1、-_电力电子技术第五版 机械工业出版社课后习题答案第二章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：u AK0 且 uGK0。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？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。3. 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
2、计算各波形的电流平均值Id1、 Id2、I d3 与电流有效值 I1、I 2、I 3。0 02 22 44 254a) b) c)图 1-430图 1-43 晶闸管导电波形解：a) Id1= = ( ) 0.2717 Im24)(sintdIm2mI1I1= = 0.4767 Im4)si(t4b) Id2 = = ( ) 0.5434 Im 14)(intdIm mI12I2 = = 0.6741I42)(si(tm43c) Id3= = Im120)(tdIm12I3 = = Im20)(1tdIm214. 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、I d2
3、、I d3 各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、I m2、I m3 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a) Im1 329.35， Id1 0.2717 Im1 89.48476.0I b) Im2 232.90, Id2 0.5434 Im2 126.561c) Im3=2 I = 314, Id3= Im3=78.541第 3 章 整流电路3单相桥式全控整流电路，U 2100V，负载中 R2，L 值极大，当 30时，要求：作出 ud、i d、和 i2 的波形；求整流输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次电
4、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。解：u d、i d、和 i2 的波形如下图：3u2O tO tO tudidi2O tIdId输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次电流有效值 I2 分别为Ud0.9 U 2 cos0.9100cos3077.97（V ）IdU d /R77.97/238.99（A）I2I d 38.99（A）晶闸管承受的最大反向电压为：U2100 141.4（V）考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：UN（23）141.4283424（V ）具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：IVTI d 27.57（A ）2晶闸管的额
5、定电流为：IN（1.52）27.571.572635（A）具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。5单相桥式全控整流电路，U 2=100V，负载中 R=2，L 值极大，反电势 E=60V，当 =30时，要求： 作出 ud、i d 和 i2 的波形； 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； 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：u d、i d 和 i2 的波形如下图：4u2O tO tO tudidi2O tIdIdId 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Ud0.9 U 2 cos0.9100cos30 77.97(A)Id
6、 ( UdE )/R(77.97 60)/2 9(A)I2I d 9(A)晶闸管承受的最大反向电压为：U2100 141.4（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVTI d 6.36（A ）故晶闸管的额定电压为：UN(23)141.4283424 （V ）晶闸管的额定电流为：IN(1.52)6.361.5768（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。6. 晶闸管串联的单相半控桥（桥中 VT1、VT 2 为晶闸管） ，电路如图 2-11 所示，U 2=100V，电阻电感负载，R=2，L 值很大，当 =60时求流过器件电流的有效值，并作出 ud、i d、i VT、i D
7、 的波形。解：u d、i d、 iVT、i D 的波形如下图：5u2O tO tO tudidO tO tIdIdIdiVT1iVD2负载电压的平均值为：67.5（V）2)3/cos(19.0)(sin132dUtU负载电流的平均值为：IdU dR67.52233.75（A）流过晶闸管 VT1、VT 2 的电流有效值为：IVT Id19.49（A ）3流过二极管 VD3、 VD4 的电流有效值为：IVD Id27.56（A）211三相半波可控整流电路，U 2=100V，带电阻电感负载，R=5 ，L 值极大，当 =60时，要求： 画出 ud、i d 和 iVT1 的波形； 计算 Ud、I d、I
8、 dT 和 IVT。解：u d、i d 和 iVT1 的波形如下图：6udua ubucidO tO tO tiVT1=30u2 uaubucO tU d、 Id、I dT 和 IVT 分别如下Ud1.17U 2cos1.17100cos6058.5（V）Id UdR58.5511.7（A ）IdVTI d311.733.9（A ）IVTI d 6.755（ A）13三相桥式全控整流电路，U 2=100V，带电阻电感负载，R=5，L 值极大，当 =60时，要求： 画出 ud、i d 和 iVT1 的波形； 计算 Ud、I d、I dT 和 IVT。解：u d、i d 和 iVT1 的波形如下：
9、= 60u2uduabuacubcubaucaucbuabuacua ub ucO tt1O tid tO tOiVT1U d、 Id、I dT 和 IVT 分别如下7Ud2.34U 2cos2.34100cos60117（V）IdU dR117523.4（A）IDVTI d323.437.8（A ）IVTI d 23.4 13.51（A ）14单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L =，E =40V，U 2=100V，L B=0.5mH，当 =60时求Ud、I d 与 的数值，并画出整流电压 ud 的波形。解：考虑 LB 时，有：Ud0.9U 2cosU dU d2X BIdId（U dE
10、）R解方程组得：Ud（ R 0.9U2cos 2X BE）（R 2X B）44.55（V ）U d0.455（V）Id4.55（A）又 U 2cos)(BdI即得出=0.479860换流重叠角 61.33 60=1.33最后，作出整流电压 Ud 的波形如下：O tO tudu215三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R =1，L=，L B=1mH，求当 =30时、E=50V 时Ud、I d、 的值并作出 ud 与 iVT1 和 iVT2 的波形。解：考虑 LB 时，有：8Ud1.17U 2cosU dU d3X BId2Id（U dE）R解方程组得：Ud（ R 1.17U2
11、cos 3X BE）（2R 3X B）94.63（V ）U d6.7（V）Id44.63（A）又 2 U2cos)(BdI6即得出=0.75230换流重叠角 41.28 30=11.28ud、i VT1 和 iVT2 的波形如下：udiVT1 tO tO IduaubuciVT2 tO IdOuaubucu216三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5，L =，U 2=220V，X B=0.3，求 Ud、I d、I VD、I 2 和 的值并作出 ud、i VD 和 i2 的波形。解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路0时的情况。9Ud2.34U 2cosU dU d3X BIdI
12、dU dR解方程组得：Ud2.34U 2cos （13X B/R）486.9（V）Id97.38（A）又 2 U2cos)(BdI6即得出=0.892cs换流重叠角 26.93二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为IVDI d397.38332.46 （A ）I2a Id79.51（A）2ud、i VD1 和 i2a 的波形如下： u2udiVD1 tO tO tOtOua ub uct1uabuacubcubaucaucbuabuac i2a IdId17三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L= ，U 2=220V， =60，当L B=0 和L B=1mH 情况下分别求
13、Ud、I d 的值，后者还应求 并分别作出ud 与 iT 的波形。10解：当 LB0 时：Ud2.34U 2cos2.34220cos60257.4（V ）Id（U dE）R（257.4200） 157.4（A ）当 LB1mH 时Ud2.34U 2cosU dU d3X BIdId（U dE）R解方程组得：Ud（ 2.34U 2R cos3X BE）（R 3X B）244.15（V ）Id44.15（A）U d13.25（V）又 2X BId U2cos)(60.4485)0cos( 63.35603.35ud、I VT1 和 IVT2 的波形如下：u2udiVT1 tO tOtO ua ub ucuabuacubcubaucaucbuabuac IdiVT2 tO Id23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？答：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异同点：
