機電傳動習題及答案

1、第十章 電力電子學10.1晶閘管的導通條件是什么？導通后流過晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導通轉變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？ 晶閘管的導通條件是:(1) 晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓。（2）晶閘管的陽極和控制極通時加正相電壓市晶閘管才能導通. 導通后流過晶閘管的電流決定于(電壓不變時)限流電阻(使用時由負載)決定. 晶閘管由導通轉變?yōu)樽钄嗟臈l件是當減少陽極電壓或增加負載電阻時,陽極電流隨之減少,當陽極電流小于維持電流時,晶閘管便從導通狀態(tài)轉化維阻斷狀態(tài). 阻斷后它所承受的電壓決定于陽極和陰極的反向轉折電壓.10.2晶閘管能否和晶體管一樣構成放大器？為什么？ 晶閘

2、管不能和晶體管一樣構成放大器,因為晶閘管只是控制導通的元件,晶閘管的放大效應是在中間的PN結上.整個晶閘管不會有放大作用.10.3試畫出題10.3圖中負載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.4 如題4 如題10.4圖所示，試問： 在開關S閉合前燈泡亮不亮？為什么？ 在開關S閉合后燈泡亮不亮？為什么？ 再把開關S斷開后燈泡亮不亮？為什么？ 在開關S閉合前燈泡不亮,因為晶閘管沒有導通. 在開關S閉合后燈泡亮,因為晶閘管得控制極接正電,導通. 再把開關S斷開后燈泡亮,因為晶閘管導通后控制極就不起作用了.10.5 如題10.5圖所示，若在t1時刻合上開關S，在t2時刻斷開S，試畫出負載電阻R

3、上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.6 晶閘管的主要參數(shù)有哪些？ 晶閘管的主要參數(shù)有斷態(tài)重復峰值電壓UDRE :在控制極斷路和晶閘管正向阻斷的條件下,可以重復加在晶閘管兩端的正向峰值電壓,其數(shù)值規(guī)定比正向轉折電壓小100V. 反向重復峰值電壓URRM:在控制極斷路時,可以重復加在晶閘官元件上的反向峰值電壓. 額定通態(tài)平均電流 (額定正向平均電流)IT. 維持電流IH:在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路時,維持元件導通的最小電流.10.7 如何用萬用表粗測晶閘管的好壞？ 良好的晶閘管,其陽極A與陰極K之間應為高阻態(tài).所以,當萬用表測試A-K間的電阻時,無論電表如何接都會為高阻態(tài),而G-K間的逆向電

4、阻比順向電阻大.表明晶閘管性能良好.10.8 晶閘管的控制角和導通角是何含義？晶閘管的控制角是晶閘管元件承受正向電壓起始到觸發(fā)脈沖的作用點之間的點角度.導通角是晶閘管在一周期時間內導通的電角度.10.9 有一單相半波可控整流電路，其交流電源電壓U2=220V ,負載電阻RL=10 ,試求輸出電壓平均值Ud的調節(jié)范圍,當=/3，輸出電壓平均值 Ud和電流平均值Id 為多少？并選晶閘管.Ud=1/22sinwtd(wt)=0.45U2(1+cos)/2=0.45*220(1+1)/2=99V 輸出電壓平均值Ud的調節(jié)范圍0-99V當=/3時 Ud= 0.45U2(1+cos)/2=0.45*220

5、*（1+0.866）/2=92.4V 輸出電壓平均值 Ud=92.4V電流平均值Id= Ud/RL =92.4/10 =9.24A10.10 續(xù)流二極管有何作用？為什么？若不注意把它的極性接反了會產(chǎn)生什么后果？續(xù)流二極管作用是提高電感負載時的單相半波電路整流輸出的平均電壓。導通時，晶閘管承受反向電壓自行關斷，沒有電流流回電源去，負載兩端電壓僅為二極管管壓降，接近于零，所以由電感發(fā)出的能量消耗在電阻上。若不注意把它的極性接反會造成帶電感性負載不會得電。10.11 試畫出單相半波可控整流電路帶不同性質負荷時，晶閘管的電流波形與電壓波形。10.12 有一電阻型負載，需要直流電壓 Ud=60V,電流I

6、d=30A供電，若采用單相半波可控整流電路，直接接在220V的交流電網(wǎng)上，試計算晶閘管的導通角。Ud=0.45U2(1+cos)/260=0.45*220*（1+ cos）/2=77.8+=102.2晶閘管的導通角10.13 有一電阻負載需要可調直流電壓Ud= 0V60V, 電流Id=0A10A,現(xiàn)選用一單相半控橋式可控制流電路，試求電源變壓器副邊的電壓和晶閘管與二極管的額定電壓和電流。 Ud=0.9U2(1+cos)/2 60=0.9* U2(1+1)/2 U2=66.7V 電源變壓器副邊的電壓為66.7V 10.14 三相半波可控整流電路，如在自然換相點之前加入觸發(fā)脈沖會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？畫出

7、這時負載側的電壓波形圖。三相半波可控整流電路，如在自然換相點之前加入觸發(fā)脈沖Ua使VS1上電壓為正,若t1時刻向VS1控制極加觸發(fā)脈沖, VS1立即導通,當A相相電壓過零時, VS1自動關斷.10.15 三相半波電阻負載的可控整流電路，如果由于控制系統(tǒng)故障，A相的觸發(fā)脈沖丟失，試畫出控制角=0時的整流電壓波形。10.16 三相橋式全控整流電路帶電阻性負載，如果有一只晶閘管被擊穿，其它晶閘管會受什么影響？ 如果有一只晶閘管被擊穿，其它晶閘管會受影響.造成三相橋式全控整流電路失控.10.17 晶閘管對觸發(fā)電路有哪些要求？觸發(fā)電路主要有那三個環(huán)節(jié)？每個環(huán)節(jié)的功能是什么？晶閘管對觸發(fā)電路的要求是 觸發(fā)

8、電路應能夠供給足夠大的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流. 由于晶閘管由截止狀態(tài)到完全導通需要一定的時間因此,觸發(fā)脈沖的寬度必須在10微秒以上,才能保證晶閘管可靠觸發(fā).不觸發(fā)時,觸發(fā)電路的輸出電壓應該小于0.15-0.20V為了提高抗干擾能力,必要時可在控制極上加一個1V-2V的負偏壓.觸發(fā)脈沖的前沿要陡,前沿最好在10微秒以上.在晶閘管整流等移相控制的觸發(fā)電路中,觸發(fā)脈沖應該和主回路同步.10.18 單結晶體管自震蕩電路的震蕩頻率是由什么決定的？為獲得較高的震蕩頻率，減小充電電阻R與減小電容C效果是否一樣？R的大小受哪些因素的限制？為什么？ 振蕩周期T=RCln1/1-,主要決定于放電時間常數(shù)RC. 減小充

9、電電阻R與減小電容C效果不一樣, R的大小受峰點電流和谷點電流的限制.因為為確保單接晶體管由截止轉為導通,實際通過充電電阻流入單接晶體管的電流,必須大于峰點電流.當發(fā)射極電壓等于谷點電壓時,為確保單結晶體管導通后恢復截止,實際流過單接晶體管的電流必須小于谷點電流.10.19 為什么晶閘管的觸發(fā)脈沖必須與主電路的電壓同步？ 因為實際應用的晶閘管觸發(fā)電路,必須是觸發(fā)脈沖與主電路電壓同步,要求在晶閘管承受正向電壓的半周內,控制極獲得一個正向的觸發(fā)脈沖的時刻相同,否則由于每個正半周的控制角不同,輸出電壓就會忽大忽小的波動,為此,在電源電壓正半周經(jīng)過零點時,觸發(fā)電路的電容c必須把電全部放掉,在下一個正半

10、周重新從零開始充電,只有這樣才能確保每次正半周第一個觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時間相同.10.20 在單結晶體管觸發(fā)電路中，改變電阻R為什么能實現(xiàn)移相？移相的目的是什么？ 移相控制時只要改變R ,就可以改變電容電壓uc上升到Up的時間,亦即改變電容開始放電產(chǎn)生脈沖使晶閘管觸發(fā)導通的時刻,從而達到移向的目的. 10.21 試簡述有源逆變器的工作原理，逆變得條件和特點是什么?有源逆變器的工作原理在t1時刻觸發(fā)VS1使之導通,ud=uA,在1-2區(qū)間,ud>Ud.id是增加的,感應電勢eL的極性是左正右負,電感存儲能量,到2點時, ud<Ud此時感應電動勢極性為左負右正,將存儲的能量釋放,ud<

11、;E時仍能維持VS1繼續(xù)導通直到t3時刻觸發(fā)VS2導通為止.依次觸發(fā)VS2 VS3.由ud波形可知在一個周期中波形的正面極大于負面積,故Ud>0,要使電路工作于逆變狀態(tài),必須使Ud 及E的極性與整流狀態(tài)相反,并且要求E>=Ud,只有滿足這個條件才能將直流側電能反送到交流電網(wǎng)實現(xiàn)有源逆變.10.22 試論述單相晶閘管橋式逆變器的基本工作原理，如何實現(xiàn)電壓控制？逆變器的換流過程是怎樣進行的？ 單相晶閘管橋式逆變器,如果VS1導通,UAN=Ud,如果VS3導通時,B點相對于負極N電位正,即UBN=Ud.當VS1關斷而VS2導通時,A點電位為負,當關斷VS3而觸發(fā)導通VS4時,B點電位為負,因此周期性得導通和關斷VS1和VS2就會產(chǎn)生一系列正脈沖電壓UAN,同樣周期性的導通和關斷VS3和VS4,會產(chǎn)生同樣的正脈沖電壓.控制的導通時間就會實現(xiàn)電壓的控制.10.23 晶閘管元件串聯(lián)時，應注意哪些問題？元件的均流，均壓方法有那幾種？ 晶閘管元件串聯(lián)時，應注意均壓問題，元件的均壓問題可采取在每個串聯(lián)工作的元件兩端并聯(lián)點組合