(華北電力大學(xué)版)電力電子技術(shù)課后習(xí)題答案

*試說明什么是電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)及其作用。度（少子）大幅度增加，這些載流子來不及和基區(qū)的電子中和就到達負(fù)極。為了維持基區(qū)半導(dǎo)體的電中性，基區(qū)的多子（電子）濃度也要相應(yīng)大幅度增加。這就意味著，在大注入的條件下原始基片的電阻率實際上大大地下降了，也就是電導(dǎo)率大大增加了。這種現(xiàn)象被稱為基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使半導(dǎo)體器件的通態(tài)壓降降低，通態(tài)損耗下降；但是會帶來反向恢復(fù)問題，使關(guān)斷時間延長，相應(yīng)也增加了開關(guān)損耗。答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽極電壓（UAK>0并在門極施加觸發(fā)電流答：這是由于晶閘管的陽極電流IA沒有達到晶閘管的擎住電流（IL）就去掉了觸發(fā)脈沖，這種情況下，晶閘管將自動返回阻斷狀態(tài)。在具體電路中，由于陽極電流上升到擎住電流答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使其陽極電流IA大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持要使晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，可利用外加反向電壓或由外電路作用使降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。i電流平均值、有效值。如不考慮安全裕量，額定電iπ(b)(a)00ttii2ππ(b)(a)00ttii2π0t0t(d)(c)i00(e)(f)解Ida=Imsin2Im==0.3185Im為：Idd=0.2388*350=90.7A平均值Ide為：Ide=0.125*444I平均值Ide為：Idf=0.25*314=78.5A*在圖1-31所示電路中，若使ERUGStiGt解：晶閘管可靠導(dǎo)通的條件是：必須保證當(dāng)陽極電流上升到大于擎住電流之后才能撤掉觸發(fā)脈沖。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通時有下式成立：1+α2>1兩個晶體管飽和導(dǎo)通；α1+α2<1不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。GTO能關(guān)斷，而普通晶閘管不能是因為GTO在結(jié)構(gòu)和工藝上有以A多元集成結(jié)構(gòu)使每個GTO元的陰極面積很小，門極和陰極的距離縮短，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。不深，在門極控制下易于退出飽和。CGTO在設(shè)計時，α2較大，晶體管V2控制靈敏，而α1很小，這樣晶體流不大，易于從門極將電流抽出，從而使GTO關(guān)斷。答：二者都是電流型驅(qū)動型器件，其開通和關(guān)斷都要求有相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，要求其觸發(fā)電流脈沖的上升沿陡且實行強觸發(fā)。都要求觸發(fā)電流有足夠的幅值和陡度，其對觸發(fā)電流信號（尤其是關(guān)斷門極負(fù)脈沖電流信號）的要求比GTR高。耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強，飽和壓降低題電壓、電流容量很大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)低地鐵等高壓大功率場合。開關(guān)速度快，開關(guān)損耗小，工作頻率高，門極輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，需要的驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，民用軍用高頻電子開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，通態(tài)壓降低，電壓、電流容量較高。門極輸入阻抗高，變頻器等中等功率、子器件。有何關(guān)系以及柵極電阻的作用。答：UGStiGtVDMOSFET和IGBT都是電壓驅(qū)動型器件，由于存在門極電容，其門極電流的波形類似于通過門極電阻向門極電容的充電過程，其峰值電流為Ip＝UG件的靜態(tài)和動態(tài)開關(guān)特性有很大的影響：RG增加，則開通時間、關(guān)斷時間、開通損耗關(guān)斷損耗增加；和位移電流減??；觸發(fā)電路振蕩抑止能力強，反之則作用相反。因此在損耗容許的條件下，RG可選大些以保證器件的安全，具體選擇要根據(jù)實際電路選。典型的應(yīng)*全控型器件的緩沖吸收電路的主要作用是什么？試分析RCD緩沖電路中各元件的器件的開關(guān)損耗保證器件工作在安全范圍之內(nèi)。RCD緩沖電路中主要是為了防止器件關(guān)斷過程中的過電壓。器件關(guān)斷時，負(fù)載電流經(jīng)止過電壓，一方面可以減小關(guān)斷損耗；開通時，吸收電容的能量經(jīng)電阻R向器件放電，為下次關(guān)斷做好準(zhǔn)備，電阻R的作用是限制放電電流的大小、抑止緩沖電路的振蕩。實際使用時由于MOSFET具有正的溫度系功率容量。解：本題困難，可不作為習(xí)題要求。b)iiVDf)TTLRuVT·iVDLR/VDwtwtiVTwtwtwtwtwtiVTwtwtwtuVTwt10dI0I1IdId0π-απ+α0wt0電路上圖所示。設(shè)觸發(fā)角為α,則在α~π期間晶閘管導(dǎo)通，其直流 所示；在0~α和π~2π+α期間，續(xù)流二極管導(dǎo)通，直流輸出電壓為0，則直流平均電壓為 Ud=(1+cosα) Id==(1+cosα) 帶入已知參數(shù)可得10=(1+cosα)，即α=。在晶閘管導(dǎo)通期間的回路方程為：t=π.............................i=4.6sin(t-1.5)+(I0-0.32)e0.125-25t（5）I1=4.59+(I0-0.32)*0.88=0.88I0+4.3（5）I0=I1e-0.375=0.69I1（6）0.I=70.全余量可選耐壓1000V的晶閘管。（1）變壓器二次側(cè)電流有效值I2；（2）考慮安全裕量，選擇晶閘管電壓、電流定額；（3）udΠ/3ΠΠ/3Π/300iVD4的波形。并計算此時輸出電壓和電流的平均值。解：b)f)ab0t0α0IdIdtId14140I0Id3000I000IdαIdtIdtIdVT1VT2VDVD3VD4idLTR輸出電壓和電流的平均值分別為：VT1VT2VDVD3VD4idLTR2Idα=30°時，試求： IdI2d在TVT1VT3VT1VT3aLu2VT2VT4RVT2VT4REu2u2wtwtwtIdwtIdwwt0iId2iIdIdtw0Idtw5.某一大電感負(fù)載采用單相半控橋式整流接有續(xù)流二極管的電路，負(fù)載電阻R=4Ω,電源電(1)輸出直流平均電壓和輸出直流平均電流；(2)流過晶閘管（整流二極管）的電流有效值；(3)流過續(xù)流二極管的電流有效值。解1）電路波形圖見第3題（3）=21.4A6．三相半波可控整流電路的共陰極接法和共陽極接法，a、bTLu2VT1LbcbcR共共ucuaucwt0wt0u2VTu2VT1LTaabbVT2cVT3udRaVVT3aVVT3wtwtwtwwt10wt07.三相半波可控整流電路帶大電感性負(fù)載，α=π/3，R= IVT=·Id2dwt=0.577Id=37A按裕量系數(shù)2確定晶閘管的電流定額為：(IVT/1.57)*2=47.3≈50A；電壓定額為： 2*三相半波共陰極接法的整流電路中，如果c相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性解：電阻負(fù)載時波形如下圖：α=300ubu2uauubu20wt0uduaubucuauudwtwt大電感負(fù)載時的波形為：α=300u20wt0uauuaubucuaubwtwt***三相橋式全控整流電路中，如果c相上橋臂晶閘管（第5解：電阻負(fù)載時波形如下圖：u▲ruu▲ruuu00wtu▲uuuuuuuuuuuu00wt6112233461u▲uu▲uuu00tu▲uuuuuuuuuuuut0t03436611223343436613號管將會繼續(xù)導(dǎo)通。這時實際導(dǎo)通的管子還是3、4兩個晶閘管，即整流輸出仍為求：值IVT；（3）求電源側(cè)的功率因數(shù)；（4）估算晶閘管的電壓電流定額。解1）u20wtuucbt0uduabt0uduabuacubcubaucaucbuabuacwtwt0wtIdVT==7.8A（3）由功率因數(shù)的定義知：λ=cosφ1=0.955cosα=0.955*0.5=0.4775 IdI2和γ的值，并作出ud、iVD1和i2的波形。解：三相橋式不控整流電路相當(dāng)于三相橋式全控整流電路在觸Ud=2.34U2cosα-Id=2.34U2cosα-IddI=Ud=UddR5解上述2個方程可得：Id=97.4A變壓器二次側(cè)電流有效值為：I2=Id=79.5A由cosα-cos可得cosY=0.892uαuα=00wt0▲uuuu▲uuuuuuuu0wt00wt0i0wt0答：(1)外部條件——直流側(cè)應(yīng)有能提供逆變能量的直流電動勢，極性與晶向一致，其值大于變流器直流側(cè)的平均電壓。以上兩條件必須同時滿足，才能實現(xiàn)有源逆變。因造成換流失敗，將使輸出電壓Ud進入正半周，與EM順向連接，由于回路電阻很小，造成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗或逆變顛覆。為了保證逆變電路的正常工作，必須1）選用可靠的觸發(fā)器，2）正確選擇晶閘管的參電源的質(zhì)量，5）逆變角β的角度有一最小限制，留出充足的換向余量角。變角β。逆變。Ud=2.34U2cos(π-β)（1）d=-220.8V解（1）式可得：-220.8=2.34*200*cos(π-β)β=61.850解：Ud=2.34U2cosα-Id=2.34U2cosα-IdUd=-290.3V；Id=109.7A由換流重疊角公式可得：cosα-cos(α+y)==0.1279即cos(1200+y)=-0.6279→y=8.90送回電網(wǎng)的有功功率為：P=EMId-Id2R=400*109.7-109.72*1=31.85kW變壓器二次電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？對于m相全控整流電主要的是哪2mk±1次。I25輸入功率因數(shù)。輸入功率因數(shù)λ=cosφ1=cosα=0.9*0.866=0.779(3)有功功率、無功功率和交流側(cè)基波電流有效值；(4)截止到23次的各諧波電