电力电子技术复习

电力电子技术复习

第2章 电力电子器件

1、 各种电力电子器件的名称和英文符号；

答：绝缘栅双极晶体管（IGBT），电力场效应管（电力MOSFET），电力晶体管（GTR或BJT，电力电子技术范围内，两名称等效），晶闸管（又称“可控硅整流器”，SCR），门极可关断晶闸管（GTO）

2、 理想电力电子器件的特点

答：导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定；阻断时（断态）阻抗很大，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定。

3、 各种器件导通关断的条件是什么

答：晶闸管承受正向电压，仅在门极有触发电流的情况下导通，如果门极电流为零，且阳极电流降至接近于零的维持电流IH以下时阻断；

电力MOSFET和IGBT：通断由栅极和发射极间的电压uGE决定，当uGE为正且大于开启电压UGE(th)时导通，uGE<0时关断。

4、 额定电流的理解，参考习题4、5两题

答：晶闸管的额定电流是所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值（通态平均电流IT(AV)）；

GTO的额定电流为最大可关断阳极电流IATO。

4. 图1-43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I

、I、I与电流有效值I、I、I。

a)

b)

c)

解：a)

图1-43图1-43 晶闸管导电波形 Im1 2

1) 0.2717 Im Id1==(Isin td( t) m

2 42 2

I1=

b) Id2 =

12

4

4

(Imsin t)2d( t)=

Im231 0.4767 Im 42

1

1

Imsin td( t)= 4

Im

(

2

1) 0.5434 Im 22Im2

I2 =

c)

(Imsin t)2d( t)=

31 0.6741Im 42

1Id3=

2

20

Imd( t)=

2

1Im 41Im 2

I3 =

12

20

Imd( t)=

5. 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Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?

解：额定电流I T(AV) =100A的晶闸管，允许的电流有效值I =157A，由上题计算结果知

I

a) Im1 329.35A， Id1 0.2717Im1 89.48A

0.4767I

b) Im2 232.90A, Id2 0.5434 Im2 126.56A

0.6741

1

c) Im3=2I = 314A, Id3=Im3=78.5A

4

第3章 整流电路

1 2、不同负载下 角移相范围；

如图所示

3、各种整流电路中管子承受的最大正反向电压大小的确定 4、单相桥式半控整流电路的失控现象

答：当ɑ突然增大至180°或触发脉冲丢失时，会产生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成正弦半波，相当于半波不可控整流电路，需加一续流二极管防止失控。

5、变压器漏感对整流电路的影响，两个公式（表3-2最右边一列2个）要记得。 见例题

6、电容不可控整流电路的结论要记得Ud 1.2U2

7、无功功率对电网的不利影响有哪些？提高变流器功率因素的方法有：减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、 设置补偿电容等。

答：导致设备容量增加；设备和线路损耗增加；线路压降增大、电压剧烈波动等 8、有源逆变工作状态的条件，最小逆变角 的定义与范围。逆变电路主要分为有源逆变和无源逆变，无源逆变电路在第四章分析。

答：1）要有直流电动势，极性和晶闸管导通方向一致，并大于变流器直流侧的平均电压； 2）要求晶闸管的控制角大于ɑ>90°,使Ud为负值。

习题：5、13、15、18、19、27

5．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当

ɑ=30 时，要求：

① 作出ud、id和i2的波形；

② 求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2； ③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：①ud、id和i2的波形如下图：

②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为

Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A) Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)

I2＝Id ＝9(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2＝1002＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为：

IVT＝Id ∕2＝6.36（A）

故晶闸管的额定电压为：

UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）

晶闸管的额定电流为：

IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）

晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

13．三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当ɑ=60 时，要求：

① 画出ud、id和iVT1的波形；

②计算Ud、Id、IdT和IVT。

解：①ud、id和iVT1的波形如下：

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud＝2.34U2cosɑ＝2.34×100×cos60°＝117（V）

Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A） IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A） IVT＝Id∕3＝23.4∕＝13.51（A）

i

15．三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，LB=1mH，求当ɑ=30 时、E=50V时Ud、Id、 的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。

解：考虑LB时，有：

Ud＝1.17U2cosα－ΔUd

ΔUd＝3XBId∕2π Id＝（Ud－E）∕R

解方程组得：

Ud＝（πR 1.17U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB） …… 此处隐藏：5405字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……