1-3章习题答案要点

1、8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电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

2、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8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的

3、电理，为什么？（暂不考虑电压电流裕量）8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电图题1.88.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电裕量达5倍，太大了。1 5V答:（a）因为Ia0.03m吐Ih，所以不合理。50KU22A,KP100的电流额定值为100A,= 150A，大于额定值，所以不合理。8.图题中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电流平均值

4、电流有效值和波形系数。rrrcn伽0訂ji2k如/f/Cir/3it 4n/32kI7n/3m 0F,x/3n2x 7tt/3tut1V耳2耳5nZ22tt 加-I图题1-29解：图（a）：1It(av)=I m Sin td(，t) =ji2二 0LmnIt =1 二2Im0药(ImSing2d®t) = Kf=It =1.57IT(AV)图(b):1兀2It(av)= I m si ntd('t)= ImJl 0J!1 _ |IT彳昭仏前吋如厂揃Kf=1.11IT(AV)图(c):It(av)= - - I msin td( t)= IIT=jgImSin 叫2d)=Im

5、卜眷 263ImKf=1.26IT(AV)图(d):. 1IT(AV)=严3匸Im SI n td( t)= I34:It=、2】：(ImSin t)2d( t)= IKf=1=1.78IT(AV)图(e):It(AV)=，04ImdC't) =Im82 二Im2,2图(f):31IT(AV)=0 I md ( t)=2兀04It2： 0 Im d( t)= 2Kf= =2IT(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电流分别是多解:(a)图波形系数为1.57,则有:1.57 IT(AV) =1.57 100A ,It(av) = 100 A(b)图波形

6、系数为1.11,则有:1.11 It(av) =1.57 100A ,It(av)=141.4A(c)图波形系数为1.26,则有:1.26 IT(AV) =1.57 100A ,It(av)=124.6A(d)图波形系数为1.78,则有:1.78 IT(AV)=1.57 100A ,It(av)=88.2A(e)图波形系数为2.83,则有:2.83 IT(AV) =1.57 100A,It(av)=55.5A(f)图波形系数为2，则有:2 It (av) =1.57 100A ,It(av)=78.5A13 某电阻性负载要求 024V直流电压，最大负载电流ld=30A，如采用由220V交流直接

7、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：= 311/Udo=0.45U 2=0.45220 =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：1 +cosaUd =0.45U2 -2Ud=24V 时:：1 2 1 v -180 -121 丨59T22sin t d t : 84AT(AV)24

8、30=0.8' 1841.571.5754A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2 2p = I2 R =842 0.8 = 5644.8W电源提供视在功率S =U2I2 =84220=18.58kVA电源侧功率因数pPF0.305S(2)采用变压器降压到60V供电：= 0.45U2Ud=24V 时:39 , J -180 -39 =141UT 二、2U2 = 84.4V丄 /2Usincot2dot 肚 51.38A'Is RIT(AV)It1.5751.381.57:32.7A取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为1

9、68.8V和65.4A。变压器二次侧有功功率P =I22R=51.382 0.8-2112W变压器二次侧视在功率S=U2l2 =60 51.38 = 3.08kVA电源侧功率因数PPF0.68S14 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；(2) 连接负载的导线截面积(导线允许电流密度j=6A/mm2);(3) 负载电阻上消耗的最大功率。U d 600, U d 600解：(1)单相半波=0 时,U2 d1333V , Id d12A0.450.45R 50晶闸管的最大电流有效值lT =1.57

10、1 d = 18.8A晶闸管额定电流为It(av) 匚=12(A)1.57晶闸管承受最大电压为U RM 八2U 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30A。所选导线截面积为S _丨j =1886 = 3.13mm2负载电阻上最大功率PR = lT2R =17.7kW(2)单相全波二-0 时,U2 =匕 600 = 667V ,IUa =-60 -12A0.90.9R,50晶闸管的额定电流为lT(AV)二It =6(A)IT=一 1.57<2晶闸管承受最大电压为U RM _ 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400

11、0V和20A。所选导线截面积为S _ 1 j =13,36 2.22mm2负载电阻上最大功率PR = 12 R二8.9kW15、稿16、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°寸，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 a =0时的波形。3、三相半波相控

12、整流电路带大电感负载，Rd=10 Q,相电压有效值 U2=220V。求a =45 °时负载直流电压 Ud、流过晶闸管的平均电流IdT和有效电流It，画出Ud、iT2、听3的波形。解:1 浮七厂Ud62U2sin td（，t） =1.17U2 cos-2兀/3因为：U2 =220V，: =45°Ud=1.17U2 COS45 =182VUd 182V ld 二 d18.2ARd10' 1J5(1)?ruoII f2f HItA11Id2L|d =3'd =6.1A2兀 3Ud、iT2、Ut3波形图如下所示:u,匕!L> L?.iXn n n n d n

13、仃=丄人=10.5A3图题2.41解：这三种情况下的波形图如下所示:熔断器1FU熔断。熔断器2FU熔断。熔断器2FU、3FU同时熔断。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。杀7宀卑 F年：I*："； I 1 /、叫O(b)Vi(c)id都6.现有单相半波、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单相半波：ldT = ld=40AIt =1.57 IdT =62.8A(Kf=1.57)1单相桥式：ldT= Id=20A2lT =、1 I d 二 28.3AT 2 d1三相

14、半波：ldT= Id=13.3A3当：-00时 Ud=1.17U 2U2=Ud/1.17丄丄(空出“23.5A2322 :一 1.17 2二(39、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=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)Ud已为零。(120)(6

15、) 当触发脉冲距对应的二次相电压波形原点多少度时,解：(1)因为Ud=2.34U 2 COS；不考虑控制角裕量，=0时U 2 W 94V2.34U21 = 3U2 =168.2V(2)晶闸管承受最大电压为.6U 2 = 230.3V取2倍的裕量,URM =460.6V1晶闸管承受的平均电流为心=丄Id3又因为ldUd220VRd= 55A所以 IdT=18.33A，取 2 倍的裕量 ldTmax=36.67(A)选择KP50- 5的晶闸管。8.(1)a=0 时；a=30 时_ 4 （2 必）6W2次（2） a： 0-1502Udmax=j 72 U2sintt>zd（uZ）(3) a=0

16、 时：a=150 时：Udmin眨6血认d仙)=豎乞（4）当 a< 120 时:当 120v a< 150 时:XX5"672 Uzsinsi d (皿)+ a/r a-1200 U2sins£cl(3r)+ 72 l>2sina>Zd()°z(73 +2+cosa cos(a120 °)X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