GK >01.2 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 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。
1.3 图1-43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、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
解:a) I d1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+=⎰πωπππtI 1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈+=⎰πϖπππwt d tb) I d2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=⎰wt d t ππϖπI 2=Im6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈+=⎰πϖπππwt d tc) I d3=⎰=20Im 41)(Im 21πωπt dI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
电力电子及技术(第五版)部分习题答案(珍藏版)

电力电子技术第五版课后习题答案第二章 电力电子器件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:u AK >0且u GK >0。
3.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?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。
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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
2π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2mI (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2=π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I(122+)≈0.5434 I m I 2=⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41I m I 3=⎰22)(21πωπt d I m =21 I m5.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I≈329.35 I d1≈0.2717I m1≈89.48 b) I m2≈6741.0I≈232.90 I d2≈0.5434I m2≈126.56c) I m3=2I =314 I d3=41I m3=78.5第三章 整流电路1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,L =20mH ,U 2=100V ,求当α=0°和60°时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
《电力电子技术》西安交通大学-王兆安-第五版

2021/3/26
3
1.1 什么是电力电子技术
◆具体地说,电力电子技术就是使用电力电子器件 对电能进行变换和控制的技术。
☞电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基 础。
☞变流技术则是电力电子技术的核心。 表1-1 电力变换的种类
输出
输入
直流(DC)
交流(AC)
交流(AC)
整流
交流电力控制 变频、变相
2021/3/26
12
1.2 电力电子技术的发展史
☞把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在 一起,构成电力电子集成电路(PIC),这代表了 电力电子技术发展的一个重要方向。电力电子集成
技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成 技术以及系统集成技术。
☞随着全控型电力电子器件的不断进步,电力电子 电路的工作频率也不断提高。与此同时,软开关技 术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗
2021/3/26
9
1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎
明期。
☞1904年出现了电子管,它能在真空中对电子流进行控
制,并应用于通信和无线电,从而开启了电子技术用于电
力领域的先河。
☞20世纪30年代到50年代,水银整流器广泛用于电化学
工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传
无功补偿、电力机车牵引、
交直流电力传动、电解、励
磁、电加热、高性能交直流
电源等之中,因此,无论是
国内国外,通常都把电力电
图1-2 电气工程的双三角形描述
子技术归属于电气工程学科。在我国,电力电子与电力传
动是电气工程的一个二级学科。图1-2用两个三角形对电 气工程进行了描述。其中大三角形描述了电气工程一级学
电力电子技术答案第五版全

电子电力课后习题答案第一章电力电子器件使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管蒙受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或许 U AK >0 且 U GK>0保持晶闸管导通的条件是什么?如何才能使晶闸管由导通变为关断?答:保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,即保持电流。
1.3 图 1- 43 中暗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均匀值 I d1、 I d2、I d3与电流有效值 I 1、I 2、 I 3。
14 Im sin( t)Im ( 21)0.2717 Im解: a)I d1222=1(Im sin t) 2 d ( wt)Im31I1=242421Im sin td( wt )Im21)0.5434 Im(b)I d2=4221(Im sin t) 2 d ( wt) 2 Im31I 2=424212 Im d (t)1 Imc)I d3=20412 Im 2 d (t )1 ImI3=2021.4. 上题中假如不考虑安全裕量, 问 100A 的晶阐管能送出的均匀电流I d1、 I d2、I d3各为多少 ?这时,相应的电流最大值I m1、 I m2、I m3各为多少 ?解:额定电流 I T(AV) =100A的晶闸管,同意的电流有效值I=157A, 由上题计算结果知a)Ib)I m1m2IIA,I232.90 A,Id1d20.5434 Im1m 2126.56 A1I m3c)m3Id3=4 I =2I=3141.5.GTO 和一般晶闸管同为PNPN构造 , 为何 GTO能够自关断 , 而一般晶闸管不可以 ?答: GTO和一般晶阐管同为PNPN构造,由 P1N1P2和 N1P2N2构成两个晶体管 V1、 V2,分别拥有共基极电流增益 1 和 2 ,由一般晶阐管的剖析可得, 1 2 1 是器件临界导通的条件。
电力电子技术-Chapter7软开关

电
力
电
子
技
术
7.1.3 谐振电路的构成与特性
2Ui Ui/Zr t0 uCr
若电路的初始状态为零初始状态,即 ILr0= iLr(t0)=0,UCr0=uCr(t0)=0,则
i Lr (t )
t
iLr
Ui sin r (t t 0 ) Zr
7-5
u Cr (t ) U i U i cos r (t t 0 ) 7-6
Lr C r
diLr u Cr U i dt duCr i Lr I 0 dt
7-7
电
力
电
子
技
术
7.1.3 谐振电路的构成与特性
iLr Lr
Ui
uCr
Cr
假设在 t0 时刻,谐振电感的初始电流为 iLr(t0)=ILr0 , 谐 振 电 容 的 初 始 电 压 uCr(t0)=UCr0,解微分方程组(7-7),得 I0 到
0
(a)关断过程 图7-1
t
开关管开通与关断过程的电压 电流及功率损耗曲线
电
力
电
子
技
术
7.1.1 功率电路的开关过程
可见当功率管开通和关断时,要产生开通损耗和关断损耗,统称为开 关损耗(Switching loss),通常可由一个开关周期的平均开通和关断 损耗求出。 假设导通后流入功率管电流为IC,关断后功率管承受的电压为UC,导 通时的管压降忽略不计,且假设开关过程中,电流i、电压u按线性变 化,由图7-1分析,不难求得导通和关断过程功率管的电流、电压瞬 时值i、u,即 开通过程: 关断过程:
电
力
电
子
电力电子及技术第五版部分习题答案

电力电子技术第五版课后习题答案第二章 电力电子器件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:u AK >0且u GK >0。
3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 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。
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I ,试计算各波形的电流平均值I 、I 、I 与电流有效值I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2mI (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I mc) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I m5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解:额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A ,由上题计算结阿果知a) I m1≈4767.0I≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.5第三章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L =20mH ,U 2=100V ,求当α=0︒和60︒时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 7.5 静止无功补偿装置

7.5.1晶闸管控制电抗器(TCR)
基本原理: 单相基本结构是两个反并联的晶闸管与一个电抗器串联, 这样的电路并联到电网上,就相当于电感负载的交流调压电 路结构。 工作原理和不同触发角时的工作波形与交流调压电路完 全相同。
图7.5.1 TCR的基本原理图
7.5.2晶闸管投切电容器(TSC)
工作原理:
电力电子技术(第5版) 第7章 电力电子装置
7.5 静止无功补偿装置
7.5 静止无功补偿装置
1、组成:由电力电子器件与储能元件构成。 2、特点:在于能快速调节容性和感性无功功率,实现动态补偿。 3、应用:常用于防止电网中部分冲击性负荷引起的电压波动干扰、重 负荷突然投切造成的无功功率强烈变化。 4、分类: (1)采用晶闸管开关的静止无功补偿装置: ◆晶闸管控制电抗器( Thyristor Controlled Reactor— TCR) ◆晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor —TSC) (2)采用自换相变流器的静止无功补偿装置: ◆静止无功发生器(Static Var Generator—SVG) ◆ 高 级 静 止 无 功 补 偿 装 置 ( AdTanced Static Var Compensator— ASVC)。
(1)以无功电流为投切判据
图7.5.6中,电压信号经滤波后由 过零脉冲发生电路产生相电压,正向 过零脉冲信号,作为采样保持器的采 样开关信号,于是采样保持器的输出 就是无功电流幅值。
则实现图了7.5完.5中全,补i偿L=。ic+is ,如果使iq=ic ,
由
ic
C
dup dt
C
2U cos t
和
iq 2I sin cost IQM cost
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Switching State Vector [pnn]
Vpnn v v pnnT /abc v v va b ca b c pnn
2 1 3 0
1 2 3 2
1 2 2 3 V V 0 dd cc
3 2V dc 1 2V dc
V pn V n 1 ej 2Vdc tan1vv 30
switching frequency – Connection of multiple PWM inverters
7
Power Electronics
Triangular-wave natural sampling
Uni-polar PWM in single-phase VSI
V1
Ud + V2
3
Power Electronics
4
Power Electronics
5
Power Electronics
A list of PWM techniques
Triangular-wave sampling
– Natural sampling – Uniform sampling
Calculation
9
Power Electronics
Triangular-wave natural sampling
In 3-phase VSI
Three-phase bridge inverter can only realize bi-bolar PWM therefore should be controlled by bipolar sampling.
1 2 3
2
1 2 2 3 0 0 0 0 0
bc
V pp p V 00
ab,
V0
ca
24
Power Electronics
Switching State Vectors
V 1[pn]n
V 2[pp]n
V3[np]n V 4[np]p
2 Vdc
V 5[nn]p
25
Power Electronics
Reference Voltage Vector, Vref
vab Vmcost Assume vbc Vmcost120
vcaref Vmcost120
bc
V refvv refej
V3[np]n
V2[pp ]n
v Vref
V1[pn]n
where v 2v2 23Vm
V 6[pn]p
V 0[pp]p 0பைடு நூலகம்
V0[nn]n
(°)
30 90 150 -150 -90 -30 0 0
bc V3[np]n II
V2[pp]n
Sector I
V1[pn]n
III
V4[np]p IV
VI V
ab, V6[pn]p
ca
V5[nn]p
V 0 [p]p [n p ]n at cen nter point
V pp V n 2 ej
2Vdc tan1v 90
v
bc
V2
v
ab,
ca
23
Power Electronics
Switching State Vector [ppp]
V ppp v v ppp T / ab c v v va b ca b cppp 3 2 1 0
vab
vbc
vca
0
0
0
nnn
0
0
0
0
0
0
1
nnp
ic
0
-Vdc
Vdc
0
1
0
npn
ib
-Vdc
Vdc
0
0
1
1
npp
ib+ic
-Vdc
0
Vdc
1
0
0
pnn
ia
Vdc
0
-Vdc
1
0
1
pnp
ia+ic
Vdc
-Vdc
0
1
1
0
ppn
ia+ib
0
Vdc
-Vdc
1
1
1
ppp
ia+ib+ic
0
0
0
21
Power Electronics
u
Use 3k order harmonics
1
O
bias in the modulating
-1
uP
signal
O -0.5
u 1
u
u r1
O
u r3 t
u r1 u r u c u
O
-1 uUN'
Ud
2
O
Ud 2
uVN'
O
uWN'
O
t
O
图 6-18
uUV Ud
O
-Ud
urU1
urV1
urW1
uc
voltages, then
3 2
Vm
ca
20
Power Electronics
Switching States for 3-phase Voltage Source Inverter
p
ia
va sa
ib
vb
sb
ic
vc
sc
idc Vdc
n
sa sb sc Switching state
idc
Power Electronics
Chapter 7 PWM Techniques
Power Electronics
The most widely used control technique in power electronics
DC/DC
AC/AC
Pulse Width Modulation (PWM) (Chopping control)
Control signal
ur
Carrier
uc
Mudulation Carrier
VD1 R
V3 L
uo
V4
VD2
图6-4
VD3 VD4
Uni-polar sampling is used to realize uni-polar PWM.
8
Power Electronics
Triangular-wave natural sampling
c2r and 2cr.
0.6 0.4 0.2
k1
0 +-2 +-4 0 +-1 +-3 +-5 0 +-2 +-4
n0
1
2
3
(nc +kr)
15
Power Electronics
Ways to improve utilization of DC input voltage and reduce switching frequency
v
ab,
tan1v t v
In general,
Vre(ft)
2 3Vm(t)ej(t)
V4[np]p
10
Power Electronics
Triangular-wave uniform sampling
Easier to realize by computercontrol Modulation factor
11
Power Electronics
Selective harmonics elimination PWM (SHEPWM)
Harmonics in the PWM inverter output voltages
Spectrum of 1-phase bridge PWM inverter output voltage
No lower order harmonics
The lowest frequency harmonics is wc and adjacent harmonics. wc has the highest harmonic content.
– Calculation based on equal-area criterion – Selective harmonics elimination
Hysteretic control Space Vector Modulation (SVM, or SVPWM) Random PWM
6
Power Electronics
7.2 Some major PWM techniques
Natural sampling Uniform sampling Selective harmonics elimination Some practical issues
– Synchronous modulation and asynchronous modulation – Harmonics in the PWM inverter output voltages – Ways to improve DC input voltage utilization and reduce
1.4 a=1.0
a=0.8
1.2
a=0.5
a=0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
k1 n0
0 +-2 +-4 0 +-1 +-3 +-5 0 +-2 +-4
1
2
3