1-3章习题答案

1、第5晶闸管的导通条件是什么 ？导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定答：晶闸管的导通条件是： 晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压Ua决定。晶闸管的关断条件是什么 ？如何实现？晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定？答：晶闸管的关断条件是： 要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流Ia减小，Ia下降到维持电流Ih以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进 行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压Ua决定。6 温度升高时，晶闸管的触发电流、正

2、反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流Ih会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。2.8型号为KP100-3，维持电流lH=4mA的晶闸管，使用在图题 2.8所示电路中是否合 理，为什么？（暂不考虑电压电流裕量）50 IQ图题1.81 5V答：（a）因为|Ann0.03mAn l H，所以不合理。50K n220V（b）l a nn 22A,KP100的电流额定值为100A，裕量达5倍，太大了。10n150V（C） l A150A，大于额定值，所以不合理。1流平均值电流有效

3、值和波形系数。Mic r 一N2xUJf! Un2ITN2xUJJ 0/OvCvCx .1JC2 IT0/C/C .itf3x 4x32ir73亦 0需3n2x ln/3aU xj4x2timf 0tc/2 k2iW/2购f图题1-29解：图（a）：It(av)=* o lmsin td( t) =图(b):图(c):It =10 (l msin、2d( t)：2t)It-=1.57IT(AV)1 )=0 1 mSi ntd(t)=-/丄0(1 mSint)2d1( t)=It-=1.11IT(AV)1=Im si ntd(t)=32It =Kf=It =Kf=It(av)It(avImI m

4、Im1 _ (Im sin t)2d( t) = Im 誇 81 0.631m3Kf=1.261T(AV)图(d):13It(av)=l m sin td ( t) =lm234It =2 3(ImSint)2d( t) = Im6 甞 0.52imKf=1=1.781T(AV)图(e):1IIt(AV)= 204|md( t)= 8lT=、104Im2d( t)= Im.2 0 2 ；2I TKf=2.831T(AV)图(f):1|t(av)= o2 I md(t)丄41221 m02|m d( 0=三Kf= =21T(AV)上题中，如不考虑安全裕量,问额定电流100A的晶闸管允许流过的平均

5、电流分别是多解：(a)图波形系数为1.5 7,则有：1.571 T (AV) =1.57100A ,It(av) = 100 A(b)图波形系数为1.11,则有：1.11I T (AV) =1.57100A ,It(av)=141.4A(c)图波形系数为1.26,则有：1.26I T (AV) =1.57100A ,It(av)=124.6A(d)图波形系数为1.78,则有：1.781 T(AV) =1.57100A ,It(av)=88.2A(e)图波形系数为2.83,则有：2.831 T (AV) =1.57100A,It(av)=55.5A(f)图波形系数为2，则有：21T(AV)=1.

6、57 100A ,It(av)=78.5A13 某电阻性负载要求 024V直流电压，最大负载电流 Id=30A，如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求？试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电 源容量的要求。解：采用由220V交流直接供电当0时:Udo=0.45U 2=0.45 220 =99V由变压器降压到60V供电当 0时:Ud=0.45U2=0.45 60 =27V因此，只要调节都可以满足输出 024V直流电压要求。(1)采用由220V交流直接供电时:UdUd=24V 时121180121

7、59Ut,2U2311VItR2S皿 t84AUd24300.81T(AV)It1.57旦54A1.57取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。电源提供有功功率Pi22r8420.85644.8W电源提供视在功率SU2I28422018.58kVA电源侧功率因数PFP0.305S(2)采用变压器降压到 60V供电：1 cos U d0.45U 2 -Ud=24V 时39 ,18039141UT 2U284.4VIt2 2R Sin t d t51.38AUd24300.8IT(AV)It1.57513832.7A1.57取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别

8、为168.8V 和 65.4A。变压器二次侧有功功率P I22R 51.3820.82112W变压器二次侧视在功率S U2I260 51.383.08kVA电源侧功率因数PFP 0.68S14 某电阻性负载，Rd=50 Q要求Ud在0600V可调，试用单相半波和单相全波两种整流电路来供给，分别计算:(1) 晶闸管额定电压、电流值; 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A /mm2);负载电阻上消耗的最大功率。解: (1)单相半波 0 时,U2 也 6001333V , ld 匹-60012A0.45 0.45Rd50晶闸管的最大电流有效值It 1.57ld 18.8A晶闸管额定电流为I

9、t(av)It1.5712(A)晶闸管承受最大电压为U RM=1885V取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和30A。所选导线截面积为s 1j 18863.13mm2负载电阻上最大功率PrIt2R 17.7kW(2)单相全波0时,U2d600667V , l dUd60012A0.90.9Rd50晶闸管的额定电流为It(av) 一 6(A)1.57晶闸管承受最大电压为Urm . 2U 2 =1885V取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为4000V和20A。所选导线截面积为S1 j 1336 2.22mm2负载电阻上最大功率PRI 2R 8.9kW15、稿16、

10、第二早1、 带电阻性负载三相半波相控整流电路，如触发脉冲左移到自然换流点之前15。处,分析电路工作情况，画出触发脉冲宽度分别为10和20时负载两端的电压 Ud波形。解：三相半波相控整流电路触发脉冲的的最早触发时刻在自然换流点，如触发脉冲左移到自然换流点之前15处，触发脉冲宽度为 10时，不能触发晶闸管，Ud=0。触发脉冲宽度为15时，能触发晶闸管，其波形图相当于3、 三相半波相控整流电路带大电感负载,时负载直流电压 Ud、流过晶闸管的平均电流15_-f解:Ud6、2U2 sin td(2 /3 s因为：U2220V ,045Ud=1.17U2cos 45=182V,Ud182VIdd18.2A

11、Rd10a =0时的波形。Rd = 10 Q,相电压有效值 U2=220V。求a =45IdT和有效电流It，画出Ud、iT2、UT3的波形。t) 1.17U 2 cos3Id6.1AdTUd、iT2、UT3波形图如下所示:r5.在图题所示电路中，当a =60时，画出下列故障情况下的Ud波形。(1)熔断器仆U熔断。(2) 熔断器2FU熔断。 熔断器2FU、3FU同时熔断。1FJ 1f 21f 22 re1 3FUffcLali Ji尸H 2f 2H f z图题2.41解：这三种情况下的波形图如下所示:1 1険丨兰1勺!上:F 1g /r(b)at:吐丘注Mt片才庁一(C)Id都6.现有单相半波

12、、单相桥式、三相半波三种整流电路带电阻性负载，负载电流是40A，问流过与晶闸管串联的熔断器的平均电流、有效电流各为多大？解：设 0单相桥式：ItIdT =1.57 IdT1Id=20A62.8A2It/! Id28.3A. 2三相半波：IdT =1Id=13.3A3单相半波：ldT=|d=40A当00 时 Ud=1.17U2U2=Ud/1.17(Kf=1.57)o30 时 IT|d 1 (21.17 2323)23.5A9、 三相全控桥式整流电路带大电感负载，Ld=0.2H ,负载电阻 Rd=4 Q,要求Ud从0220V之间变化。试求:(1)不考虑控制角裕量时，整流变压器二次线电压。(u2L=

13、168.2V )(2)计算晶闸管电压、电流值，如电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管型号。(KP50-5)(3) 变压器二次电流有效值12.(44.9V)(4) 计算整流变压器二次侧容量S2。(12.66V)(5) a=0时，电路功率因数cos.(0.956)(6) 当触发脉冲距对应的二次相电压波形原点多少度时,Ud已为零。(120)解：(1)因为Ud=2.34U 2 COS ;不考虑控制角裕量，0时U2 盟 94VU21 J3U2168.2V(2)晶闸管承受最大电压为6U2 230.3V取2倍的裕量，Urm=460.6V1 晶闸管承受的平均电流为IdT=丄Id3又因为I dUd220VRd55A

14、所以 ldT=18.33A，取 2 倍的裕量 ldTmax=36.67(A)选择KP50- 5的晶闸管。(2) a： 0-150血（2十両）S2?t(3) a=0 时:a=150 时：皿=2J近（7zsin d （血）二 丸 兀(4)当 a 120 时:2 or(3+1 +cosa )当 120v aa-12042 L 2sina?f d() +J 0/(73 +2+cosa-cos(a-120)第三章2题：三相半波共阳极接法，B =60时ud和ut3波形6.下表给出了 1200V和不同等级电流容量IGBT管的栅极电阻推荐值。试说明为什么随着电流容量的增大，栅极电阻值相应减小？电流容量/A255075100150200300栅极电阻/Q502515128.253.3答：对一定值的集电极电流，栅极电阻增大栅极电路的时间常数相应增大，关断时栅压下降到关断门限电压的时间变长，于是IGBT的关断损耗增大。因此，随着电流容量的增大,为了减小关断损耗， 栅极电阻值相应减小。 应当注意的是，太小的栅极电阻会使关断过程电 压变化加剧，在损耗允许的情