【正文】 解方程組得：Ud＝（πR ＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝（V）ΔUd＝（V）Id＝（A）又∵－＝2∕U2 即得出= 換流重疊角g ＝ 176。 最后，作出整流電壓Ud的波形如下： 315．三相半波可控整流電路，反電動勢阻感負載，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求當a=30176。 60176。時求Ud、Id與g 的數(shù)值，并畫出整流電壓ud的波形。解：①ud、id和iVT1的波形如下： ②Ud、Id、IdT和IVT分別如下Ud＝＝100cos60176。 3 13．三相橋式全控整流電路，U2=100V，帶電阻電感負載，R=5Ω，L值極大，當a=60176。解：①ud、id和iVT1的波形如下圖： ②Ud、Id、IdT和IVT分別如下Ud＝＝100cos60176。 3 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a=60176。它們在相位上相差180176。）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被直流磁化。解：假設(shè)，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： 3 8．三相半波整流電路，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260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260 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。時求流過器件電流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。＝(A)Id ＝(Ud－E)/R＝(－60)/2＝9(A)I2＝Id ＝9(A) ③晶閘管承受的最大反向電壓為：U2＝100＝（V）流過每個晶閘管的電流的有效值為：IVT＝Id ∕＝（A）故晶閘管的額定電壓為：UN＝(2~3)＝283~424（V） 晶閘管的額定電流為：IN＝(~2)∕＝6~8（A）晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。時，要求：作出ud、id和i2的波形；① 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；② 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。在電路中器件均不導(dǎo)通的階段，交流電源電壓由晶閘管平衡。解：注意到二極管的特點：承受電壓為正即導(dǎo)通。流過晶閘管的電流有效值為：IVT＝Id∕＝（A）晶閘管的額定電流為：IN＝（~2）∕＝26~35（A）具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。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。 33．單相橋式全控整流電路，U2＝100V，負載中R＝2Ω，L值極大，當α＝30176。對于電感負載：（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。當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。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。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。期間以下微分方程成立： 考慮初始條件：當wt＝60176。期間釋放，因此在u2一個周期中60176。期間晶閘管導(dǎo)通使電感L儲能，電感L儲藏的能量在u2負半周期180176。時，在u2正半周期60176。在電源電壓u2的負半周期，負載電感L釋放能量，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。解：α＝0176。和60176。 211目前常用的全控型電力電子器件有哪些？答：門極可關(guān)斷晶閘管, 電力晶閘管，電力場效應(yīng)晶體管，絕緣柵雙極晶體管。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。電力MOSFET開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好。28 試分析IGBT和電力MOSFET在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和開關(guān)特性上的相似與不同之處.IGBT比電力MOSFET在背面多一個P型層，IGBT開關(guān)速度小，開關(guān)損耗少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。2. 電力二極管在P區(qū)和N區(qū)之間多了一層低摻雜N區(qū)，也稱漂移區(qū)。 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)計時較大，這樣晶體管V2控制靈敏，易于GTO關(guān)斷； 2)GTO導(dǎo)通時的更接近于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。解：a) Id1= I1= b) Id2=I2= c) Id3= I3=25上題中如果不考慮安全裕量,問100A的晶闡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IT(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) Im1A, b) Im2 Id2 c) Im3=2I=314 Id3= 26 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和普通晶闡管同為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和，由普通晶闡管的分析可得，是器件臨界導(dǎo)通的條件。 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?；颍簎AK0且uGK0。低摻雜N區(qū)由于摻雜濃度低而接近于無摻雜的純半導(dǎo)體材料即本征半導(dǎo)體，由于摻雜濃度低，低摻雜N區(qū)就可以承受很高的電壓而不被擊穿。. . . .電力電子技術(shù)答案21與信息電子電路中的二極管相比，電力二極管具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點才使得其具有耐受高壓和大電流的能力？答：，使得硅片中通過電流的有效面積增大，顯著提高了二極管的通流能力。，也稱漂移區(qū)。22. 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：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）。 23. 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。 24 圖227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IdIdId3與電流有效值III3。兩個等效晶體管過飽和而導(dǎo)通；不能維持飽和導(dǎo)通而關(guān)斷。27 與信息電子電路中的二極管相比，電力二極管具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點才使得它具有耐受高電壓電流的能力？，使得硅片中通過電流的有效面積增大，顯著提高了二極管的通流能力。低摻雜N區(qū)由于摻雜濃度低而接近于無摻雜的純半導(dǎo)體材料即本征半導(dǎo)體，由于摻雜濃度低，低摻雜N區(qū)就可以承受很高的電壓而不被擊穿。開關(guān)速度低于電力MOSFET。所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題。 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。 31. 單相半波可控整流電路對電感負載供電，L＝20mH，U2＝100V，求當α＝0176。時的負載電流Id，并畫出ud與id波形。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。因此，在電源電壓u2的一個周期里，以下方程均成立： 考慮到初始條件：當wt＝0時id＝0可解方程得：==(A) ud與id的波形如下圖： 當α＝60176。~180176。~300176。~300176。時id＝0可解方程得：其平均值為==(A) 此時ud與id的波形如下圖： 32．圖310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。因為單相全波可控整流電路變壓器二次測繞組中，正負半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對稱，其一個周期內(nèi)的平均電流為零，故不會有直流磁化的問題。① 以晶閘管VT2為例。② 當單相全波整流電路與單相全控橋式整流電路的觸發(fā)角a 相同時，對于電阻負載：（0~α）期間無晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；（α~π）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~π＋α)期間，均無晶閘管導(dǎo)通，輸出電壓為0；(π＋α ~ 2π)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，輸出電壓等于 u2?？梢?，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。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。＝（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。 34．單相橋式半控整流電路，電阻性負載，畫出整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形。因此，二極管承受的電壓不會出現(xiàn)正的部分。 整流二極管在一周內(nèi)承受的電壓波形如下： 35．單相橋式全控整流電路，U2=100V，負載中R=2Ω，L值極大，反電勢E=60V，當a=30176。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。 36. 晶閘管串聯(lián)的單相半控橋（橋中VTVT2為晶閘管），電路如圖211所示，U2=100V，電阻電感負載，R=2Ω，L值很大，當a=60176。解：ud、id、iVT、iD的波形如下圖： 負載電壓的平均值為：＝（V） 負載電流的平均值為：Id＝Ud