《電力電子技術(shù)》課后復(fù)習(xí)題(附答案)

PAGEPAGE4電力電子技術(shù)課后復(fù)習(xí)題（全面）1、電力電子技術(shù)是一種利用電力電子器件對電能進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)換、和傳輸?shù)募夹g(shù)。2、電力電子技術(shù)包括電力電子器件、電路和控制三大部分。3、電力電子技術(shù)的基本轉(zhuǎn)換形式和功能整流電路AC/DC 整流器直流斬波DC/DC 斬波器逆變電路DC/AC 逆變器交流電路AC/AC 變頻器4、電力電子器件是指在可直接用于處理電能的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。5、廣義上，電力電子器件也可分為電真空器件和半導(dǎo)體器件。6、按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度的程度進(jìn)行分類：不可控器件電力二極管（功率二極管PD）半控型器件 晶閘管(SCR)全控型器件 電力晶體管（GTR）7全控型器件自關(guān)斷器件（GT電力晶體管GT電力場效應(yīng)晶體管MOSFE絕緣柵雙極晶體管（IGB。8驅(qū)動電路電流驅(qū)動型晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管電力晶體管等。電壓驅(qū)動型：電力場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管等。9、按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分類：雙極型器件:電力二極管晶閘管門極可關(guān)斷晶閘管電力晶體單極型器件電力場效應(yīng)晶體管。復(fù)合型器件絕緣柵雙極晶體管。10、功率二極管（PD）又稱電力二極管，也稱半導(dǎo)體整流器。其基本結(jié)構(gòu)與普通二極管一樣。有螺栓型和平板型兩種封裝。正平均電流電流最大有效值功率二極管測試：用萬用表的Rx100或Rx1測量。【注】嚴(yán)禁用兆歐表測試功率二極管。選擇二極管時要考慮耗功率。不可控器件 功率二極管（電力二極管）12普通二極管快速恢復(fù)二極管二極管。13、半控型器件 晶閘管（SCR）硅晶體閘流管的簡稱，又稱為可控硅整流逆變交流調(diào)壓和直流交換等領(lǐng)域14大功率半導(dǎo)體器件塑封型螺栓型平板型43個PN結(jié)，3、K200A螺栓式大200A平板式。III (I ) II(I )Gb2 c2 2b2b1c1 1b115代替嗎，為什么？答：16、晶閘管的導(dǎo)通條件：晶閘管主電路加正向電壓。晶閘管控制電路加合適的正向電壓（觸發(fā)電壓。晶閘管的關(guān)斷條件：陽極電流小于維持電流IH（維持晶閘管導(dǎo)通所需的最小陽極電流。關(guān)斷方法減小陽極電流或切斷正向電壓或加反向電壓?！咀ⅰ烤чl管的導(dǎo)通電壓為1V。17UTnUDRMURRM較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。1UDRM835V，URRM976V)UDRM：正向重復(fù)峰值電壓；URRM：反向重復(fù)峰值電壓。18、選擇晶閘管的額定電壓是實(shí)際工作時可能承受的最大電壓的2~3U U (2~TnTM19額定電流的平均值SCR的額定電流是平均值，而非有效值。20波形系數(shù)Kf: Kf=IT/Id；IT：有效值，Id：平均值IT：有效值，IT(AV):通態(tài)平均電流。100A實(shí)際波形的電流有效值等于IT(AV)對應(yīng)的半波有效值：KfId=1.57IT(AV)。I(1.5~2)ITMTI(1.5~2)ITMT(AV)1.5722、例：全波電流，Kf=1.1，Id=100A，求SCR解：KfId=1.57IT(AV)SCRIT(AV)=1.1*100/1.57=70.06A?！纠?】一晶閘管接在220V交流電路中，通過晶閘管電流的有效值50A，問如何選擇晶閘管的額定電壓和額定電流？(1.5~2)I

T(AV)

1.57

TM=（1.5-2）*50A/1.57=47.8A—63.7A【例5】某晶閘管接在220V交流回路中，通過器件的電流有效值為2100A，問選擇什么型號的晶閘管？解：晶閘管額定電壓2U (2~Tn

(2~3)

220V622~933V800V，8晶閘管的額定電流II (1.5~2) T

(1.5~2)

100

A=96~127AT(AV)

1.57 1.57按晶閘管參數(shù)系列取100A，所以選取晶閘管型號KP100-8E。24IL入通態(tài)就去掉觸發(fā)信號，此時要維持元件導(dǎo)通所需要的最小陽極電流。SCR5IL2—4倍25、5PAGEPAGE9KP50-8G26：門極可關(guān)斷晶閘管(GateTurnOffthyristor)。A即導(dǎo)通又截止。 GTO的電氣符號： ＋G電力晶體管（GTR）又稱大功率晶體管，是一種耐高壓、K大電流的雙極型晶體管，按英文直譯為巨型晶體管。的結(jié)構(gòu)3層半導(dǎo)體、2個PNNPNPNP耐高壓、電流大開關(guān)特性好至少由兩個晶體管按達(dá)林頓管接法集成電路工藝將許多這種單元并聯(lián)27二次擊穿GTR逐漸增大到最大電壓一次擊穿4-6次擊穿時，如果有外接電阻限制電流GTR，又不限制A點(diǎn)（臨界值）繼續(xù)增大（阻效應(yīng)），這時進(jìn)入低壓大電流段，直到管子被燒壞，這個現(xiàn)二次擊穿?！咀ⅰ慷螕舸┦荊TR突然損壞的主要原因之一，發(fā)生二次擊穿的3個條件高電壓大電流持續(xù)時間。28、安全工作區(qū)SOA（SafeOperationArea）是指在輸出特性曲線圖上GTRP31安全工作區(qū)的四個參數(shù)：USB:二次擊穿電壓ISB:二次擊穿電流PSB:二次擊穿功率ICM:29功率場效應(yīng)晶體管（MOSFET），和絕緣柵型兩種類型。30、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）IGBT也是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。31、單向可控整流電路：(1)電阻性負(fù)載：輸出直流電壓平均值Ud：U 1d

sin(t)2

1cos2輸出直流電流平均值Id：UI d

U 1cos0.45 2 d R R 2d d輸出電壓有效值：sin2sin22421(sin(t))2d(t)22輸出電流有效值：

IU UR2UR2 sind d

PI2R

UI電源供給的有功功率P、視在功率S和功率因數(shù)：

dSUIU2U2sin24sin24cosPsin24S UI UI U2 2 2【注】晶閘管的最大移相范圍是0o～180o。[1]單相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，Rd=5Ω220Vα導(dǎo)通角θ、電源容量Scos，并選用晶閘管KP。P34解：32不能突變。平波電抗器）33、(2)電感性負(fù)載電路：變壓器T變換電壓電氣隔離的作用。【注】晶閘管的最大移相范圍是0o--90o。33、(3)帶續(xù)流二極管的電感性負(fù)載：輸出直流電壓平均值：Ud

0.45U2U

1cos2輸出直流電流平均值：Id

dRd晶閘管的電流平均值和有效值：I 1idtIdK

dI 1i2dtK T

Id續(xù)流二極管的電流平均值和有效值：I 12idtIdD

dI 12i2dtD D

Id【注】晶閘管的最大移相范圍仍是0o--180o。34、單相全控橋式整流電路：電阻性負(fù)載：

U 1

sintdtd π 2負(fù)載電壓平均值Ud：0.9U2負(fù)載電流平均值Id：U

(1cos)2U 1cosI d0.9 d ( )d R R 2負(fù)載電壓有效值U：1 U （π

sit2t2U π-2 π 2π2負(fù)載電流有效值II U2

1sin2

2 R d晶閘管的電流平均值IdTIT：I 1

I 1I

PI2RUIdT 2

T 22

SUI 2電源供給的有功功率P、視在功率S和功率因數(shù)： 2 22cosPUI 1sin2S UI2 2

【注】：晶閘管承受的最大反向電壓為√2U2，承受的最大正向電壓為√2/2U2。晶閘管的最大移相范圍仍是0o--180o。

U d

sintd(t)負(fù)載電壓平均值:

2 2U cos 2負(fù)載電流的平均值:

0.9U2U

cosU晶閘管的電流平均值

I d R

0.9R2cos和有效值:IdT

1I2 d

d dI 1IT 2d負(fù)載消耗的有功功:PU I UIR R d d輸出直流電壓平均值:Ud

0.9U2U

1cos2R輸出直流電流的平均:I dRdd晶閘管的電流平均值和有效值:I

dI

I IdT T

d

d續(xù)流二極管的電流平均值和有效值:IdD

2i0

dtI d

I 2D

i0

2dt I d10PAGEPAGE1535、單相橋式半控整流電路：電阻性負(fù)載： Ud

1

2UsintdtIdUIdURdd

2Ucos220.9U2

1cos2晶閘管的電流平均值和有效值：I IdK

1I2 d

I IK

1 2I源供給的有功功率、功率因數(shù)：PI2RUI

P UI2 cos S 2UI22電感性負(fù)載：Ud

0.9U2

1cos2輸出直流電壓平均值：Id

U Rdd晶閘管的電流平均值和有效值:I IdT

I

I IT

Id續(xù)流二極管的電流平均值和有效值:IdVD

I III自然續(xù)流現(xiàn)象：u2于電感的作用，會使VT1管由VD4VD3。負(fù)載電流經(jīng)VT1、Rd、VD3失控現(xiàn)象VT一直導(dǎo)通另兩個二極管輪流導(dǎo)通失控D。晶閘管的移相范圍是：0~180。帶續(xù)流二極管的電感性負(fù)載：輸出直流電壓平均值：

U

1cosd 2 2UR輸出直流電壓平均值：I dRdd晶閘管的電流平均值和有效值：I IdT

I

I IT

Id續(xù)流二極管的電流平均值和有效值：IdVD

I III最大正反電壓均為整流二極管續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為2晶閘管的移相范圍是0~180。1.4=220V，控制角=60°。試求晶閘管與續(xù)流管的電流平均值及有效值，并選擇整流電路中的電子元器件。書上P51.36一個電熱裝置（電阻性負(fù)載），要求直流平均電壓60V流20220V交流電網(wǎng)供電。試計算晶閘管的控制