《電力電子技術(shù)(第二版)》課后習(xí)題集與解答

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1、《電力電子技術(shù)》習(xí)題及解答第1章思考題與習(xí)題1.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么?導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么決定?答：晶閘管的導(dǎo)通條件是：晶閘管陽(yáng)極和陽(yáng)極間施加正向電壓，并在門極和陽(yáng)極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由負(fù)載阻抗決定，負(fù)載上電壓由輸入陽(yáng)極電壓UA決定。1.2晶閘管的關(guān)斷條件是什么?　如何實(shí)現(xiàn)?　晶閘管處于阻斷狀態(tài)時(shí)其兩端的電壓大小由什么決定?答：晶閘管的關(guān)斷條件是：要使晶閘管由正向?qū)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用陽(yáng)極電壓反向使陽(yáng)極電流IA減小，IA下降到維持電流IH以下時(shí)，晶閘管內(nèi)部建立的正反饋無(wú)法進(jìn)行。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)晶閘管

2、的關(guān)斷，其兩端電壓大小由電源電壓UA決定。1.3溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流、正反向漏電流、維持電流以及正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓如何變化？答：溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流隨溫度升高而減小，正反向漏電流隨溫度升高而增大，維持電流IH會(huì)減小，正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓隨溫度升高而減小。1.4晶閘管的非正常導(dǎo)通方式有哪幾種？答：非正常導(dǎo)通方式有：(1)Ig=0，陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值；(1)陽(yáng)極電壓上升率du/dt過(guò)高；(3)結(jié)溫過(guò)高。1.5請(qǐng)簡(jiǎn)述晶閘管的關(guān)斷時(shí)間定義。答：晶閘管從正向陽(yáng)極電流下降為零到它恢復(fù)正向阻斷能力所需的這段時(shí)間稱為關(guān)斷時(shí)間。即。1.6試說(shuō)明

3、晶閘管有哪些派生器件？答：快速晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管等。1.7請(qǐng)簡(jiǎn)述光控晶閘管的有關(guān)特征。答：光控晶閘管是在普通晶閘管的門極區(qū)集成了一個(gè)光電二極管，在光的照射下，光電二極管電流增加，此電流便可作為門極電觸發(fā)電流使晶閘管開通。主要用于高壓大功率場(chǎng)合。1.8型號(hào)為KP100-3，維持電流IH=4mA的晶閘管，使用在圖題1.8所示電路中是否合理，為什么?(暫不考慮電壓電流裕量)圖題1.8答：（a）因?yàn)?，所以不合理?b)因?yàn)?KP100的電流額定值為100Ａ，裕量達(dá)５倍，太大了。（c）因?yàn)?，大于額定值，所以不合理。1.9圖題1.9中實(shí)線部分表示流過(guò)晶

4、閘管的電流波形，其最大值均為Im，試計(jì)算各圖的電流平均值．電流有效值和波形系數(shù)。解：圖(a)：IT(AV)==IT==Kf==1.57圖題1．9圖(b)：IT(AV)==ImIT==Kf==1.11圖(c)：IT(AV)==ImIT==ImKf==1.26圖(d)：IT(AV)==ImIT==ImKf==1.78圖(e)：IT(AV)==IT==Kf==2.83圖(f)：IT(AV)==IT==Kf==21.10上題中，如不考慮安全裕量，問(wèn)額定電流100A的晶閘管允許流過(guò)的平均電流分別是多少?解：(a)圖波形系數(shù)為1.57，則有：1.57=1.57100A,IT(

5、AV)=100A(b)圖波形系數(shù)為1.11，則有：1.11=1.57100A,IT(AV)=141.4A(c)圖波形系數(shù)為1.26，則有：1.26=1.57100A,IT(AV)=124.6A(d)圖波形系數(shù)為1.78，則有：1.78=1.57100A,IT(AV)=88.2A(e)圖波形系數(shù)為2.83，則有：2.83=1.57100A,IT(AV)=55.5A(f)圖波形系數(shù)為2，則有：2=1.57100A,IT(AV)=78.5A1.11某晶閘管型號(hào)規(guī)格為KP200-8D，試問(wèn)型號(hào)規(guī)格代表什么意義?解：KP代表普通型晶閘管，200代表其晶閘管的額定電流為200

6、A，8代表晶閘管的正反向峰值電壓為800V，D代表通態(tài)平均壓降為。1.12如圖題1.12所示，試畫出負(fù)載Rd上的電壓波形(不考慮管子的導(dǎo)通壓降)。圖題1.12解：其波形如下圖所示：1.13在圖題1.13中，若要使用單次脈沖觸發(fā)晶閘管T導(dǎo)通，門極觸發(fā)信號(hào)（觸發(fā)電壓為脈沖）的寬度最小應(yīng)為多少微秒（設(shè)晶閘管的擎住電流IL=15mA）？圖題1.13解：由題意可得晶閘管導(dǎo)通時(shí)的回路方程：可解得，==1要維維持持晶閘管導(dǎo)通，必須在擎住電流IL以上，即，所以脈沖寬度必須大于150μs。1.14單相正弦交流電源，晶閘管和負(fù)載電阻串聯(lián)如圖題1.14所示，交流電源電壓有效值

7、為220V。(1)考慮安全余量，應(yīng)如何選取晶閘管的額定電壓？(2)若當(dāng)電流的波形系數(shù)為Kf=2.22時(shí)，通過(guò)晶閘管的有效電流為100A，考慮晶閘管的安全余量，應(yīng)如何選擇晶閘管的額定電流？解：（1）考慮安全余量,取實(shí)際工作電壓的2倍UT=2202622V,取600V（2）因?yàn)镵f=2.22,取兩倍的裕量，則：2IT(AV)得：IT(AV)=111(A)取100A。圖題1.141.15什么叫GTR的一次擊穿?什么叫GTR的二次擊穿?答：處于工作狀態(tài)的GTR，當(dāng)其集電極反偏電壓UCE漸增大電壓定額BUCEO時(shí)，集電極電流IC急劇增大（雪崩擊穿），但此時(shí)集電極的電壓基本保

8、持不變，這