【正文】 t I I?? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? 額定電流 100A 的晶閘管允許流過的電流有效值為 157A，則 157 2 4 7 .5 6 ( )0 .6 3 4 2mIA??； 平均值為： 0 .4 7 7 5 1 1 8 .2 1( )dc mI I A??。在具體電路中，由于陽極電流上升到擎住電流需要一定的時間（主要由外電路結構決定），所以門極觸發(fā)信號需要保證一定的寬度。電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 1 頁 共 36 頁 電力電子技術習題 解答 習題一 晶閘管正常導通的條件是什么，導通后流過的電流由什么決定？晶閘管關斷的條件是什么，如何實現(xiàn)？ 答：使晶閘管導通的條件是：晶閘管承受正向陽極電壓（ UAK0），并在門極施加觸發(fā)電流（ UGK0）。 圖 132中的陰影部分表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為 Im，試計算各波形的電流平均值、有效值。 （ d）331 1 3s in ( ) ( ) 0 .2 3 8 72 2 2 4 md d m m mII I t d t I I?? ??? ? ?? ? ? ?? 22331 1 1 3( s in ) ( ) ( 1 c o s 2 ) ( ) ( ) 0 . 4 4 8 52 2 2 2 3 8md m mII I t d t t d t I?? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? 額定電流 100A 的晶閘管允許流過的電流有效值為 157A，則 157 3 5 0 .0 6 ( )0 .4 4 8 5mIA??； 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 3 頁 共 36 頁 平均值為： 0 .2 3 8 7 8 3 .5 6 ( )dd mI I A??。 GTO 能關斷，而普通晶閘管不能是因為 GTO 在結構和工藝上有以下幾點不同： A 多元集成結構使每個 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。 GTR 要求在導通期間一直提供門極觸發(fā)電流信號，而 GTO 當器件導通后可以去掉門極觸發(fā)電流信號； GTO 的電流增益（尤其是關斷電流增益很小）小于 GTR，無論是開通還是關斷都要求觸發(fā)電流有足夠的幅值和陡度，其對觸發(fā)電流信號（尤其是關斷門極負脈沖電流信號）的要求比 GTR 高。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 5 頁 共 36 頁 習題 二 單相橋式全控整流電路接電阻性負載，要求輸出電壓在 0～ 100V 連續(xù)可調(diào)，輸出電壓平均值為 30 V 時，負載電流平均值達到 20A。時， ud、 id和變壓器二次側(cè) i2 的波形。時的 ud、 id、 iVT iVD4的波形。 解： 整流輸出電壓平均值 Ud、 電流 Id，以及變壓器二次側(cè)電流有效值 I2 分別為： 2230. 9 c os 0. 9 100 77. 94( )277. 94 608. 97 ( )28. 97 ( )ddddU U VUEIARI I A?? ? ? ? ?? ?? ? ??? 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 8 頁 共 36 頁 T abRLa )u1u2i2VT1VT3VT2VT4udidu20 ? t0 ? t0 ? tudidi2? tIdIdId00E 某一大電感負載采用單相半控橋式整流接有續(xù)流二極管的電路，負載電阻 R=4Ω，電源電壓 U2=220V， α=π/3，求： (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 。 abcTRLu 2u di dVT 1VT 2VT 3u di au a u b u c0 ? tabcTRLu 2u di dVT 1VT 2VT 3共陽極換相點共陰極換相點共陰極三相半波共陽極三相半波 共陽極接法的三相半波可控的整流電路在 α＝ 30176。 解：（ 1） u 2? t? t? t? t0?? = p / 3u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac000i di VT 1u a u b u cu cb （ 2） c os 100 117 ( )dU U V?? ? ? ? ? 117 2 3 .4 ( )5dd UIAR? ? ? ( )3ddVT IIA?? ( )3dVT IIA?? （ 3）由功率因數(shù)的定義知： 11c o s 0 .9 5 5 c o s 0 .9 5 5 * 0 .5 0 .4 7 7 5II? ? ?? ? ? ? （ 4）按 2 倍余量估算，晶閘管的電壓定額為：26 2 6 100 2 500( )UV? ? ? ? ? ?； 晶閘管的電流定額為： 1 3 .5 12 2 1 7 .2 1 2 0 ( )1 .5 7 1 .5 7VTI A? ? ? ? ? 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 12 頁 共 36 頁 三相橋式不控整流電路帶阻感性負載， R＝ 5 ?， L＝ ∞， U2＝ 220V， XB= ?，求Ud、 Id、 IVD、 I2 和 γ 的值，并作出 ud、 iVD1和 i2的波形。以上兩條件必須同時滿足，才能實現(xiàn)有源逆變。 解： 電動機處于發(fā)電制動狀態(tài) 可以 提供逆變能量 ，滿足有源逆變的外部條件，可以 實現(xiàn)有源逆變 。 1 三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中最大的是哪一次？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相全控整流電路呢？ 答： 三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有 6k（ k= 3…）次 的諧波 ， 其中最大的是 6 次 諧波。 變壓器二次電流中含有 2mk177。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 15 頁 共 36 頁 解：由第 3 題的解答可知： 2 ( )dI I A?? ，則 23 22 2 2 8 .9 7 2 .6 9 ( )33dIIA???? ? ?；25 22 2 2 8 .9 7 1 .6 255dIIA???? ? ? 27 22 2 2 8 .9 7 1 .1 5 ( )77dI???? ? ? 基波有效值 21 22 2 2 8 .9 7 8 .0 8 ( )dIIA???? ? ? 輸入功率因數(shù) 11 8 . 0 8c o s c o s 0 . 9 0 c o s 3 0 0 . 7 7 9 48 . 9 7II? ? ?? ? ? ? ? ? ?。已知 10kV 母線的短路容量為150MVA，整流器直流側(cè)電流 Id＝ 400A，觸發(fā)延遲角 α＝ 15176。 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 17 頁 共 36 頁 習題 三 1.（ *） 一升壓換流器由理想元件構成，輸入 Ud在 8~16V 之間變化，通過調(diào)整占空比使輸出 U0=24V固定不變，最大輸出功率為 5W，開關頻率 20kHz， 輸出端電容足夠大，求使換流器工作在連續(xù)電流方式的最小電感。 0 . 0 0 2 5m 0 . 0 11 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 5 0 . 20 . 511ax e E emARee???????? ? ? ? ? 0 . 0 0 2 5m in 0 . 0 11 1 1 0 0I ( ) ( 0 ) 4 9 .80 .511e E eRee??? ??? ? ? ? ? （ 3）同（ 2） 0003 100 152015 30U D E VUIAR? ? ?? ? ? 電力電子技術習題解答 最終修改日期： 20201213 第 19 頁 共 36 頁 ?? ??? 0 .0 0 1 50 .0 111 0 .1 4 9 0ee m??? ??? ? ? ?，所以電流也是連續(xù)的。開關的 導通比 D 越大則電感儲能越多，輸出電壓越高 并由電容保持 ，輸出電壓 與輸入電壓 有如下關系：0 11 iUUD? ?。 8．在 圖 37 所示 升降壓斬波電路中，已知 Ui=100V， R=， L 和 C 極大，試求： （ 1）當占空比 D＝ 時的 輸出電壓和輸出電流的平均值； （ 2） 當占空比 D＝ 時的 輸出電壓和輸 出電流的平均值，并計算此時的輸入功率。 10．在單相交流調(diào)壓器中，電源電壓 U1=120V，電阻負載 R=10Ω，觸發(fā)角 α=900，試計算： 負載電壓有效值 UO、負載電流有效值 IO、負載功率 PO和輸入功率因數(shù) λ 。 也可查圖 3－ 30 得出估計值 ，方法是：因 ???，所以負載可認為是純電阻負載， 當 α＝ 900 時， 導通角為 900， 使計算簡化 101 1 [ s in ( 2 ) s in ( 2 2 ) ] 1 5 5 .5 62UU U V? ? ? ???? ? ? ? ? ?， 00 2 2 2 21 5 5 . 5 6 1 5 . 5 5( ) ( 3 1 4 0 . 0 0 1 ) 1 0UIALR?? ? ?? ? ? 011 072UU? ? ? ? 13．某單相反并聯(lián)調(diào)功電路，采用過零觸發(fā)。 交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制以及異步電機的軟啟動，也可用于異步電機的小范圍調(diào)速，在一些簡單的場合可以取代變壓器 實現(xiàn) 降壓 ， 這樣的電路體積小成本低；交流調(diào)功電路常用于電爐等大時間常數(shù)的負載，由于負載的時間常數(shù)遠大于工頻周期，沒有必要對交流電源的每個周期都進行控制，這樣可以簡化控制。 16．反并聯(lián)的晶閘管和負載接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路，問該電路有何優(yōu)點？ 答： 1）負載接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路，每一相都可以當作獨立的單相交流調(diào)壓電路進行控制，只是這時的每相負載的電壓為交流輸入的線電壓。 二者的基本原理如下： TCR 是利用電抗器來向電網(wǎng)中提供感性無功的裝置。 TSC符合大多數(shù)無功補償?shù)囊螅瞧溲a償是有級調(diào)節(jié)的，不能連續(xù)調(diào)節(jié)無功，但只要設計合理還是可以達到較理想 的動態(tài)補償效果的。有源逆變采用晶閘管可以實現(xiàn)電網(wǎng)換流，無源逆變使用晶閘管必須采用負載換流或強迫換流。 2） 電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換向電壓，只要將電網(wǎng)的負壓加在欲換流的器件兩端即可。 3． 什么是電壓型逆變電路和電流型逆變電路？二者各有