电力电子技术_第二版_王云亮_课后答案[1-6章].khda
电力电子技术课后习题全部答案
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整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)
I2＝Id＝9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为： U2＝100 ＝141.4（V）
流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕ ＝6.36（A）
②Ud、Id、IdT和IVT0×cos60°＝117（V）
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~α）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（α~π）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；(π~π＋α)期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；(π＋α ~2π)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。
电力电子技术(王云亮第二版)第2章答案
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
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。
电力电子技术(第二版)第1章答案
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。
电力电子技术(王云亮第二版)第2章答案
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。
电工电子技术第2版课后习题一答案
I 1A
VA 3 (1) 2 6 7A
12
等效电路的恒流源
等效电阻
(c) 等效电路的电动势
2 6I1
I1 2I
I
2
2
8
0
等效电路的恒流源
等效电阻
R0 2
Uab 5 2 3 0 E Uab 11V
Is=5.5A R0 2
I1 1.5A
E Uab 6I1 9V
Is=6A
R0 2 // 6 1.5 9
1-17 用支路电流法、叠加原理、戴维宁定理分别计算所示电路 中的电流I。
UO 2 4 10 0
E UO 2V
等效电路的内阻 可用图（b）求得
R0 4
得等效电路如图 （c）所示
E
2
I
0.154A
RO R1 4 9
8
1-16 分别求出所示电路的戴维宁和诺顿等效电路。 （a）等效电路的电动势 E Uab 18V 等效电路的恒流源 Is=9A
等效电阻 （b）等效电路的电动势
IE
由KCL方程 2 1 IE IE 1A
US
I 由KVL方程 US 2 2 10 0 US 14V
PS US IS 14 2 28W PV 10IE 10W
1-8 电路如图示电路中，流过8V电压源的电流是0。计算RX,IX,UX。
由KVL方程
((15000R5X0)I XRX
)I 8
1U验-33证=在-4功V所率，示平I4电=衡-路1的A中关。，系求已。各知元，件U的1=功14率V，，I说1=明2A是，吸U收2=还10是V，发I出2=，1A并，
P1 U1I1 14 2 28W P2 U2I2 101 10W P3 U3I3 4 2 8W P4 U2I4 (10) (1) 10W
电力电子技术王云亮第二版答案样本
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 -。