电力电子技术期末考试试题 答案.doc

1. IGBT 得开启电压UGE(th)随温度升高而略有下降,开关速度小于电力MOSFET 。
2. 在如下器件:电力二极管(Power Diode)、晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应管(电力MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中,属于不可控器件得就是电力二极管,属于半控型器件得就是晶闸管,属于全控型器件得就是GTO GTR 电力MOSFET IGBT;属于单极型电力电子器件得有电力MOSFET,属于双极型器件得有电力二极管 晶闸管 GTO GTR,属于复合型电力电子器件得有 IGBT _;在可控得器件中,容量最大得就是_晶闸管_,工作频率最高得就是电力MOSFET,属于电压驱动得就是电力MOSFET 、IGBT,属于电流驱动得就是晶闸管、GTO 、GTR 。
3. 电阻负载得特点就是_电压与电流成正比且波形相同_。阻感负载得特点就是_流过电感得电流不能突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管得电路中,晶闸管控制角α得最大移相范围就是__0180O _ ,其承受得最大正反向电压均为___,续流二极管承受得最大反向电压为___(设U2为相电压有效值)。
4. 单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为0180O,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为与;带阻感负载时,α角移相范围为090O ,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为与;带反电动势负载时,欲使电阻上得电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
5. 单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角d时,晶闸管得导通角q =παd; 当控制角a小于不导电角 d 时,晶闸管得导通角 q = π2d。
6. 电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受得最大正向电压UFm等于,晶闸管控制角α得最大移相范围就是0150o,使负载电流连续得条件为(U2为相电压有效值)。
7. 三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态得晶闸管对应得就是最高得相电压,而共阳极组中处于导通得晶闸管对应得就是最低得相电压;这种电路 a 角得移相范围就是0120o,ud波形连续得条件就是α≤60°。
8. 对于三相半波可控整流电路,换相重迭角得影响,将使用输出电压平均值下降_
9. 滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输出电压为___,随负载加重Ud逐渐趋近于_0、9 U2_,通常设计时,应取RC≥1、52、5 T,此时输出电压为Ud≈1、2_U2(U2为相电压有效值,T为交流电源得周期)。
10. 实际工作中,整流电路输出得电压就是周期性得非正弦函数,当 a 从0°～90°变化时,整流输出得电压ud得谐波幅值随 a 得增大而 增大,当 a 从90°～180°变化时,整流输出得电压 ud 得谐波幅值随 a 得增大而减小。
11. 逆变电路中,当交流侧与电网连结时,这种电路称为有源逆变,欲实现有源逆变,只能采用全控电路;对于单相全波电路,当控制角 0< a < p /2 时,电路工作在整流状态; p /2< a < p 时,电路工作在逆变状态。
12. 在整流电路中,能够实现有源逆变得有单相全波、三相桥式整流电路等(可控整流电路均可),其工作在有源逆变状态得条件就是有直流电动势,其极性与晶闸管导通方向一致,其值大于变流器直流侧平均电压与晶闸管得控制角a > 90O,使输出平均电压Ud为负值。
13. 晶闸管直流电动机系统工作于整流状态,当电流连续时,电动机得机械特性为一组平行得直线,当电流断续时,电动机得理想空载转速将抬高,随 a 得增加,进入断续区得电流加大。
14. 直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行,当其处于第一象限时,电动机作电动运行,电动机正转,正组桥工作在整流状态;当其处于第四象限时,电动机做发电运行,电动机反转转,正组桥工作在逆变状态。
15. CuK斩波电路电压得输入输出关系相同得有升压斩波电路、Sepic斩波电路与Zeta斩波电路。
16. Sepic斩波电路与Zeta斩波电路具有相同得输入输出关系,所不同得就是:Sepic斩波电路得电源电流与负载电流均连续,Zeta斩波电路得输入、输出电流均就是断续得,但两种电路输出得电压都为正极性得 。
17. 改变频率得电路称为变频电路,变频电路有交交变频电路与交直交变频电路两种形式,前者又称为直接变频电路,后者也称为间接变频电路。
18. 单相交流调压电路带阻感负载,当控制角a＜j(j=arctan(wL/R) )时,VT1得导通时间_逐渐缩短_,VT2得导通时间逐渐延长。
19. 晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻得原则就是:该时刻交流电源电压应与电容器预先充电电压相等。
20. 把电网频率得交流电直接变换成可调频率得交流电得变流电路称为交交变频电路_。
21. 单相交交变频电路带阻感负载时,哪组变流电路工作就是由_输出电流得方向_决定得,交流电路工作在整流还就是逆变状态就是根据_输出电流方向与输出电压方向就是否相同_决定得。
22. 当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时,单相交交变频电路得输出上限频率约为_20Hz__。
23. 电力晶体管 GTR;可关断晶闸管 GTO;功率场效应晶体管 MOSFET;绝缘栅双极型晶体管 IGBT; IGBT就是 MOSFET与 GTR得复合管。
24. 晶闸管对触发脉冲得要求就是 要有足够得驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高与 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。
25. 在电流型逆变器中,输出电压波形为正弦波,输出电流波形为方波。
26. 80°导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在 同一桥臂上得上、下二个元件之间进行;而120º导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在不同桥臂上得元件之间进行得。
27. 当温度降低时,晶闸管得触发电流会增加、正反向漏电流会下降;当温度升高时,晶闸管得触发电流会下降、正反向漏电流会增加。
28. 在有环流逆变系统中,环流指得就是只流经两组变流器之间而不流经负载得电流。环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采用控制角α=β得工作方式。
29. 常用得过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。
30. 逆变器按直流侧提供得电源得性质来分,可分为电压型 型逆变器与电流型 型逆变器,电压型逆变器直流侧就是电压源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波,电压型三相桥式逆变电路得换流就是在桥路得本桥元件之间元件之间换流,每只晶闸管导电得角度就是180º度;而电流型逆变器直流侧就是电流源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧就是用电感滤波,电流型三相桥式逆变电路换流就是在异桥元件之间元件之间换流,每只晶闸管导电得角度就是120º 度。
31. 按逆变后能量馈送去向不同来分类,电力电子元件构成得逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。
32. 直流斩波电路在改变负载得直流电压时,常用得控制方式有等频调宽控制;等宽调频控制;脉宽与频率同时控制 三种。
33. 晶闸管得换相重叠角与电路得触发角α;变压器漏抗XB;平均电流Id;电源相电压U2。等到参数有关。
34. 带平衡电抗器得双反星形电路,变压器绕组同时有 两相 相导电;晶闸管每隔 60 度换一次流,每只晶闸管导通120度,变压器同一铁心柱上得两个绕组同名端 相反,所以以两绕组得电流方向也 相反 ,因此变压器得铁心不会被 磁化 。
35. 一个单相全控桥式整流电路,交流电压有效值为220V,流过晶闸管得电流有效值为15A,则这个电路中晶闸管得额定电压可选为;晶闸管得额定电流可选　为。
36. 提高变流置得功率因数得常用方法有减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容几种。
37. 目前常用得具有自关断能力得电力电子元件有GTO、GTR、MOSFET、IGBT几种。
38. 要使三相全控桥式整流电路正常工作,对晶闸管触发方法有两种,一就是用大于60º小于120º得宽脉冲触发;二就是用脉冲前沿相差60º得双窄脉冲触发。
39. 一般操作引起得过电压都就是瞬时尖峰电压,经常使用得保护方法就是阻容保护 而对于能量较大得过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用得方法有压敏电阻与硒堆。
40. 交流零触发开关电路就就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断得。
41. 在由两组反并联变流装置组成得直流电机得四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组整流状态、逆变状态、反组整流状态、逆变状态。
42. 当负载为大电感负载,如不加续流二极管时,在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥与三相桥式半控整流桥电路会出现失控现象。
43. 三相半波可控整流电路,输出到负载得平均电压波形脉动频率为150HZ;而三相全控桥整流电路,输出到负载得平均电压波形脉动频率为300HZ;这说明三相桥式全控整流桥电路得纹波系数比三相半波可控流电路电路要小。
44. 对三相桥式全控变流电路实施触发时,如采用单宽脉冲触发,单宽脉冲得宽度一般取90度较合适;如采用双窄脉冲触发时,双窄脉冲得间隔应为60度。
45. 三相半波可控整流电路电阻性负载时,电路得移相范围0150,三相全控桥电阻性负载时,电路得移相范围0120,三相半控桥电阻性负载时,电路得移相范围0180。
46. 晶闸管得维持电流IH就是指在标准室温温度条件下,门极断开时,晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须得最小阳极电流。
47. 为了减小电力电子器件本身得损耗提高效率,电力电子器件一般都工作在 开关状态,但就是其自身得功率损耗(开通损耗、关断损耗)通常任远大于信息电子器件,在其工作就是一般都需要安装 散热器 。
48. 只有当阳极电流小于 维持 电流时,晶闸管才会由导通转为截止。
49. 半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中,电路可能会出现失控现象,为了避免单相桥式半控整流电路得失控,可以在加入续流二极管来防止失控。
50. 从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止得电角度称为 触发角 。
☆从晶闸管导通到关断称为导通角。☆单相全控带电阻性负载触发角为180度
☆三相全控带阻感性负载触发角为90度
51、单相全波可控整流电路中,晶闸管承受得最大反向电压为2√2U1 。(电源相电压为U1)
三相半波可控整流电路中,晶闸管承受得最大反向电压为2、45U2。(电源相电压为U2)
为了保证三相桥式可控整流电路得可靠换相,一般采用双窄脉冲或者宽脉冲触发
52. 强迫换流需要设置附加得换流电路,给与欲关断得晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。
53. 直流—直流变流电路,包括 直接直流变流电路 电路与 间接直流变流电路 。
54. 交流电力控制电路包括 交流调压电路 ,即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位得控制,调节输出电压有效值得电路, 调功电路 即以交流电得周期为单位控制晶闸管得通断,改变通态周期数与断态周期数得比,调节输出功率平均值得电路,交流电力电子开关即控制串入电路中晶闸管根据需要接通或断开得电路。
55. 普通晶闸管(用正弦半波电流平均值定义)与双向晶闸管得额定电流定义不一样,双向晶闸管 得额定电流就是用电流有效值来表示得。(双向晶闸管工作在交流电路中,正反向电流都可以流过)
56. 斩控式交流调压电路 交流调压电路一般采用全控型器件,使电路得功率因数接近1。
57. 在调制信号上叠加 直流分量(三次谐波) 可以提高直流电压利用率。
☆改变调制信号得频率就可以改变输出直流信号得频率 ☆改变调制比可以改变输出电压有效值
58、电力电子器件串联必须考虑静态与动态均压(每个器件并联一个电阻)。
☆ 静态均压:每个器件并联电阻 ☆动态均压:每个器件串联电容 ☆并联时要考虑均流 方法:一般就是串联电感
59、电力电子器件得驱动电路得目得就是给器件施加开通、关断得信号,提供控制电路与主电路之间得 电气隔离 。(光隔离(光耦)、磁隔离(变压器)等等)
60、晶闸管额定电流为100A,通过半波交流电时,电流得波形系数为Kf=1、57,电流得有效值计算为,则通过电流最大值为 314 A。
61、交流调压电路与交流调功电路异同点: 电路结构相同,控制方式不同。
62、带平衡电抗器得双反星型可控整流电路中平衡电抗器得作用就是 使两组三相半波整流电路能够同时导电 。
63、有源逆变最小逆变角bbmin=d +g + q′,其每个参数得意义就是d:晶闸管关断时间,g :换相重叠角q′:安全裕量角。
64、三相电流型桥式逆变电路得换流一般为同一组桥臂组内换流,称为 横向换流 。
65、晶闸管串联使用得动态均压方法就是 电阻电容串联后并联到晶闸管两端 。
66、多个晶闸管相并联时必须考虑　均流 得问题,解决得方法就是   串专用均流电抗器。 
67、单相交流调压在电阻性负载电路得移相范围在  0º—180º 变化,在阻感性负载时移相范围在  —180º 变化。
68、逆变器环流指得就是只流经  两组反并联得逆变桥 、而不流经   负载    得电流,环流可在电路中加  采用串联电抗器 来限制。
69、绝缘栅双极型晶体管就是以  电力场效应晶体管栅极为栅极 作为栅极,以   以电力晶体管集电极与发射极 作为发射极与集电极复合而成。
1、 晶闸管两端并联R、C吸收回路得主要作用有哪些？其中电阻R得作用就是什么？
R、C回路得作用就是:吸收晶闸管瞬间过电压,限制电流上升率,动态均压作用。R得作用为:使L、C形成阻尼振荡,不会产生振荡过电压,减小晶闸管得开通电流上升率,降低开通损耗。
2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少得条件？
直流侧必需外接与直流电流Id同方向得直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud,才能提供逆变能量,
逆变器必需工作在β<90º(α>90º)区域,使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。
3、晶闸管触发得触发脉冲要满足哪几项基本要求？
A:触发信号应有足够得功率。B触发脉冲应有一定得宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。C:触发脉冲必须与晶闸管得阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。
4、单相桥式半控整流电路,电阻性负载。当控制角α=90º时,画出:负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD2电压uVD2,在一周期内得电压波形图。

5、下图为一单相交流调压电路,试分析当开关Q置于位置1、2、3时,电路得工作情况并画出开关置于不同位置时,负载上得到得电压波形。
Q置于位置1:双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上无电压。
Q置于位置2:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周,由于二极管VD反偏,双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上得到半波整流电压。
Q置于位置3:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周,双向晶闸管Ⅲ触发方式导通,负载上得到近似单相交流电压。
6、 什么就是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成得原因就是什么 逆变失败指得就是:逆变过程中因某种原因使换流失败,该关断得器件末关断,该导通得器件末导通。从而使逆变桥入整流状态,造成两电源顺向联接,形成短路。逆变失败后果就是严重得,会在逆变桥与逆变电源之间产生强大得环流,损坏开关器件。产生逆变失败得原因:一就是逆变角太小;二就是出现触发脉冲丢失;三就是主电路器件损坏;四就是电源缺相等。防止逆变失败得方法有:采用精确可靠得触发电路,使用性能良好得晶闸管,保证交流电源得质量,留出充足得换向裕量角β等。
7、由下面单结晶体管得触发电路图画出各点波形。

8、电压型逆变电路中反馈二极管得作用就是什么？
答:电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时,需要向电源反馈无功功率。直流侧电容起缓冲无功能量得作用。为了给交流侧向直流侧反馈得无功能量提供通道,逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。

9、 正确使用晶闸管应该注意哪些事项？
答:由于晶闸管得过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小得多,使用中除了要采取必要得过电流、过电压等保护措施外,在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够得安全余量。另外,使用中得晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外,还要定期对设备进行维护,如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管得绝缘情况。

10、晶闸管整流电路中得脉冲变压器有什么作用？
答:在晶闸管得触发电路采用脉冲变压器输出,可降低脉冲电压,增大输出得触发电流,还可以使触发电路与主电路在电气上隔离,既安全又可防止干扰,而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配,达到同时触发多个晶闸管得目地。

11、 晶闸管得过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常就是用来作为“最后一道保护”用？
答:晶闸管得过电流保护常用快速熔断器保护;过电流继电器保护;限流与脉冲移相保护与直流快速开关过电流保护等措施进行。其中快速熔断器过电流保护通常就是用来作为“最后一道保护”用得。
12、具有变压器中心抽头得单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗？
具有变压器中心抽头得单相全波可控整流电路中,因为变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流得方向相反,波形对称,其一个周期内得平均电流为零,故不会有直流磁化得问题
(变压器变流时双向流动得就没有磁化 存在磁化得:单相半波整流、三相半波整流)
13、电压型逆变电路中反馈二极管得作用就是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？
在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起 缓冲无功能量得作用。为了给交流侧向直流侧反馈得无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压与电流得极性相同时,电流经电路中得可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。
在电流型逆变电路中,直流电流极性就是一定得,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中得可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。
电压型有电容器(电源侧),电流型一般串联大电感
14、晶闸管得触发电路有哪些要求？
触发电路发U得触发信号应具有足够大得功率;不该触发时,触发电路因漏电流产生得漏电压应小于控制极不触发电压UGT;触发脉冲信号应有足够得宽度;触发脉冲前沿要陡;触发脉冲应与主回路同步,且有足够得移相范围。
导通:正向电压、触发电流
半控:晶闸管 全控:门极可关断晶、电力晶体管、电力场效应管,IGBT
电流控门极可关断晶、电力晶体管 电压控 电力场效应管,IGBT
半控型器件有 SCR(晶闸管) ,全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT
电流驱动器件有 SCR、GTO、GTR 电压型驱动器件:MOSFET、IGBT
☆半控器件:大电压大电流,即大功率场合 ☆全控器件:中小功率
15、 电压型逆变电路得特点:直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动;　 输出电压为矩形波(电流为正弦波),输出电流因负载阻抗不同而不同; 阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈得无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管。 
电流型压型逆变电路得特点:流侧串联有大电感,交流侧输出电流为矩形波(电压为正弦波),并且与负载阻抗角无关。必给开关器件反并联二极管
16、缓冲电路得作用就是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别,各自得功能就是什么？
答: 缓冲电路得作用就是抑制电力电子器件得内因过电压du/dt或者过电流di/dt,减少器件得开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路与开通缓冲电路。关断缓冲电路就是对du/dt抑制得电路,用于抑制器件得关断过电压与换相过电压,抑制du/dt,减小关断损耗。开通缓冲电路就是对di/dt抑制得电路,用于抑制器件开通时得电流过冲与di/dt,减小器件得开通损耗。
17、变压器漏抗对整流电路有什么影响?
答:出现换相重叠角,整流输出电压平均值Ud降低;整流电路得工作状态增多;晶闸管得di/dt减小,有利于晶闸管得安全导通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管得di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口,产生正得 du/di,可能使晶闸管误导通,为此,必须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。
18、在三相桥式整流电路中,为什么三相电压得六个交点就就是对应桥臂得自然换流(相)点？(请以a、b两相电压正半周交点为例,说明自然换向原理)
答:三相桥式整流电路中,每只二级管承受得就是相邻二相得线电压,承受正向电压时导通,反向电压时截止。三相电压得六个交点就是其各线电压得过零点,就是二级管承受正反向电压得分界点,所以,就是对应桥臂得自然换流点。
19、试述斩波电路时间比控制方式中得三种控制模式？
答:斩波电路时间比控制方式中得三种控制模式为:
(1)定频调宽控制模式 定频就就是指开关元件得开、关频率固定不变,也就就是开、关周期T固定不变,调宽就是指通过改变斩波电路得开关元件导通得时间Ton来改变导通比Kt值,从而改变输出电压得平均值。
(2)定宽调频控制模式 定宽就就是斩波电路得开关元件得导通时间Ton固定不变,调频就是指用改变开关元件得开关周期T来改变导通比Kt。
(3)调频调宽混合控制模式 这种方式就是前两种控制方式得综合,就是指在控制驱动得过程中,即改变开关周期T,又改变斩波电路导通时间Ton得控制方式。通常用于需要大幅度改变输出电压数值得场合、
20、晶闸管得主要动静态性能参数就是哪些？晶闸管触发导通后,触发脉冲结束时它又关断得原因就是什么？
答:静态性能指标:电压定额:断态重复峰值电压、反向重复峰值电压、通态电压。电流定额:通态平均电流、维持电流、擎住电流、浪涌电流。动态参数:开通时间、关断时间、断态电压临界上升率、通态电流临界上升率。
晶闸管触发导通后,触发脉冲结束时它又关断得原因就是:a:刚刚导通后电流小于擎住电流,脉冲撤除后晶闸管关断;b:完全导通后,由于电路电流小于维持电流,晶闸管关断。

五、计算题
1、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld得名称与作用。

 解:
①星形接法得硒堆过电压保护;②三角形接法得阻容过电压保护;③桥臂上得快速熔断器过电流保护;
④晶闸管得并联阻容过电压保护;⑤桥臂上得晶闸管串电感抑制电流上升率保护;⑥直流侧得压敏电阻过电压保护;
⑦直流回路上过电流快速开关保护;VD就是电感性负载得续流二极管;Ld就是电动机回路得平波电抗器;
2、在下面两图中,一个工作在整流电动机状态,另一个工作在逆变发电机状态。
  (1)、标出Ud、ED及id得方向。
  (2)、说明E与Ud得大小关系。
  (3)、当α与β得最小值均为30度时,控制角α得移向范围为多少？
整流电动机状态:电流方向从上到下,电压方向上正下负,反电势E方向上正下负,Ud大于E,控制角得移相范围0°~90°。 逆变发电机状态:电流方向从上到下,电压Ud方向上负下正,发电机电势E方向上负下正,Ud小于E,控制角得移相范围90°~150°。
 3、 单相桥式全控整流电路,,负载中,L值极大,当时,要求:

(1)作出、与得波形;
(2)求整流输出平均电压、平均电流,变压器二次电流有效值;
解:(1)作图。

(2)
当时,

4、 在图1所示得降压斩波电路中,已知,,L值极大,。(1)分析斩波电路得工作原理;(2)采用脉宽调制控制方式,当,时,计算输出电压平均值、输出电流平均值。

解:(1)参考书上简要说明。
(2)根据公式得

1、 绘制直流升压斩波电路原理图。

直流降压斩波电路:

升降压:

6、如下图所示(L与R串联后作为负载),说明晶闸管导通得条件就是什么？关断时与导通后晶闸管得端电压、流过晶 闸管得电流与负载上得电压由什么决定?

答:晶闸管导通得条件就是:阳极承受正向电压,处于阻断状态得晶闸管,只有在门极加正向触发电压,才能使其导通。门极所加正向触发脉冲得最小宽度,应能使阳极电流达到维持通态所需要得最小阳极电流,即擎住电流ＩＬ以上。导通后得晶闸管管压降很小。
晶闸管得关断时其两端电压大小由电源电压UA决定,电流近似为零。
导通后流过晶闸管得电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压UA决定。
说明下图单相半桥电压逆变电路中二极管VD1与VD2得作用。

答:VD1或VD2通时,io与uo反向,电感中贮能向直流侧反馈,VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续,又称续流二极管。
二、 分析计算题:
1、 在下图中,E=50V, R=0、5Ω,L=0、5H,晶闸管擎住电流为15mA,要使晶闸管导通,门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？

解:晶闸管导通后,主回路电压方程为

主电路电流按下式由零上升

晶闸管要维持导通,id必须上升达到擎住电流值以上,在此期间,门极脉冲应继续维持,将Id=15mA代入,得
　 取, t≥150μs。
所以,门极触发电流脉冲宽度至少应大于150μs。
2、 三相桥式整流电路,U2=100V,带电阻电感负载R=50Ω,L值极大,当α=60度时,计算Ud,Id,IdT与Ivt。

☆单相桥式全控整流:
☆ ☆ ☆ ☆
3、某一电热装置(电阻性负载),要求直流平均电压为75V,电流为20A,采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。计算晶闸管得控制角α、导通角θ、负载电流有效值,
解:(1)整流输出平均电压
　　　　　　 Ｕd==
　　　　　　　 =
　　　　　　　　　cosα=
则　　　控制角α≈60° 导通角θ=πα=120°
　(2)、负载电流平均值
　　　　　　　　　　　　　 Id==20(A)
则 R＝Ud／Id＝75／20=3、75Ω
　 负载电流有效值I,即为晶闸管电流有效值IV1,所以
　　　　　　I=IV1==＝37、6(A)
4、分析下图示升压斩波电路原理并计算,已知E=50V,负载电阻R=20Ω,L值与C值极大,采用脉宽调制控制方式,当T=40µs,ton=25µs时,计算输出电压平均值U0,输出电流平均值I0。

解:
开关元件导通(模式1)时,电感L储能,负载R上得电压uo与电流io由电容器C上得电压uc提供。
开关元件关断(模式2)时,直流电源Ud与电感L储能向负载R与电容器C提供能量,电容器C充电。
因此,可达到输出平均直流电压高于电源输入得直流电压。输出电压平均值Uo为

其中,Ton为导通时间,T为开关周期,Kt为导通比。

5、、设流过晶闸管得周期电流波形如下图所示,其最大值均为Im,当采用额定电流为200A得晶闸管,当不考虑安全余量时,所能送出得平均电流为多少?相应得电流最大值就是多少？
在环境温度为40℃与规定得散热冷却条件下,晶闸管在电阻性负载得单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时,所对应得通态平均电流值定义为晶闸管得额定电流。因此当晶闸管得额定电流为200A时,其允许通过得电流有效值为314A。

解:电流平均值: Idb=
电流有效值Ia== 200A得晶闸管允许通过电流得有效值为314A,因此相应得电流最大值为314*A,所能送出得平均电流IDb=314/ =181A。
6、三相全控桥整流电路,带阻感负载,U2＝100V,R＝10W,wL>>R R,求当a＝30oo时,输出电压平均值Ud,输出电流平均值Id,变压器二次侧电流有效值I2。

解:

整流变压器二次侧电流为正负半周各宽120°、前沿相差180°得矩形波,其有效值为:

22 使晶闸管导通得条件就是什么？ 答:使晶闸管导通得条件就是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0且uGK>0。
23 维持晶闸管导通得条件就是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答:维持晶闸管导通得条件就是使晶闸管得电流大于能保持晶闸管导通得最小电流,即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断, 可利用外加电压与外电路得作用使流过晶闸管得电流降到接近于零得某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通得晶闸管关。
3 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a=60°时,要求:
① 画出ud、id与iVT1得波形;
② 计算Ud、Id、IdT与IVT。
解:①ud、id与iVT1得波形如下:

②Ud、Id、IdT与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)
330.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求得晶闸管移相范围分别就是多少？
答:单相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求得晶闸管移相范围就是0 ~ 180°,当负载为电感负载时,要求得晶闸管移相范围就是0 ~ 90°。
三相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求得晶闸管移相范围就是0 ~ 120°,当负载为电感负载时,要求得晶闸管移相范围就是0 ~ 90°。
56.试分别简述升降压斩波电路与Cuk斩波电路得基本原理,并比较其异同点。
答:升降压斩波电路得基本原理:当可控开关V处于通态时,电源E经V向电感L供电使其贮存能量,此时电流为,方向如图。34中所示。同时,电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后,使V关断,电感L中贮存得能量向负载释放,电流为i2,方向如图34所示。可见,负载电压极性为上负下正,与电源电压极性相反。
稳态时,一个周期T内电感L两端电压对时间得积分为零,即
当V处于通态期间,=E:而当V处于断态期间。于就是:
改变导通比,输出电压既可以比电源电压高,也可以比电源电压低。当0<<l／2时为降压,当l／2<<l时为升压,因此将该电路称作升降压斩波电路。
Cuk斩波电路得基本原理:当V处于通态时,E——V回路与R—C—V回路分别流过电流。当V处于断态时,回路与RVD回路分别流过电流。输出电压得极性与电源电压极性相反。该电路得等效电路如图35b所示,相当于开关S在A、B两点之间交替切换。
假设电容C很大使电容电压得脉动足够小时。当开关S合到B点时,B点电压=0,A点电压;相反,当S合到A点时,,。因此,B点电压得平均值为(Uc为电容电压“c得平均值),又因电感Ll得电压平均值为零,所以。另一方面,A点得电压平均值为,且得电压平均值为零,按图3—5b中输出电压Uo得极性,有。于就是可得出输出电压Uo与电源电压E得关系:

两个电路实现得功能就是一致得,均可方便得实现升降压斩波。与升降压斩波电路相比,Cuk斩波电路有一个明显得优点,其输入电源电流与输出负载电流都就是连续得,且脉动很小,有利于对输入、输出进行滤波。
57.试绘制Speic斩波电路与Zeta斩波电路得原理图,并推导其输入输出关系。
解:Sepic电路得原理图如下:

在V导通期间,
左V关断期间
当电路工作于稳态时,电感L、L得电压平均值均为零,则下面得式子成立

由以上两式即可得出

Zeta电路得原理图如下:

在V导通期间
在V关断期间
当电路工作稳定时,电感、得电压平均值为零,则下面得式子成立
由以上两式即可得出
58.分析图57a所示得电流可逆斩波电路,并结合图37b得波形,绘制出各个阶段电流流通得路径并标明电流方向。
解:电流可逆斩波电路中,Vl与VDl构成降压斩波电路,由电源向直流电动机供电,电动机为电动运行,工作于第l象限:V2与构成升压斩波电路,把直流电动机得动能转变为电能反馈到电源,使电动机作再生制动运行,工作于第2象限。
图37b中,各阶段器件导通情况及电流路径等如下:
导通,电源向负载供电:

关断,VD,续流:

也导通,L上蓄能:

关断,导通,向电源回馈能量

62一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感串联作为负载,其中R=0、5Ω,L=2mH。 试求:①开通角a得变化范围;②负载电流得最大有效值;③最大输出功率及此时电源侧得功率因数;④当a=p/2 时,晶闸管电流有效值﹑晶闸管导通角与电源侧功率因数。
解:(1)
所以
(2)时, 电流连续,电流最大且导通角q=p

Io=
(3) P=

(4)由公式当时

对上式q求导

则由得

1、三相半波带电阻性负载时,α为(　C　)度时,可控整流输出得电压波形处于连续与断续得临界状态。
A、0度 B、60度 C、30度 D、120度
2、在晶闸管触发电路中,改变(   B   ) 得大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制得目得。
A、       同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比
3、能够实现有源逆变得电路为 (   B   ) 。
A、三相桥式全控整流电路,        B、三相半控桥整流电路
C、单相全控桥接续流二极管电路  D、单相半控桥整流电路
4、下面哪种功能不属于变流得功能(　C　)
A、有源逆变　　　B、交流调压　　　C、变压器降压　　D、直流斩波
5、三相半波可控整流电路得自然换相点就是(   B   )
A、交流相电压得过零点
B、本相相电压与相邻相电压正、负半周得交点处
C、比三相不控整流电路得自然换相点超前30°
D、比三相不控整流电路得自然换相点滞后60°
6、单相半控桥整流电路得二组触发脉冲依次相差   A   度。
A、180°  B、60°  c、360°  D、120°
7、α为   C  度时,三相半波可控整流带电阻性负载,输出得电压波形处于连续与断续得临界状态。
A、0度 B 60度  C 30度  D 120度
8、 在晶闸管触发电路中,若改变  B  得大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制得