电力电子课后习题作业讲解

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1、第二章电力电子器件4.图1-1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Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。图1-1晶闸管导电波形解：a)Id1==()0.2717ImI1==0.4767Imb)Id2==()0.5434ImI2==0.6741Ic)Id3==ImI3==Im5.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IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上题计算结

2、果知a)Im1329.35A，Id10.2717Im189.48Ab)Im2232.90A,Id20.5434Im2126.56Ac)Im3=2I=314A,Id3=Im3=78.5A6.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益和，由普通晶闸管的分析可得，+=1是器件临界导通的条件。+＞1，两个等效晶体管过饱和而导通；+＜1，不能维持饱和导通而关断。GTO之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO与普通晶闸管在设计和

3、工艺方面有以下几点不同：1)GTO在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时的+更接近于1，普通晶闸管+1.15，而GTO10则为+1.05，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。第三章整流电路5．单相桥式全控整流电路，U2=200V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=100V，当a=45°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

4、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＝0.9U2cosα＝0.9×200×cos45°＝127.28(A)Id＝(Ud－E)/R＝(127.28－100)/2＝13.64(A)I2＝Id＝13.64(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：U2＝200＝282.8（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕＝9.64（A）故晶闸管的额定电压为：UN＝(2~3)×282.8＝565.6~848.4（V）晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5~2)

5、×9.64∕1.57＝9.21~12.28（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。1011．三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当a=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的波形如下图：②Ud、Id、IdT和IVT分别如下Ud＝1.17U2cosa＝1.17×100×cos60°＝58.5（V）Id＝Ud∕R＝58.5∕5＝11.7（A）IdVT＝Id∕3＝11.7∕3＝3.9（A）IVT＝Id∕＝6.755（A）13．三相桥式全控整流电路，U

6、2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当a=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：10②Ud、Id、IdT和IVT分别如下Ud＝2.34U2cosa＝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∕＝23.4∕＝13.51（A）14．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当a=60°时求Ud、Id与g的数值，并画出整流电压ud的波

7、形。解：考虑LB时，有：Ud＝0.9U2cosα－ΔUdΔUd＝2XBId∕πId＝（Ud－E）∕R解方程组得：Ud＝（πR0.9U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝44.55（V）ΔUd＝0.455（V）Id＝4.55（A）又∵－＝∕U2即得出=0.4798换流重叠角g＝61.33°-60°=1.33°最后，作出整流电压Ud的波形如下：17．三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，a=60°，当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应