电力电子技术题库课后习题参考答案模块16全 北邮.docx

《电力电子技术题库课后习题参考答案模块16全 北邮.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子技术题库课后习题参考答案模块16全 北邮.docx（50页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、模块一基于晶闸管的调光灯电路的制作与调试例11名词解释：控制角（移相角），导通角，移相，移相范围。控制角：也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。导通角0：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角的大小。移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。例1一2填空题（1）电力电子器件一般都工作在开关状态，导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定。（2）电力电子器件由通态转为断态（关断过程）的转换过程中产生的损耗，称为关断损耗。（3）晶闸管承受反向

2、电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管均不导通.例1-3晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由什么决定？晶闸管的关断条件是什么？如何实现？晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少？解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极一阴极间电压或增大主电路中的电阻。晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压决定。例1-3调试图14所示品闸管电路，在断开负载Rd测量输出电压Ud是否可调时

3、，发现电压表读数不正常，接上Rd后一切正常，请分析为什么？图1-4例1-2图解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸管阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管无法导通，电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正常导通，电压表的读数才能正确显示。例1-5画出图1一49所示电路电阻Rd上的电压波形。图1-5习题1-3图例1-6说明晶闸管型号KP1OO-8E代表的意义。解：KP1OO-8E表示额定电流IOOA、额定电压8级（800V通态平均电压组别E（0.7VUTWO.8）普通晶闸管。例1-7晶闸管的

4、额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？解：由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能，所以晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。所谓通态平均电流是指在环境温度为40和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时,所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。例1-8型号为KP1OO-3、维持电流Ih=3ibA的晶闸管，使用在图16所示的三个电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？图1一6例1-6图解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。本题给定晶

5、闸管的维持电流1H=3mA,那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶闸管即使被触发导通，阳极电流为IoOV/50KQ=3mA,远小于擎住电流，晶闸管不可能导通，故不合理。(b)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流IOoA。图中数据表明，晶闸管可能承受的最大电压为3UV,大于管子的额定电压，故不合理。(c)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A,小于晶闸管的额定电流有效值1.57X100=157A,晶闸管可能承受的最大电压150V,小于晶闸管的额定电压300V,在不

6、考虑电压、电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。例1-9某晶闸管元件测得UDRM=840V,URRM=980V,试确定此晶闸管的额定电压是多少？解：根据将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，将两者较小的840V按教材表1-2取整得800V,该晶闸管的额定电压为8级(800V)o例1-10有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？解：晶闸管的阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲时，晶闸管被触发导通。此后阳极电流逐渐上升到擎住电流后，去掉触发脉冲，则管子继续导通，知道电流升到负载电流后，进入正常工作状态。如果阳极电流还没有升到擎住电流值就去掉门极脉冲，则晶闸

7、管就不能继续导通而关断。例1-11某电阻性负载要求024V直流电压，最大负载电流Zd=30A,如用220V交流直接供电与用变压器降压到60V供电，都采用单相半波整流电路，是否都能满足要求？试比较两种供电方案所选晶闸管的导通角、额定电压、额定电流值以及电源和变压器二次侧的功率因数和对电源的容量的要求有何不同、两种方案哪种更合理(考虑2倍裕量)？解：(1)采用220V电源直接供电，当=0时UdO=O455=99V采用整流变压器降至60V供电，当=o时Udo=O45S=27V所以只要适当调节角，上述两种方案均满足输出024V直流电压的要求。14-CCqCt(2)采用220V电源直流供电，因为Ud=O

8、.45。2笠，其中在输出最大时，U2=220V,Ud=24V,则计算得。-121,Q=180o-121=59晶闸管承受的最大电压为UTM=QS=311V考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2UTM=622V流过晶闸管的电流有效值是=七巴二三+当也，其中，aRdV24Rd=-=-=0.8Id30则=84A/Q47考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为GW）=，一=竺=1074因此，所选晶闸管的额定电压要大于622V,额定电流要大于I07A。电源提供的有功功率P=I2Rd=84?X0.8=5644.8%电源的视在功率S=U2I2=C=22084=18.48W电源侧功率因数1+cosa2CoS(P=0.

9、305(3)采用整流变压器降至60V供电，S=60V,Ud=24V,由Ud=O45U2计算得a-39，=180o-39o=141o晶闸管承受的最大电压为Utm=叵=84.9V考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2Sm=169.8V流过晶闸管的电流有效值是It=七J工二区+2必51.4JRdV24考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为7（.）IT15751.4x21.5765.54因此，所选晶闸管的额定电压要大于169.8V,额定电流要大于65.5A。电源提供的有功功率P=I2Rd=51.420.8=2113.6电源的视在功率5=U2I2=U=60X51.4=3.08W电源侧功率因数Pcos=0.6

10、85通过以上计算可以看出，增加了变压器后，使整流电路的控制角减小，所选晶闸管的额定电压、额定电流都减小，而且对电源容量的要求减小，功率因数提高。所以，采用整流变压器降压的方案更合理。例112图17是中小型发电机采用的单相半波晶闸管自激励磁电路，1为励磁电感，发电机满载时相电压为220V,要求励磁电压为40V,励磁绕组内阻为2。，电感为0.IH,试求：1）满足励磁要求时，晶闸管的导通角及流过晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。2）晶闸管与续流二极管可能承受的电压各使多少？3）选择晶闸管与续流二极管的型号。4）如电路原先运行正常，突然发现电机电压很低，经检查，晶闸管触发电路以及熔断器均正常，试

11、问是何原因？解：1）先求控制角。Ud=0.452SSa得=101则=180o-101o=79od=180o+101o=281o由于Zd=2J1d=2X3.14X50X0.1=31.4Q,所以为大电感负载，各电量分别计算如下”=竺Rd2=20AId=15.6%_180。+。7360。3602)UTM=22=31irUDM=2(2=31IP3)选择晶闸管和续流二极管得型号UTn=(23)。加=(23)X31卜=622933PJQ4av)=(1.5-2)高=(1.52)A=9124取UTn=700V,(AV)=0A;选择晶闸管型号为KP1O-7。UDn=Q3)Udm=(23)31/=622933/D

12、fAV)=(1.52)-=(1.52)-/4=16.822AD(AV),1.571.57取UDn=700V,1d(av)=20A;选择晶闸管型号为ZP20-7。4)是续流二极管开路造成的。因为发电机励磁线圈为大电感负载，所以输出电压Ud始终为零或电压很低。例1-13单相半波整流电路，如门极不加触发脉冲；晶闸管内部短路；晶闸管内部断开，试分析上述3种情况下晶闸管两端电压和负载两端电压波形。解：(1)晶闸管门极不加触发脉冲，即晶闸管呈阻断状态，可视作开路，所以输出电压和晶闸管两端电压波形如图1一7(a)所示。(2)晶闸管内部短路，显然晶闸管两端电压为零，此时输出电压和晶闸管两端电压波形如图17(b

13、)所示。(3)晶闸管内部开路，输出电压和晶闸管两端电压波形如图17(c)所示。图1一7例1-11波形图例1一14单结晶体管触发电路中，削波稳压管两端并接移只大电容，可控整流电路能工作吗？为什么？解：不能工作。因为单结晶体管触发电路得同步使靠稳压管两端得梯形波电压过零实现得，使电容充电得开始时刻与主电路-一对应。如果接上滤波电容，电路就没有过零点，因此电路不能正常工作。例1一15单结晶体管张驰振荡电路是根据单结晶体管的什么特性组成工作的？振荡频率的高低与什么因素有关？解：单结晶体管张驰振荡电路是根据单结晶体管的负阻特性组成工作的。f=-5根据振荡电路的频率,TD厂1可以看出，频率与充电电阻凡和电

14、容容量。有关。例116用分压比为0.6的单结晶体管组成振荡电路，若Ug=20V,则峰点电压U尸为多少？如果管子的b1脚虚焊，电容两端的电压为多少？如果是b2脚虚焊（b1脚正常），电容两端电压又为多少？解：峰点电压Up=nUbb+0.7=12.7V如果管子的b1脚虚焊，电容两端的电压为20V如果是b2脚虚焊（b1脚正常），电容两端电压0.7V五、自我检测题1 .填空题1）晶闸管对触发脉冲的要求是、和2）单结晶体管产生的触发脉冲是脉冲;主要用于驱动功率的晶闸管;3）普通晶闸管的图形符号是,三个电极分别是,和4）晶闸管的导通条件是;关断条件是.O5）从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度

15、称为角，用表示。6）型号为KP1OO-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流为安。7）给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上电压，并形成足够的电流，晶闸管才能导通。8）由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于倍I（AV）,如果IAV）=100安培，则它允许的有效电流为安培。通常在选择晶闸管时还要留出一倍的裕量。9）晶闸管的维持电流IH是指在温度条件下，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的最小电流。2 .判断题1）给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（）2）普通晶闸管额定电流的定义,与其他电气元件一样,是用有效值来定义的。（）3）用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与晶闸管主电路实现同步。（）4）在单相半波整流电路中，晶