浙江大学远程教育 电力电子技术必做习题答案

浙江大学远程教育电力电子技术必做习题答案电力电子技术必做习题解答

第1章

1. 1(把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示

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,

答:(1)不亮;(2)亮;(3)不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。

2. 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,

答:晶闸管的门极参数I、U受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，GTGT

两者会升高，故会引起题中所述现象。

3(型号为KP100-3，维持电流I,4mA的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理,H

(a) (b) (c)

图 1-38 习题5图

3.答:(1)

100Id,,0.002A,2mA,IH,4mA350，10

故不能维持导通

(2)

220I2,,15.56...Id,I2/1.57,9.9A,IH

102

而 UTM,2202,311V,UR

故不能正常工作

(3)

I=150/1=150A>I dH

I=I=150A<1.57×100=157A Td

故能正常工作

4(什么是IGBT的擎住现象,使用中如何避免,

答:IGBT由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大(静态擎住效应)，也可能是du/dt过大(动态擎住效应)，会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使IGBT的漏极ce

电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R的数值，减小关断时的

du/dt，以避免Gce出现擎住现象。

第2章

1(出图2-57中?,?各保护元件及VD、,的名称及作用。(LJ为过流继电器) Fd

图2-57 三相桥式整流电路的保护 1.答:

(1)交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt

(2)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/dt

(5)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L、C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续流二极管为负载电路提供通路，过压保护 F

(11)L平波电抗器防止直流电流波动(断流) d

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, 答:检测集射极电压U作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下，工作点的移动最少，结果较准确 ce

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,

答:缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。下图为电路的基本结构，串联的L用于抑制di/dt的过量，S并联的C通过快速二极管VD充电，吸收器件上出现的过电压能量，由于电容电压不会跃变，限制了重加S

du/dt。当器件开通时C上的能量经R泄放。对于工作频率较高、容量较小的装置，为了减少损耗，可将SS

图(a)的RLCD电路简化为图(b)的形式。这种由RCD网络构成的缓冲电路普遍用于GTR、GTO、电力MOSFET

及IGBT等电力电子器件的保护。

(a) (b)

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,30A，采用单相半波可控d

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。

答:(1) 220V供电

，,1cos UU,0.45,d22

1cos，, 240.45220,，，2

,,121

,,,,,,18059

121,,,,，,sin2422()，,sin22(),,,,,180 IIA,,，,3084.1()2d，，(1cos)2(1cos121)2,

(1.52),I2 IA,,,80.35107.13()TAV()1.57

UV,，,2220311() TM

UUV,,,(23)622.3933.4(),RTM

121,,,,11,,180 ,,，,，,cossin2sin2420.3105,4242,,,,

SUIVAKVA,,，,,22084.118502()18.5()122

(2)60V供电

1cos，, 240.4560,，，2

,,38.9

,,,,,,180141.1

38.9,,,,，,sin77.82()，,sin22(),,,,,180IIA,,，,3051.37()2d，，(1cos)2(1cos38.9)2,

(1.52),I2 IA,,,49.164.4()TAV()1.57

UV,，,26084.85()TM

UUV,,,(23)169.7254.6(),RTM

38.9,,,,11,,180 ,,，,，,cossin2sin77.80.685,4242,,,,

SUIVAKVA,,，,,6051.373082()3.082()122

2. 答:(1)无续流二极管

U= 0.9Ucosα= 0.9×220×cos60º = 99 V d 2

I = U/R = 99/4 =24.75 A ddd

(2) 有续流二极管

,1，cos1，cos60, U,0.9U,0.9，220，,148.5Vd222

I = U/R =37.125 A ddd

,,,180,60I,I,，37,12.33A dTd,2360

,,,180,60 I,I,，37,21.34ATd,2360

,260I,I,，37,12.33A dTd,2180

,260 I,I,，37,21.34ATd,2180

3、三相半波可控整流电路，大电感负载，U,220V，R,10Ω，求α,45?时直流平均2d

电压U，晶闸管电流平均值及有效值，并画出输出直流电压u及晶闸管电流i 波形。 ddT

答:

U = 1.17Ucosα , 1.17×220×cos45º = 182 V d2

I = U/R = 182/10 = 18.2 A ddd

I = I/3 = 18.2/3 = 6.1 A dTd