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电力电子技术阶段练习一答案1 使晶闸管正常导通的条件是什么？晶闸管正常导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流即擎住电流IL以上。2维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？维持晶闸管导通的条件是：阳极电流应该大于维持电流IH，这时门极电压完全可以移去，晶闸管继续导通。使晶闸管由导通变为关断的条件是：使流过晶闸管的电流减少到某个小的数值即维持电流IH以下。其方法有二种：减少正向阳极电压到某一最小值以下，或加反向阳极电压；（1） 增加负载回路中的电阻3图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1Id2Id3与电流有效值I1I2I3. 图 14上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1Id2Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1Im2Im3各为多少？5IGBTGTRGTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？IGBT驱动电路的特点：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动器件，IGBT的驱动多采用专用的集成驱动电路。GTR驱动电路的特点：驱动电路提供的驱动电流有足够的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减少开通损耗；关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加快关断速度。GTO驱动电路的特点：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，并且一般需要在整个导通期间施加正门极电流；关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高。其驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小并且电路简单6单相全控桥，带电感性负载和续流二极管，试写出整流输出电压的平均值和续流二极管导通角的表达式。单相全控桥带电感性负载和续流二极管整流输出电压的平均值：其公式和电阻负载时相同的。续流二极管导通角为7、有一个三相全控桥整流电路如下图所示。已知电感负载L=0.2H，变压器二次相电压。试画出的波形，计算负载的平均整流电压和负载电流平均值，可以认为电感是极大的。电力电子技术阶段练习二答案1、带平衡电抗器的双反星形整流电路中，平衡电抗器的作用是什么？平衡电抗器的作用:接入平衡电抗器后，由于存在电感电动势，使得二组星形绕组能同时工作，晶闸管导通角增大，流过变压器二次绕组和器件的电流有效值变小，可选用额定值较小的器件，并提高了变压器的利用率。2、整流电路多重化的主要目的是什么？整流电路多重化的主要目的主要包括二个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。3、 单相桥式全控整流器电路，其中，U2=100V，负载中R2,L值极大，当a30时，要求： 作出ud、id和i2的波形； 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2; 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 （2）=77.9V（3）4单相全控桥式电阻性负载整流电路，要求控制角=60时，整流侧输出电压的平均值Ud=80V,输出电流平均值Id=8A。试回答下列问题：求变压器二次侧相电压有效值U2；计算整流变压器的二次电流有效值I2；画出ud、iv1波形。（1）（2）5、 单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中R=20,L值极大，反电动势E60V，当a30时，要求： 作出ud、id和i2的波形； 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2 ; 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 （1）（2）（3）6、三相桥式全控整流电路，U2 100V，带电阻电感负载，R=5 ,L值极大，当a60时，要求： 画出ud、id和iVT的波形； 计算Ud、Id、IdVT和IVT。 （1）（2）电力电子技术阶段练习三答案1、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下的异同点：（1）三相桥式全控整流电路是二组三相半波电路串联，而双反星形可控整流电路是二组三相半波电路并联，并且后者需要用平衡电抗器。（2）当变压器二次电压有效值U2相等时，双反星形可控整流电路的整流电压平均值是三相桥式全控整流电路的1/2，而整流电流的平均值是三相桥式全控整流电路的2倍。（3）在二种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系式一样的，整流电压和整流电流的波形形状一样。2、使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？逆变电路必须同时具备下述二个条件才能产生有源逆变：（1）变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导流电流方向一致。（2）变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，并且满足UdEd3、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 逆变运行时，一旦发生换流失败，外接得直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败。防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角等。4、单相桥式全控整流电路，三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，晶闸管的a角移相范围分别是多少？ 单相桥式全控整流电路电阻负载时的a角移相范围为：01800，电感负载时为：0900三相桥式全控整流电路电阻负载时的a角移相范围为：01200，电感负载时为：09005、试述斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式？斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式为：（1） 定频调宽控制模式定频就是指开关元件的开、关频率固定不变，也就是开、关周期不变，调宽是指通过改变斩波电路的开关元件导通的时间Ton来改变导通比，从而改变输出电压的平均值。（2） 定宽调频控制模式定宽就是斩波电路的开关元件导通的时间Ton固定不变，调频是指通过改变斩波电路的开关周期T来改变导通比。（3） 调频调宽混合控制模式这种方式是前二种控制方式的综合，是指在控制驱动的过程中，既改变开关周期T，又改变变斩波电路导通时间Ton的控制方式。通常用于需要打幅度改变输出电压数值的场合。6简述图1所示的降压斩波电路的工作原理。 图 1这是一个典型的降压斩波电路，其工作原理是：（1）t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。（2）t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。（3）通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。负载电压平均值：由此可见，输出到负载的电压平均值U0最大为E，若减少占空比，则U0随之减少。因此该电路称为降压斩波电路。7在图1所示的降压斩波电路中，已知E200V，R=10 ，L值极大，EM=30V 。采用脉宽调制控制方式，当T=50us， ton=20us 时，计算输出电压平均值U0 输出电流平均值I0 。电力电子技术阶段练习四答案1无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？ 二种电路的不同之处主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源；而无源逆变电路的交流侧直接和负载连接。2换流方式有哪几种？各有什么特点？换流方式有四种：1.器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。2.电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。3.负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超于负载电压时，可实现负载换流。4.强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流三种方式。3什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？ 按照逆变电路直流侧电源性质分类，直流侧是电压源的逆变电路，称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。电压型逆变电路的主要特点是：（1）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。（2）由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关，而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。（3）当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。电流型逆变电路的主要特点是：（1）直流侧串联有大电感，相当于电流源，直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。（2）电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。（3）当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因此反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像逆变前路那样要给开关器件反并联二极管。4、正弦脉宽调制中，调制信号和载波信号常用什么波形？正弦脉宽调制中，调制信号常用正弦波，载波信号常用三角波5、电子开关型电力电子变换有哪四种基本类型？（1）交流（AC）-直流（DC）整流电路或整流器（2）直流（DC）-交流（AC）逆变电路或逆变器（3）直流（DC）-直流（DC）电压变换电路，又叫直流斩波电路、直流斩波器（4）交流（AC）-交流（AC）电压和/或频率变换电路。仅改变电压的称为交流电压变换器或交流斩波器，频率、电压均改变的称为直接变频器，相位改变的称为移相器。6高频化的意义是什么