2009年全国自考模拟、数字及电力电子技术模拟试卷.docVIP

电力电子技术第五版课后习题答案

主编:王兆安、刘进军

第二章电力电子器件

2.使晶闸管导通的条件是什么?

答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲。或:uAK0且uGK0。

3.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。

4.图2-27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

1、I

2、I3。

2π2π

2πππ4

π4

π2

5π

4a

b

c

图1-430

图2-27晶闸管导电波形

解:aId1=

π

21?

π

π

ωω4

(sinttdIm=

π

2mI(

12

2+≈0.2717Im

I1=

?

π

π

ωωπ

4

2

(sin(21tdtIm=

2mIπ

214

3+≈0.4767Im

bId2=

π

1?

π

π

ωω4

(sinttdIm=π

mI(

12

2

+≈0.5434Im

I2=

?

π

π

ωωπ

4

2

(sin(1

tdtIm=

2

2mIπ

214

3+≈0.6741I

m

cId3=

π

21?

2

(π

ωtdIm=41

Im

I3=

?

2

2

(21π

ωπ

tdIm=2

1

Im

5.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

果知

aIm1≈4767.0I≈329.35,Id1≈0.2717Im1≈89.48bIm2≈

6741

.0I

≈232.90,

Id2≈0.5434Im2≈126.56cIm3=2I=314,

Id3=41

Im3=78.5

第三章整流电路

1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0?和60?时的负载电流Id,并画出ud与id波形。

解:α=0?时,在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压u2的负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成立:

tUt

iLωsin2dd2d=

考虑到初始条件:当ωt=0时id=0可解方程得:

cos1(22

dtL

Uiωω-=

?

-=

π

ωωωπ

20

2

d

(dcos1(221ttL

UI

=

L

Uω2

2=2

ud与id的波形如下图:

当α=60°时,在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能,电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放,因此在u2一个周期中60?~300?期

间以下微分方程成立:

tUt

iLωsin2dd2d=

考虑初始条件:当ωt=60?时id=0可解方程得:

cos2

1

(22dtLUiωω-=

其平均值为

(dcos21(2213

53

2dttLUIωωωπ

π

π

-=

?=L

Uω222

=11.25(A此时ud与id的波形如下图:

2.图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为222U;②当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问

题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为222U。

②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时,对于电阻负载:(0~α期间无晶闸管导通,输出电压为0;(α~π期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中VT1、VT4导通,输出电压