浙大电力电子技术

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 42002.010

50100

3

=<==⨯=

，

,H d I I < 无法导通，不合理。

（b ）

A I 2210

220

2==

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

R G 上升，使关断速度下降，减小重加 避免动态擎住

dt dU

C ce j 2,dt dU ce ,dt dU

ce

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/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Ud

11、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（Δ

U-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)/2

A=121°(38.9°),θ=180°-a=59°(141.1°)

)37.51(4.81)

cos 1(2)

(22sin 2A A I I d =+-+=

ααππαπ

π

α

παπππ

α22sin 41212

2

2-+

=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎰d d d

R U dw R U I 2

cos 145.0)cos 1(222

2α

απ+=+==

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 =⨯===-+===

π

α

παπϕ

2、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 5.1482

60cos 12209.02cos 19.02=+⨯⨯=+=

α

I d = U d /R d =37.125A

A I I d T 33.1237360

601802d =⨯-=-=

παπ

A I I d T 34.2137360

60

1802=⨯-=-=

παπ