【正文】 變壓器二次電流有效值 I2 分別為Ud＝ U2 cosα＝179。6( cos wt)242。① 以晶閘管 VT2 為例。其平均值為id =2U 2 1wL 2I d =12p5p332U 2 1wL 22U 22wL=(A)此時 ud 與 id 的波形如下圖：u20 aud++++wtwtidwt2．圖 29 為具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？試說明：①晶閘管承受的最大反向電壓為 2 2U 2 ；②當(dāng)負載是電阻或電感時，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時相同。期間釋放，因此在 u2 一個周期中 60176。時，在 u2 正半周期 60176。解：α＝0176。9. 試說明 IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 各自的優(yōu)缺點。電力 MOSFET 驅(qū)動電路的特點：要求驅(qū)動電路具有較小的輸入電阻，驅(qū)動功率小且電路簡單。 20 的擊穿電壓，所以為防止MOSFET 因靜電感應(yīng)而引起的損壞，應(yīng)注意以下幾點：① 一般在不用時將其三個電極短接；② 裝配時人體、工作臺、電烙鐵必須接地，測試時所有儀器外殼必須接地；③ 電路中，柵、源極間常并聯(lián)齊納二極管以防止電壓過高④ 漏、源極間也要采取緩沖電路等措施吸收過電壓。 ，而 GTO 則為a 1 +a 2 187。 Im2 187。 Im1 187。242。 mc)Id3=12πp20I m d (wt) =14ImI3 =12pp20212Im晶閘242。0 p4p2p0 p4p 5p42p 0p22pa)b)圖 143 圖143管導(dǎo)電波形c)解：a)Id1=12πp4msin wtd (wt) =I m2π(22+ 1 ) 187?；颍簎AK0 且 uGK0。2. 維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。 ImI1=12pp4msin wt) 2 d (wt) =I m234+12p187。p I242。I m d (wt) =4. 上題中如果不考慮安全裕量,問 100A 的晶閘管能送出的平均電流 IdIdId3 各為多少？這時，相應(yīng)的電流最大值 ImImIm3 各為多少?解：額定電流 I T(AV) =100A 的晶閘管，允許的電流有效值 I =157A，由上題計算結(jié)果知a)Im1 187。 b)Im2 187。 c)Im3=2 I = 314,Id3=14Im3=5. GTO 和普通晶閘管同為 PNPN 結(jié)構(gòu)，為什么 GTO 能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？答：GTO 和普通晶閘管同為 PNPN 結(jié)構(gòu)，由 P1N1P2 和 N1P2N2 構(gòu)成兩個晶體管 VV2,分別具有共基極電流增益a 1 和a 2 ，由普通晶閘管的分析可得，a 1 + a 2 =1 是器件臨界導(dǎo)通的條件。 ，GTO 的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門極控制關(guān)斷提供了有利條件；3) 多元集成結(jié)構(gòu)使每個 GTO 元陰極面積很小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得P2 極區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。7. IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 的驅(qū)動電路各有什么特點？2答：IGBT 驅(qū)動電路的特點是：驅(qū)動電路具有較小的輸出電阻，IGBT 是電壓驅(qū)動型器件，IGBT 的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。8. 全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析 RCD 緩沖電路中各元件的作用。解：對 IGBT、GTR、GTO 和電力 MOSFET 的優(yōu)缺點的比較如下表：器 件IGBTGTRGTO電 力MOSFET優(yōu) 點開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強，飽和壓降低電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在3缺 點開 關(guān) 速 度 低 于 電 力MOSFET,電壓，電流容量不及 GTO開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極負脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過 10kW的電力電子裝置二次擊穿問題4第 3 章整流電路1. 單相半波可控整流電路對電感負載供電，L＝20mH，U2＝100V，求當(dāng)α＝0176。時，在電源電壓 u2 的正半周期晶閘管導(dǎo)通時，負載電感 L 儲能，在晶閘管開始導(dǎo)通時刻，負載電流為零。~180176。~300176。答：具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，該變壓器沒有直流磁化的問題。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時，晶閘管 VT2 通過 VT1 與 2 個變壓器二次繞組并聯(lián)，所以 VT2 承受的最大電壓為 2 2U 2 。p( cos wt)d(wt) =可見，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負載上時，則輸出電流也相同。100179。流過晶閘管的電流有效值為：IVT＝Id∕ 2 ＝（A）晶閘管的額定電流為：IN＝（~2）179。因此，二極管承受的電壓不會出現(xiàn)正的部分。解：①ud、id 和 i2 的波形如下圖：u2Oudpw tOidapIdw tOi2aIdIdw tOw t②整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側(cè)電流有效值 I2 分別為Ud＝ U2 cosα＝179。＝283~424（V）晶閘管的額定電流為：IN＝(~2)179。解：ud、id、iVT、iD 的波形如下圖：u2Op2pwtudOidIdwtiVT1 OIdwtiVD2OOp+ aIdwtwt負載電壓的平均值為：U d =pp32U 2 sin wtd(wt) = 21 + cos(p / 3)2＝（V）負載電流的平均值為：Id＝Ud∕R＝∕2＝（A）流過晶閘管 VTVT2 的電流有效值為：IVT＝13Id＝（A）流過二極管 VDVD4 的電流有效值為：IVD＝23Id＝（A）7. 在三相半波整流電路中，如果 a 相的觸發(fā)脈沖消失，試繪出在電阻性負載和電感性負載下整流電壓 ud 的波形。）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周10期內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會被直流磁化。11．三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負載，R=5Ω ，L 值極大，當(dāng)a=60176。cos60176。解：①ud、id 和 iVT1 的波形如下：a = 60176。＝117（V）Id＝Ud∕R＝117∕5＝（A）IDVT＝Id∕3＝∕3＝（A）IVT＝Id∕ 3 ＝∕ 3 ＝（A）1214．單相全控橋，反電動勢阻感負載，R=1Ω ，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=，當(dāng)a=60176。 60176。解：考慮 LB 時，有：Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕2πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（πR ＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝（V）ΔUd＝（V）Id＝（A）又∵13cosa － cos(a + g ) ＝2 I d X B ∕ 6 U2即得出cos(30176。ud、iVT1 和 iVT2 的波形如下：u2uaubucOudauaubucOiVT1IdwtOiVT2OggIdwtwt16．三相橋式不可控整流電路，阻感負載，R=5Ω ，L=∞，U2=220V，XB= ，求Ud、Id、IVD、I2 和g 的值并作出 ud、iVD 和 i2 的波形。二極管電流和變壓器二次測電流的有效值分別為IVD＝Id∕3＝∕3＝（A）ud、iVD1 和 i2a 的波形如下：I2a＝23Id＝（A）u2O wt1uaubucwtudOiVD1Ⅰ Ⅱuab uacⅢ Ⅳ Ⅴ Ⅵubc uba uca ucb uab uacIdwtOi2aOIdwtwt17．三相全控橋，反電動勢阻感負載，E=200V，R=1Ω ，L=∞，U2=220V，a=60176。cos60176。＝176。變壓器二次側(cè)電流中含有 6k177。∕3π＝（A）I25＝2 2 Id∕5π＝2 2 179。∕5π ＝（A）I27＝ 6 Id∕7π ＝ 6 179。＝②第 13 題中基波電流的有效值：I1＝ 6 Id∕π ＝ 6 179。24．整流電路多重化的主要目的是什么？答：整流電路多重化的目的主要包括兩個方面，一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少整流裝置所產(chǎn)生的諧波和無功功率對電網(wǎng)的干擾。178。）次諧波。178。）次諧波。 + g ) ＝γ＝176。179。解：由題意可列出如下 3 個等式：Ud＝(πβ)－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－EM）∕R三式聯(lián)立求解，得Ud＝[πR (πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－（V）Id＝（A）又∵cosa － cos(a + g ) ＝ 2 I d X B ∕U2=即得出cos(120176。29．什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪?？答：逆變運行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。三相橋式全控整流電路，當(dāng)負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是 0 ~ 120176。解：整流變壓器接法如下圖所示ABCabc以 a 相為例，ua 的 120176。所以同步信號滯后 ua 180176。滿足上述關(guān)系的同步電壓相量圖及同步變壓器聯(lián)結(jié)形式如下兩幅圖所示。全控型器件采用此換流方式。通常是利用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。5. 三相橋式電壓型逆變電路，180176。7．串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是什么？試分析換流過程。因放電電流恒為 Id，故稱恒流放電階段。隨著 C13 充電電壓不斷增高，充電電流逐漸減小，到某一時刻充電電流減到零，VD1 承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。逆變電路多重化就是把若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波