【正文】 V處于通態(tài)時(shí)，E—L1—V回路和R—L2—C—V回路分別流過電流?？梢?，負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。解：輸出電壓平均值為：Uo ===(V)輸出電流平均值為：Io ===(A) 6．試分別簡(jiǎn)述升降壓斬波電路和Cuk斬波電路的基本原理，并比較其異同點(diǎn)。當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。 此時(shí)輸出電壓、電流的平均值以及輸出電流最大、最小瞬時(shí)值分別為：Uo ===15(V)Io ===10(A)Imax==(A)Imin==(A) 4．簡(jiǎn)述圖32a所示升壓斬波電路的基本工作原理。解：由于L值極大，故負(fù)載電流連續(xù)，于是輸出電壓平均值為Uo===80(V)輸出電流平均值為Io ===5(A) 3．在圖31a所示的降壓斬波電路中，E=100V， L=1mH，R=，EM=10V，采用脈寬調(diào)制控制方式，T=20μs，當(dāng)ton=5μs時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io，計(jì)算輸出電流的最大和最小值瞬時(shí)值并判斷負(fù)載電流是否連續(xù)。然后使V關(guān)斷一段時(shí)間toff，此時(shí)電感L通過二極管VD向R和M供電，uo＝0。就可以了。該點(diǎn)與鋸齒波的中點(diǎn)重合，即對(duì)應(yīng)于同步信號(hào)的300176。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。當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0 ~ 90176。=176。送回電網(wǎng)的有功功率為P==4001=(W)28．單相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=100V，L=，當(dāng)EM=99V，b=60176。27．三相全控橋變流器，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R=1Ω，L=∞，U2=220V，LB=1mH，當(dāng)EM=400V，b=60176。1（k=1，2，3（k=1，2，3＝23．帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何主要異同？答：帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點(diǎn)：①三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器；②當(dāng)變壓器二次電壓有效值U2相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。解：在第3題中已知電路為單相全控橋，其輸出電流平均值為Id＝（A）于是可得：I23＝2Id∕3π＝2∕3π＝（A）I25＝2Id∕5π＝2∕5π＝（A）I27＝2Id∕7π＝2∕7π＝（A）21．試計(jì)算第13題中i2的7次諧波分量的有效值I2I27。19．三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？其中幅值最大的是哪一次？變壓器二次側(cè)電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k（k＝3……）次的諧波，其中幅值最大的是6次諧波。－60176。 二極管電流和變壓器二次測(cè)電流的有效值分別為IVD＝Id∕3＝∕3＝（A）I2a＝ Id＝（A）ud、iVD1和i2a的波形如下：17．三相全控橋，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，a=60176。ud、iVT1和iVT2的波形如下： 16．三相橋式不可控整流電路，阻感負(fù)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。時(shí)、E=50V時(shí)Ud、Id、g 的值并作出ud與iVT1和iVT2的波形。解：考慮LB時(shí)，有：Ud＝－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－E）∕R 解方程組得：Ud＝（πR ＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝（V）ΔUd＝（V）Id＝（A）又∵－＝∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝ 176。時(shí)，要求：① 畫出ud、id和iVT1的波形；② 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。時(shí)，要求：① 畫出ud、id和iVT1的波形；② 計(jì)算Ud、Id、IdT和IVT。 9．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法，a、b兩相的自然換相點(diǎn)是同一點(diǎn)嗎？如果不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣?？答：三相半波整流電路的共陰極接法與共陽(yáng)極接法，a、b兩相之間換相的的自然換相點(diǎn)不是同一點(diǎn)。解：ud、id、iVT、iD的波形如下圖： 負(fù)載電壓的平均值為：＝（V） 負(fù)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＝Id＝（A） 流過二極管VDVD4的電流有效值為：IVD＝Id＝（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?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。解：①ud、id和i2的波形如下圖： ②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＝100cos30176。因此，二極管承受的電壓不會(huì)出現(xiàn)正的部分。＝（V）Id＝Ud /R＝＝（A）I2＝Id ＝（A） ③晶閘管承受的最大反向電壓為：U2＝100＝（V）考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：UN＝（2~3）＝283~424（V）具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取?？梢?，兩者的輸出電壓相同，加到同樣的負(fù)載上時(shí)，則輸出電流也相同。① 以晶閘管VT2為例。時(shí)id＝0可解方程得：其平均值為==(A) 此時(shí)ud與id的波形如下圖： 2．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；②當(dāng)負(fù)載是電阻或電感時(shí)，其輸出電壓和電流的波形與單相全控橋時(shí)相同。~300176。因此，在電源電壓u2的一個(gè)周期里，以下方程均成立： 考慮到初始條件：當(dāng)wt＝0時(shí)id＝0可解方程得：==(A) ud與id的波形如下圖： 當(dāng)α＝60176。時(shí)的負(fù)載電流Id，并畫出ud與id波形。RCD緩沖電路中，各元件的作用是：開通時(shí)，Cs經(jīng)Rs放電，Rs起到限制放電電流的作用；關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)VDs從Cs分流，使du/dt減小，抑制過電壓。GTO驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：GTO要求其驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開通驅(qū)動(dòng)電路，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門極反偏電路三部分。6. 如何防止電力MOSFET因靜電感應(yīng)應(yīng)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。3. 圖143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(jì)算各波形的電流平均值IdIdId3與電流有效值III3。目 錄第1章 電力電子器件 1第2章 整流電路 4第3章 直流斬波電路 20第4章 交流電力控制電路和交交變頻電路 26第5章 逆變電路 31第6章 PWM控制技術(shù) 35第7章 軟開關(guān)技術(shù) 40第8章 組合變流電路 42第1章 電力電子器件1. 使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）。要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。GTO之所以能夠自行關(guān)斷，而普通晶閘管不能，是因?yàn)镚TO與普通晶閘管在設(shè)計(jì)和工藝方面有以下幾點(diǎn)不同：1) GTO在設(shè)計(jì)時(shí)較大，這樣晶體管V2控制靈敏，易于GTO關(guān)斷；2) GTO導(dǎo)通時(shí)的+更接近于1，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(gè)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。GTR驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)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(shí)，驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)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。和60176。在電源電壓u2的負(fù)半周期，負(fù)載電感L釋放能量，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。期間晶閘管導(dǎo)通使電感L儲(chǔ)能，電感L儲(chǔ)藏的能量在u2負(fù)半周期180176。期間以下微分方程成立： 考慮初始條件：當(dāng)wt＝60176。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。對(duì)于電感負(fù)載：（α ~ π＋α）期間，單相全波電路中VT1導(dǎo)通，單相全控橋電路中VTVT4導(dǎo)通，輸出電壓均與電源電壓u2相等；（π＋α ~ 2π＋α）期間，單相全波電路中VT2導(dǎo)通，單相全控橋電路中VTVT3導(dǎo)通，輸出波形等于 u2。解：①ud、id、和i2的波形如下圖：②輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次電流有效值I2分別為Ud＝ U2 cosα＝100cos30176。解：注意到二極管的特點(diǎn)：承受電壓為正即導(dǎo)通。時(shí)，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。時(shí)求流過器件電流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。）由電流流過，流過的電流大小相等而方向相反，故一周期內(nèi)流過的電流平均值為零，所以變壓器鐵心不會(huì)被直流磁化。 11．三相半波可控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)a=60176。 13．三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載，R=5Ω，L值極大，當(dāng)a=60176。時(shí)求Ud、Id與g 的數(shù)值，并畫出整流電壓ud的波形。 最后，作出整流電壓Ud的波形如下： 15．三相半波可控整流電路，反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求當(dāng)a=30176。=176。Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕πId＝Ud∕R 解方程組得：Ud＝∕（1＋3XB/πR）＝（V）Id＝（A）又∵－＝2∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝176。＝（V）Id＝（Ud－E）∕R＝（－200）∕1＝（A）②當(dāng)LB＝1mH時(shí)Ud＝－ΔUdΔUd＝3XBId∕πId＝（Ud－E）∕R解方程組得：Ud＝（ cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝（V）Id＝（A）ΔUd＝（V）又∵－＝2XBId∕U2＝γ＝176。變壓器二次側(cè)電流中含有2k＋1（k＝3……）次即奇次諧波，其中主要的有3次、5次諧波。20．試計(jì)算第3題中i2的7次諧波分量的有效值I2I2I27。＝ ②第13題中基波電流的有效值：I1＝Id∕π＝∕π＝（A）基波因數(shù)為n＝I1∕I＝I1∕Id＝電路的輸入功率因數(shù)為：l＝n ＝ cos60176。25．12脈波、24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11次、13次、23次、25次等即12k177。）次諧波，整流輸出電壓中含有124等即12k（k=1，2，324脈波整流電路的交流輸入電流中含有23次、25次、47次、49次等，即24k177。）次諧波，整流輸出電壓中含有248等即24k（k=1，2，326．使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？答：條件有二：①直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；②要求晶閘管的控制角απ/2，使Ud為負(fù)值。＝176。 120176。30．單相橋式全控整流電