电力电子技术作业1.doc

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1、浙江大学远程教育学院《电力电子技术》课程作业姓名：林岩学号：714066202014年级：14秋学习中心：宁波电大—————————————————————————————第1章1．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示图1-37问：（1）开关S闭合前灯泡亮不亮？（2）开关S闭合后灯泡亮不亮？（3）开关S闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。2．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？答：晶闸管的门极

2、参数IGT、UGT受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两者会升高，故会引起题中所述现象。3．型号为KP100-3，维持电流IH＝4mA的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理？为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量）(a)(b)(c)图1-38习题5图.答：（1）故不能维持导通（2）而即晶闸管的最大反向电压超过了其额定电压，故不能正常工作（3）Id=160/1=160A>IHIT=Id=160A＞1.57×100=157A故不能正常工作4．什么是IGBT的擎住现象？使用中如何避免？答：IGBT由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是d

3、uce/dt过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使IGBT的漏极电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻RG的数值，减小关断时的duce/dt，以避免出现擎住现象。第2章1．出图2-57中①～⑨各保护元件及VDF、Ｌd的名称及作用。（LJ为过流继电器）图2-57三相桥式整流电路的保护答：（1）交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt（2）压敏电阻过压保护（3）交流侧阻容保护过压保护（4）桥臂电感限du/dt(由元件换流引起）、di/dt（5）快熔过流保护（6）过压保护电容限制关断过电压对元件的损害（7）抑振电阻防止L、C振荡，限制电容放电电流（8）

4、直流侧压敏电阻直流侧过压保护（9）过流继电器过流时，继电器开路，保护主电路（10）VDF续流二极管为负载电路提供通路，过压保护（11）Ld平波电抗器防止直流电流波动（断流）2．GTR、IGBT等过流保护中，为何要采用检测集射极电压作为保护基准？答：1.如以测量集电极电流Ic为过流保护原则，当Icg测量误差为，则保护电路将在集电极电流为Icg+时才动作，但此时工作点已经移至线性放大区，到元件关断时已出现高损耗，导致GTR损坏。2.如以测量集射极电压Uce作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下，GTR工作点移动较小，元件关断时功耗只略有增加，可保证器件安全。3.设基极电流Ib减

5、小，当采用电流Ic测量的保护方式时，GTR关断时工作点已经进入线性放大区；当采用电压Uce测量保护时，GTR关断时工作点仍在饱和区，确保器件安全。3．GTR、P-MOSFET、IGBT吸收电路的基本结构如何？其减少被保护器件开关损耗的机理如何？答：缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。下图为电路的基本结构。关断过程：Cs与GTR集射极并联，利用Cs两端电压不同突变的原理延缓关断时集射极间电压Uce上升的速度，使Uce达最大值之前集电极电流Ic已变小，从而使关断过程瞬时功耗变小。R是限制GTR导通时电容的放电电流。开通过程：Ls与GTR串联，延缓了集电极电流的增长速度，且当电流

6、急剧增大时会在其上产生较大压降，使得集射极电压在导通时迅速下降。这样电压、电流出现最大值的时间错开，关断时功耗明显减小。第3章1、某电阻负载要求（0～24）V直流电压，最大负载电流Id＝30A，采用单相半波可控整流电路。如交流采用220V直接供电与用变压器降至60V供电是否都满足要求？试比较两种方案的晶闸管导通角、额定电压、额定电流、整流电路功率因数以及对电源要求的容量。答：(1)220V供电（2）60V供电2、单相桥式可控整流电路，带电阻—大电感负载，Rd＝4Ω，变压器次级电压有效值U2＝220V。试计算当控制角α＝60°时，直流电压、电流平均值。如果负载两端并接一续流二极

7、管，其直流电压、电流平均值又是多少？并求此时流过晶闸管和续流二极管的电流平均值、有效值，画出两种情况下的输出电压、电流波形。答：（1）无续流二极管Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos60º=99VId=Ud/Rd=99/4=24.75A(2)有续流二极管Id=Ud/Rd=37.125A3、三相半波可控整流电路，大电感负载，U2＝220V，Rd＝10Ω，求α＝45°时直流平均电压Ud，晶闸管电流平均值及有效值，并画出输出直流电压ud及晶闸管电流iT波形。答：Ud=1.17U2cosα＝1.17