1、第一章、5 晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲) 。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压 UA决定。晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流 IA 减小,I A 下降到维持电流 IH 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压 UA 决定。6 温度升
2、高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流 IH 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。2.8 型号为 KP100-3,维持电流 IH=4mA 的晶闸管,使用在图题 2.8 所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量 )图题 1.8 答:(a)因为 ,所以不合理。1.50.3AHVImAIK(b) , KP100 的电流额定值为 100,裕量达倍,太大了。20AI(c) ,大于额定值,所以不合理。AV158. 图题中实线部分表示流过晶闸管的电
3、流波形,其最大值均为 Im,试计算各图的电流平均值电流有效值和波形系数。图题 1-29解:图(a): IT(AV)= =210)(sintdImmIIT= =02)(i(tIIKf= =1.57)(AVTI图(b): IT(AV)= = Im10)(sintdm2IT= =02i(tIKf= =1.11)(AVTI图(c): IT(AV)= = Im13)(sintdm23IT= = Im3)(i(tI mI63.081Kf= =1.26)(AVTI图(d): IT(AV)= = Im213)(sintdIm43IT= = Im32)(sin(21tdIm mI52.0631Kf= =1.78
4、)(AVTI图(e): IT(AV)= =2140)(tdm8IIT= =402)(tImIKf= =2.83)(AVTI图(f): IT(AV)= =210)(tdm4IIT= =02)(tIIKf= =2)(AVTI上题中,如不考虑安全裕量,问额定电流 100A 的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少?解:(a)图波形系数为 1.57,则有: 1.57 =1.57 100A , IT(AV) = 100 A)(AVTI(b)图波形系数为 1.11,则有: 1.11 =1.57 100A , IT(AV)=141.4A)(c)图波形系数为 1.26,则有: 1.26 =1.57 100A ,
5、IT(AV)=124.6A)(AVTI(d)图波形系数为 1.78,则有: 1.78 =1.57 100A , IT(AV)=88.2A)(e)图波形系数为 2.83,则有: 2.83 =1.57 100A, IT(AV)=55.5A)(AVTI(f)图波形系数为 2,则有: 2 =1.57 100A , IT(AV)=78.5A)(13 某电阻性负载要求 024V 直流电压,最大负载电流 Id=30A,如采用由 220V 交流直接供电和由变压器降压到 60V 供电的单相半波相控整流电路,是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容
6、量的要求。解:采用由 220V 交流直接供电当 时: 0Udo=0.45U2=0.45 220 =99V 由变压器降压到 60V 供电当 时:Ud=0.45U2=0.45 60 =27V因此,只要调节 都可以满足输出 024V 直流电压要求。(1) 采用由 220V 交流直接供电时:,2cos145.0dUd=24V 时 5980VUT312 AtdRI 84sin028.324dIATAVT57.1.)( 取 2 倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为 622V 和 108A。电源提供有功功率 WRIP8.64.0822电源提供视在功率 kVAUS512电源侧功率因数 3.F(2) 采
7、用变压器降压到 60V 供电:,2cos145.0dUd=24V 时 , 3914398VUT.2AtdRUIT 38.51sin21028.34dIATAVT7.325.17.)( 取 2 倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为 168.8V 和 65.4A。变压器二次侧有功功率 WRIP218.0.22变压器二次侧视在功率 kVAUS3562电源侧功率因数 .0F14 某电阻性负载,R d=50,要求 Ud 在 0600V 可调,试用单相半波和单相全波两种整流电路来供给,分别计算:(1) 晶闸管额定电压、电流值;(2) 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度 j=6Amm 2);(3
8、) 负载电阻上消耗的最大功率。解:(1)单相半波 时, ,0VUd1345.06.2ARUId12506晶闸管的最大电流有效值 AIIdT871晶闸管额定电流为 IT(AV) 12(A) 5.晶闸管承受最大电压为 =1885V 2URM取 2 倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为 4000V 和 30A。所选导线截面积为 213.68.mJIS负载电阻上最大功率 kWRPT7.2(2)单相全波 时, ,0VUd9.02 ARUId12506负载电流有效值 (Kf=1.11)AId3.1晶闸管的额定电流为 IT(AV) 6(A) IT=57.1T 2晶闸管承受最大电压为 =1885V2U
9、RM取 2 倍安全裕量,晶闸管的额定电压、额定电流分别为 4000V 和 20A。所选导线截面积为 2.63.1mJIS负载电阻上最大功率 kWRP9.8215、稿16、第二章1、 带电阻性负载三相半波相控整流电路,如触发脉冲左移到自然换流点之前 15处,分析电路工作情况,画出触发脉冲宽度分别为 10和 20时负载两端的电压 ud 波形。解:三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点,如触发脉冲左移到自然换流点之前 15处,触发脉冲宽度为 10时,不能触发晶闸管, ud=0。触发脉冲宽度为 15时,能触发晶闸管,其波形图相当于 =0时的波形。3、 三相半波相控整流电路带大电感负载
10、,R d=10,相电压有效值 U2=220V。求=45时负载直流电压 Ud、流过晶闸管的平均电流 IdT 和有效电流 IT,画出 ud、i T2、u T3 的波形。解: 1.17)(sin23/165tdd cos2U因为: 220V ,2U04Ud=1.17 =182V5cos2AVRUId2.180IIdTd.632AIIddT5.10ud、i T2、u T3 波形图如下所示:5. 在图题所示电路中,当 =60时,画出下列故障情况下的 ud 波形。(1) 熔断器 1FU 熔断。 (2) 熔断器 2FU 熔断。(3) 熔断器 2FU、3FU 同时熔断。图题 2.41解:这三种情况下的波形图如
11、下所示:(a)(b)(c)6. 现有单相半波、单相桥式、三相半波三种整流电路带电阻性负载,负载电流 Id都是 40A,问流过与晶闸管串联的熔断器的平均电流、有效电流各为多大?解:设 0单相半波:I dT=Id=40A (Kf=1.57)AIIdTT8.6257.1单相桥式:I dT= Id=20A2dT3.81三相半波:I dT= Id=13.3A3当 时 Ud=1.17U U =Ud/1.1702时 o )2cos3(1dTRIAId 5.23)(217. 9、 三相全控桥式整流电路带大电感负载,Ld=0.2H,负载电阻 Rd=4,要求 Ud 从0220V 之间变化。试求: (1)不考虑控制
12、角裕量时,整流变压器二次线电压。 (u2L=168.2V)(2)计算晶闸管电压、电流值,如电压、电流取 2 倍裕量,选择晶闸管型号。 (KP50-5)(3)变压器二次电流有效值 I2. (44.9V)(4)计算整流变压器二次侧容量 S2。 (12.66V)(5)a=0 时,电路功率因数 cos. (0.956)(6)当触发脉冲距对应的二次相电压波形原点多少度时,Ud 已为零。 (120)解:(1)因为 Ud=2.34U ;不考虑控制角裕量, 时2cos0V943.2l .168(2)晶闸管承受最大电压为 VU3.20取 2 倍的裕量,U RM=460.6V晶闸管承受的平均电流为 IdT= Id
13、1又因为 AVRId5420所以 IdT=18.33A,取 2 倍的裕量 IdTmax=36.67(A)选择 KP505 的晶闸管。8.(1)a=0 时;a=30 时(2)a:0-150(3)a=0 时:a=150 时:(4)当 a120 时:当 120a150 时:第三章2 题:三相半波共阳极接法,=60 时 ud 和 ut3 波形。6. 下表给出了 1200V 和不同等级电流容量 IGBT 管的栅极电阻推荐值。试说明为什么随着电流容量的增大,栅极电阻值相应减小?电流容量A 25 50 75 100 150 200 300栅极电阻 50 25 15 12 8.2 5 3.3答:对一定值的集电
14、极电流,栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大,关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长,于是 IGBT 的关断损耗 增大。因此,随着电流容量的增大,为了减小关断损耗,栅极电阻值相应减小。应当注意的是,太小的栅极电阻会使关断过程电压变化加剧,在损耗允许的情况下,栅极电阻不使用宜太小。7 缓冲电路有什么功能?关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别,各自的功能是什么?答:缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压 du/dt 或者过电流 di/dt,减少器件的开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对 du/dt抑制的电路,用于抑制器件的关断过电压和换相过电压,抑制 du/dt,减小关断损耗。开通缓冲电路是对 di/dt 抑制的电路,用于抑制器件开通时的电流过冲和 di/dt,减小器件的开通损耗。