1、电力电子技术必做习题第 1 章 必做习题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?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?3型号为 KP100-3,维持电流 IH4mA 的晶闸管,使用在如图 1-38 电路中是否合理?为什么?(分析时不考虑电压、电流裕量)(a) (b) (c)图 1-38 习题 5 图4什么是 IGBT 的擎住现象?使用中如何
2、避免?(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 Rbr 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dtUCcej2,tdce使 ICICM,避免静态擎住RG上升,使关断速度下降,减小重加 避免动态擎住第 2 章 必做习题1出图 2-57 中各保护元件及 VDF、 d 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答:1、交流进线电抗器 限流、限 du/dt 和 di/dt
3、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/dt5、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 Ud11、Ld 平波电抗器 防止直流电流波动(断流)2GTR、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?,dtUce3GTR、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?第 3
4、 章 必做习题1、某电阻负载要求(024)V 直流电压,最大负载电流 Id30A,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。2、单相桥式可控整流电路,带电阻大电感负载,R d4,变压器次级电压有效值U2220V。试计算当控制角 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。3、三相半波可控整流电路,大电感负载,U 2
5、220V ,R d10 ,求 45时直流平均电压 Ud,晶闸管电流平均值及有效值,并画出输出直流电压 ud 及晶闸管电流 iT 波形。4、上题如负载两端并接续流二极管,此时直流平均电压 Ud 及直流平均电流 Id 多少?晶闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少?并画出输出直流电压 ud,晶闸管及续流二极管电流波形。5、三相桥式全控整流电路对电阻电感反电势负载供电。E200V,R d1,L d数值很大,U 2220V,30,当(1) LB0;(2)L B1mH 时,分别求 Ud、I d 和换流重叠角 。6、三相半波可控整流电路带电阻性负载,a 相晶闸管 VT1 触发脉冲丢失,试画出15 及
6、60时的直流电压 ud 波形,并画出 60时 b 相 VT2 管两端的电压 uT2 波形。7、图 3-39 中的两个电路,一个工作在整流 电动机状态,另一个工作在逆变发电机状态。试求(1) 画出 Ud,E,i d 的方向;(2) 说明 与 Ud 的大小关系;(3) 当 与 的最小值均为 30,控制角 的移相范围。图 3-398、三相半波逆变电路,U 2 100V,E30V,R d1 ,L d 足够大,保证电流连续。试求 90时 Id?如若 60时,I d?为什么?第 4 章 必做习题1直流直流(DCDC)变换有哪几种控制方式?它们又是如何具体实现的?斩波器有两种基本控制方式:时间比控制和瞬时值
7、控制。时间比控制:通过改变斩波器的通、断时间而连续控制输出电压的大小瞬时值控制:在恒值(恒压或恒流)控制或波形控制中,常采用瞬时值控制的斩波方式。2简述 Boost-Buck 变换电路与 Ck 变换电路的异同点。Boost -Buck 变换电路的特点是:( 1)输出电压 U0 可以小于(降压) 、也可以大于(升压)输入电压 E;(2)输出电压与输入电压反极性。Ck 变换器也是一种升降压变换器,输出电压可以比输入电压低、也可以比输入电压高,而且输出与输入电压具有反极性关系。Ck 变换器与 Boost -Buck 变换器的变换功能相同,但也有差异:1)Ck 变换器输入电源电流和输出负载电流均连续,
8、脉动小,有利于滤波。2)Ck 变换器借助电容传输能量, Boost -Buck 变换器借电感传输能量,故 Ck 变换器的电容器 C1 中脉动电流大,要求电容量大。3)Ck 变换器 VT 导通时要流过电感 L1 和 L2 的电流,故功率开关的峰值电流大。第 5 章 必做习题1阐述和区分:1)有源逆变和无源逆变;2)逆变与变频;3)交直交变频和交交变频。2晶闸管无源逆变器有几种换流方式?负载谐振换流式逆变器和强迫换流式逆变器中的电容器 C 的作用有何异、同?3PWM 调制有哪些方法?它们各自的出发点是什么?4什么是单极性、双极性 PWM?什么是同步调制、异步调制、混合同步调制?各有什么优、缺点?第 6 章 必做习题1交流调压电路用于变压器类负载时,对触发脉冲有何要求?如果正、负半周波形不对称时会导致什么后果?2交交变频电路最高输出频率与输入频率之间有何约束关系?限制输出频率提高的因素是什么?