【正文】 極管 VD VD4 的電流有效值為 IVD= dI32 =(A) ，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。在電路中器件均不導通的階段，交流電源電壓由晶閘管平衡。 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) ~35(A) 具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。 對于電感負載： ( ? ~ ??? )期間，單相全波電路中 VTl導通，單相全控橋電路中 VTl、 VT4導通，輸出電壓均與電源電壓 U2 相等； ( ??? ~2 ??? )期間，單相全波電路中 VT2 導通，單相全控橋電路中 VTVT3 導通，輸出波形等于 U2。 以下分析晶閘管承受最大反向電壓及輸出電壓和電流波形的情況。因此，在電源電壓 U2的一個周期中下列方程成立： tUdtdiL d ?sin2 2? 考慮到初始條件：當 0?t? 時 id=0 可解方程： ）－（＝ tc os1LU2I 2d ?? ?? ? ??? ?? 20d )(dtc os1LU221I t）－（ )( 2 AL ?? ? Ud 與 Id 的波形如下圖： 當 a= ?60 時，在 U2的正半周期 ?60 ~ ?180 期間，晶閘管導通使電感 L儲能，電感 L 儲藏的能量在 U2負半周期 ?180 ~ ?300 期間釋放，因此在 U2 的一個周期中 ?60 ~ ?300 期間，下列微分方程成立： tUdtdiL d ?sin2 2? 考慮到初始條件：當 ??60t? 時 id=0 可解方程得： id= )cos212 2 tdtU ?－（ 其平均值為 Id= ? ??35322 )( U2)()c o s21(22 1 ?? ????? AtdtLU ＝ 此時 Ud 與 id 的波形如下圖： 2. 2 圖 1 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 2 U2。 措施： 壓敏電阻，交流側(cè) RC抑制電路，直流側(cè) RC 控制電路，直流側(cè) RC抑制 電路，變壓器屏蔽層，避雷器，器件關(guān)斷過電壓 RC 抑制電路。 什么是晶閘管的額定電流？ 答：晶閘管的額定電流就是它的通態(tài)平均電流，國標規(guī)定：是晶閘管在環(huán)境溫度為 40℃ 和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫所允許的最大工頻正弦半波電流的平均值。 GTO 電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導調(diào)制效應，其通流能力很強。 解 :對Ⅰ GBT、 GTR、 GTO 和電力 MOSFET 的優(yōu)缺點的比較如下表： 器件 優(yōu)點 缺點 IGBT 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。 ?試分析 RCD 緩沖電路中各元件的作用。 、 GTR、 GTO 和電力 MOSFET的驅(qū)動電路各有什么特點 ? 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，Ⅰ GBT 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。 GTO 之所以能夠自行關(guān)斷，而普通晶閘管不能，是因為 GTO 與普通晶閘管在設(shè)計和工藝方面有以下幾點不同： l)GTO 在設(shè)計時 2? 較大，這樣晶體管 V2 控制靈敏，易于 GTO 關(guān)斷； 2)GTO導通時 21 ??? 的更接近于 l，普通晶閘管 ???? ，而 GTO 則為 ???? ， 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?；蛘?UAK 0 且UGK0 維持晶閘管導通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P(guān)斷？ 答：維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小電流，即維持電流。 圖 1－ 43 中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為 Im ，試計算各波形的電流平均值 Id Id Id3 與電流有效值 I I I3。 MOSFET因靜電感應應起的損壞 ? 答：電力 MOSFET 的柵極絕緣層很薄弱，容易被擊穿而損壞。 GTR 驅(qū)動電路的特點是：驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過沖，這樣可加速開通過程，減小開通損耗；關(guān)斷時，驅(qū)動電路能提供幅 值足夠大的反向基極驅(qū)動電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。 答：全控型器件緩沖電路 的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過電壓， du/dt 或過電流和 di/dt,，減小器件的開關(guān)損耗。 開 關(guān) 速 度 低 于 電 力MOSFET，電壓 ,電流容量不及 GTO 。 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)動電路復雜，開關(guān)頻率低。 為什么要限制晶閘管斷電電壓上升律 du/dt? 答：正向電壓在阻斷狀態(tài)下，反向結(jié) J2 相當?shù)囊粋€電容加在晶閘管兩端電壓上升率過大，就會有過大的充電電流，此電流流過 J3，起到觸發(fā)電流的作用，易使晶閘管誤觸發(fā)，所以要限制 du/dt。 第 2 章 整流電路 2..， L=20Mh， U2=100V，求當 ??0? 時和 ?60 時的負載電流 Id，并畫出 Ud與 Id波形。 ② 當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。 ①以晶閘管 VT2 為例。 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。 ，電阻性負載，畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。整流二極管 在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： ， U2 =100V，負載 R=20? ， L值極大，反電勢 E=60V，當 ??30? 時，要求： ①作出 Ud、 Id和 I2的波形；； ②求整流輸出平均電壓 Ud、電流 Id，變壓器二次側(cè)電流有效值 I2； ③考慮安全裕量 ,確定晶閘管的額定電壓和額定電流 。 解：假設(shè) ? = ?0 ，當負載為電阻時， Ud 的波形如下： 當負載為電感時， Ud 的波形如下： ，可以將整流變壓器的二次繞 組分為兩段成為曲折接法，每段的電動勢相同，其分段布置及其矢量如圖所示，此時線圈的繞組增加了一些，銅的用料約增加 10%，問變壓器鐵心是否被直流磁化，為什么 ? 圖 變壓器二次繞組的曲折接法及其矢量圖 答：變壓器鐵心不會被直流磁化。 ，一組是共陰極接法，一組是共陽極接法，如果它們的觸發(fā)角都是 ? ，那么共陰極組的觸發(fā)脈沖與共陽極組的觸發(fā)脈沖對同一相來說，例如都是 a 相，在相位上差多少度？ 答：相差 ?180 。 解： 考慮 LB 時，有 Ud=? Δ ud Δ ud=2XBId/? Id＝ (UdE)/R 由方程組得 )()2/()2c o ( 2 VXREXURU BBd ????? ??? )( VU d ?? Id=（ A） 又 ∵ 2/2)c o s (c o s UXI Bd??? ??? )60c o s( ?? ?? 換相重疊角 ??? ???? 整流電壓 Ud 的波形 ，反電動勢阻感負載， U2=100V， R=1? ， LB=lmH，求當 ? = ?30 時、 E=50V時 Ud、 Id、 ? 的值并作出 Ud與 IVT1 和 IVT2的波形。變壓器二次側(cè)電流中含有 6K+l(K=l、 3…… )次的諧波，其中主要的是 7 次諧波。 、二十四脈波整流電路的整流輸出電壓和交流輸入電流中各含哪些次數(shù)的諧 波？ 答： 12脈波電路整流電路的交流輸入電流中含有 ll 次、 13 次、 23次、 25次等即 12K? l(K=1,2,3....)次諧波，整流輸出電壓中含有 1 24 等即 12K(K=1,2,3...)次諧波。 防止逆變夫敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充足的換向裕量角 ? 等。的 RC 濾波器，決定晶閘管的同步電壓和同步變壓器的聯(lián)結(jié)形式。 答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓 V導通一段時間 ont 。 2．在圖 31a所示的降壓斬波電路中，已知 E=200V， R=10Ω ， L值微大， E=30V， T=50μ s， ton=20μ s，計算輸出電壓平均值 Uo，輸出電流平均值 Io。 4．簡述圖 32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。當 V處于斷態(tài)時 E和己共同向電容 C充電并向負載 R提供能量。 答：升降壓斬波電路的基本原理：當可控開關(guān) V處于通態(tài)時，電源 E經(jīng) V向電感 L供電使其貯存能量，此時電流為 1i ，方向如圖?？梢姡撦d電壓極性為上負下正，與電源電壓極性相反。 Cuk 斬波電路的基本原理：當 V 處于通態(tài)時， E— 1L — V 回路和 R— 2L C— V 回路分別流過電流。 假設(shè)電容 C 很大使電容電壓 cu 的脈動足夠小時。于是可得出輸出電壓 Uo與電源電壓 E的關(guān)系： 0 1o n o no f f o nttU E E Et T t ? ?? ? ??? 兩個電路實現(xiàn)的功能是一致的，均可方便的實現(xiàn)升降壓斬波。 解：電流可逆斬波電路中， Vl 和 VDl 構(gòu)成降壓斬波電路，由電源向直流電動機供電，電動機為電動運行，工作于第 l象限： V2和 2DV 構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動機 的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電動機作再生制動運行，工作于第 2象限。 此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。 解：（ 1） ???????? 102502a r c t a na r c t a n 3??? RL 所以 ???? ? （ 2） ??? 時， 電流連續(xù)，電流最大且導通角 ?=? OUU?1 Io= ? ?AZUo 220 232 ?????? ?? (3) P= KWIUIU OOO 7 42 2 01 ???? 1c o s 1 ??? OOOIUIUSP? (4)由公式 ??????? t a n)s in ()s in ( ????? e當 2??? 時 ??? ?? c os)c os ( t a n??? e 對上式 ?求導 ???? ?? c ost a n1)s i n ( t a n????? e 則由 1)(c o s)(s in 22 ???? ???? 得 1c o s)t a n11( 22t a n2 ??? ????e ?136ta nlnta n ??? ??? )(123c os )2c os (s in2 1 AZUI VT ????? ? ?????? )22s in (2s inc os 11 ??????? ? ?????? UUIU IU OOOO 交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別？二者各運用于什么樣的負載？為什么？ 答： :交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。在供用電系統(tǒng)中 ,還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。 . 什么是 TCR，什么是 TSC？它們的基本原理是什么？各有何特點？ 答： TCR 是晶閘管控制電抗器。 二者的特點是： TCR 只能提供感性的無功功率，但無功功率的大小是連續(xù)的。 單相交交變頻電路和直流電動機傳動用的反并聯(lián)可控整流電路有什么不同 ? 答：單相交交變頻電路和直流電動機傳動用的反并聯(lián)可控整流電路的電路組成是相同的，均由兩 組反并聯(lián)的可控整流電路組成。 ?制約輸出頻率提高的因素是什么 ? 答：一般來講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出 頻率就越高。 交交變頻電路的主要特點和不足是什么？其主要用途是什么？ 答：交交變頻電路的主要特點是： 只用一次變流效率較高；可方便實現(xiàn)四象限工作，低頻輸出時的特性