浙大电力电子技术课件10习题课

-电力电子技术-P.41习题3．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如下图所示问：（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？不亮亮不亮-电力电子技术-P.41习题4．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？考虑UGT和IGT随温度变化的情况。-电力电子技术-P.41习题5．型号为KP100-3，维持电流IH＝4mA的晶闸管，使用在下面电路中是否合理？为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量）(c)(a)(b)(a)(b)31000.002245010dHIAmAImAIdIH，无法导通，不合理2d2H22022A/1.579.9A10IIIITMR2202311VUU故不能正常工作(c)Id=150/1=150AIHIT=Id=150A1.57×100=157A故能正常工作-电力电子技术-P.43习题22．什么是IGBT的擎住现象？使用中如何避免？Rbr上产生NPN管导通的正向偏压从而产生擎住现象。2cejduCdt大，此电流可在,cedudt措施：ICICMRG上升，使关断速度下降，减小重加cedudt静态擎住：ICICM动态擎住：关断时产生，J2结反压很快建立，-电力电子技术-P.90习题14（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LC振荡，限制电容放电电流（8）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）-电力电子技术-P.91习题21．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？习题22．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？-电力电子技术-1.220V供电Ud=0.45U2(1+cosα)/2α=121º（38.9º）,θ=180º-α=59º（141.1º）dII)cos1(2)(22sin2=81.4A（51.37A）22sin41)(21222dddRUtdRUI2cos145.0)cos1(2222dddddRURURUIIT(AV)=(1.5～2)I2/1.57=80.35～107.13A（49.1～64.4A）UTm=220=311V（84.84V）UR=(2～3)UTm=622.3～933.4V（169.7～254.6V）222sin41cos2222222IURIIUUIspd=0.3105（0.685）S1=U2I2=220×84.1=18502VA（3082VA）P.142习题4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。-电力电子技术-P.142习题6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。（1）无续流二极管Ud=0.9U2cosα=0.9×220×cos60º=99VId=Ud/Rd=99/4=24.75AId=Ud/Rd=37.125A(2)有续流二极管VUUd5.148260cos12209.02cos19.02180603712.33A2360dTdII180603721.34A2360TdIIdDF2603712.33A2180dII2603721.342180DFdIIA-电力电子技术-IdT=Id/3=18.2/3=6.1AP.142习题15三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。Ud=1.17U2cosα＝1.17×220×cos45º=182VId=Ud/Rd=182/10=18.2AdT18.210.5A33II-电力电子技术-P.142习题16上题如负载两端并接续流二极管，此时直流平均电压Ud及直流平均电流Id多少？晶闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少？并画出输出直流电压ud，晶闸管及续流二极管电流波形。VUUd9.186)]4530cos(1[220675.0)]6cos(1[675.0218.69AdddUIR150150455.45A360360dTddIII15010.1A360TdII3(30)2.34A360dDFdII3(30)6.6A360DFdII-电力电子技术-（2）0515.062)cos(cos2UXIBdcos(60º+μ)=0.5-0.0515μ=63.36º-60º=3.36ºP.143习题19,ddddddUUUUEIR三相桥式全控整流电路对电阻—电感—反电势负载供电。E＝200V，Rd＝1Ω，Ld数值很大，U2＝220V，α＝30°，当(1)LB＝0；（2）LB＝1mH时，分别求Ud、Id和换流重叠角μ。（1）Ud=2.34U2cosα=2.34×220×cos60º=257.5VId=(Ud-E)/Rd=57.5Aμ=0Ud=Ud’-△Ud=257.5-mXBId/2π=257.5-0.3IdUd-E=IdRd得：Id=44.23AUd=244.23V-电力电子技术-P.143习题20三相半波可控整流电路带电阻性负载，a相晶闸管VT1触发脉冲丢失，试画出α＝15°及α＝60°时的直流电压ud波形，并画出α＝60°时b相VT2管两端的电压uT2波形。-电力电子技术-P.143习题26下图两个电路，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。试求:(1)画出Ud，E，id的方向；(2)说明Ｅ与Ud的大小关系；(3)当α与β的最小值均为30°，控制角α的移相范围。ＥUdＥUd控制角α的移相范围：30°～150°-电力电子技术-P.144习题28三相半波逆变电路，U2＝100V，E＝30V，Rd＝1Ω，Ld足够大，保证电流连续。试求α＝90°时Id＝？如若β＝60°时，Id＝？为什么？解：(1)Ud=1.17U2cosα=1.17×100×cos90º=0V30AddEUIR(2)Ud=-1.17U2cosβ=-1.17×100×cos60º=-58.5VEUd故不满足逆变条件Id≈0-电力电子技术-P.172习题6简述Boost-Buck变换电路与Cúk变换电路的异同点。Cùk变换器与Boost-Buck变换器的变换功能相同，有以下差异：1）Cùk变换器输入电源电流和输出负载电流均连续，脉动小，有利于滤波。2）Cùk变换器借助电容传输能量，Boost-Buck变换器借电感传输能量，故Cùk变换器的电容器C1中脉动电流大，要求电容量大。3）Cùk变换器V导通时要流过电感L1和L2的电流，故功率开关的峰值电流大。Boost-Buck变换器Cúk变换器-电力电子技术-P.172习题7直流—直流（DC—DC）变换有哪几种控制方式？它们又是如何具体实现的？调节方式：1.时间比控制：频率控制综合控制2.瞬时值控制脉宽控制-电力电子技术-P.228习题1阐述和区分：1）有源逆变和无源逆变；2）逆变与变频；3）交—直—交变频和交—交变频。有源逆变无源逆变逆变变频交—直—交变频交—交变频-电力电子技术-P.228习题2晶闸管无源逆变器有几种换流方式？负载谐振换流式逆变器和强迫换流式逆变器中的电容器C的作用有何异、同？1.（1）电网换流利用电网电压换流，只适合交——交变频器（2）负载谐振式换流利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载电流超前于电压时间大于tq，即能实现换流，分串，并联。（3）强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流2.电容器的异同点-电力电子技术-P.229习题10PWM调制有哪些方法？它们各自的出发点是什么？（1）采样法采样法自然采样法规则采样法对称规则采样法不对称规则采样法以一个正弦波为基准波(称为调制波)，用一列等幅的三角波(称为载波)与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。（2）指定谐波消去法-电力电子技术-P.229习题12什么是单极性、双极性PWM？什么是同步调制、异步调制、混合同步调制？各有什么优、缺点？同步调制：载波频率随调制波频率成比例变化，在任何输出频率下保持每半周期内的输出脉冲数不变异步调制：在任何时候均保持载波频率不变，此时半周期内的输出脉冲数在不同输出频率下均不同混合同步调制：-电力电子技术-P.257习题1交流调压电路用于变压器类负载时，对触发脉冲有何要求？如果正、负半周波形不对称时会导致什么后果？（1）要求宽脉冲（2）正、负半周波形不对称时会导致出现大电流，损坏变压器类负载-电力电子技术-交—交变频电路输出电压是由多段电源电压片段“拼凑”而成。一个输出周期内拼接的电源电压段数越多，输出电压波形越接近正弦。当输出频率增高时，输出电压一周内所包含的电源电压段数减少，波形将严重偏离正弦，致使输出电力谐波增加，因而限制了最高输出频率。由于每段电源电压的平均持续时间决定于变流电路的脉波数，增加构成交—交变频电路的两组变流器脉波数可改善输出波形，提高输出频率上限。常用6脉波三相桥式变频电路的上限频率不能高于电网频率的1/3～1/2，约20Hz。P.257习题7交—交变频电路最高输出频率与输入频率之间有何约束关系？限制输出频率提高的因素是什么？最高输出频率为输入频率的1/3～1/2