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1、 3、本章典型例題分析 例2.1 晶閘管導通和關斷的條件是什么？ 解：晶閘管導通條件是：1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適當的正向脈沖電壓和電流。 在晶閘管導通后，門極就失去控制作用，欲使其關斷，只需將流過晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽極加反向電壓、減小陽極電壓或增大回路阻抗等方式。 例2.2 單相正弦交流電源，其電壓有效值為220V，晶閘管和電阻串聯相接，試計算晶閘管實際承受的正、反向電壓最大值是多少？考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓如何選??？ 解：晶閘管所承受的正、反向電壓最大值為輸入正弦交流電源電壓的峰值：220=

2、 311V；考慮2倍安全裕量，則晶閘管額定電壓不低于2×311=622V，可取為700V。 例2.3 晶閘管額定電流和額定電壓的確定方法? 要點:晶閘管額定電流按實際計算的通態(tài)平均電流的1.5~2.0倍選取,額定電壓按實際電路中所承受的最大電壓值的2.~3倍選取. 例2.4 晶閘管是晶體閘流管的簡稱,常用的有平板型與螺栓型兩種；晶閘管KP10-12G的含義是:P—普通晶閘管,10—額定電流為10A,12—額定電壓為1000V. 例2.5 GTR及GTO的驅動電流波形的后沿一般都有一個較大的負電流,這個負電流的作用是有利于這些功率器件的:( ) A、導通 B、關斷 C、壽

3、命 D、飽和 例2.6 晶閘管的觸發(fā)電路產生的觸發(fā)信號應有：（ ） A、足夠大的觸發(fā)功率 B、足夠小的觸發(fā)功率 C、盡可能緩的前沿 D、盡可能窄的寬度 例2.7 驅動電路是電力電子器件主電路與哪種電路之間的接口？ A、緩沖電路 B、保護電路 C、控制電路 D、濾波電路 例2.8 功率晶體管GTR的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定？ 答：功率晶體管的SOA由集電極最大允許電流ICM、集射間最大電壓UCEM、集電結最大允許功耗曲線PCM及二次擊穿功率曲線PSB所組成。 例2.9 晶閘管主電路對觸發(fā)電路的要求是什么？ 答：

4、1）觸發(fā)脈沖的參數應符合要求。觸發(fā)脈沖的主要參數有脈沖幅值、寬度和前沿陡度。 2）觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓必須同步 3）觸發(fā)脈沖的移相范圍應滿足變流裝置的要求 4）觸發(fā)脈沖的頻率有可調性 5）防止干擾與誤觸發(fā) 4、本章作業(yè) 2.1．有些晶閘管觸發(fā)導通后，觸發(fā)脈沖結束時它又關斷是什么原因？ 答：晶閘管導通情況下，隨著主回路電源電壓的降低，主回路電流降低到某一數值以下時晶閘管就關斷了。 2.2．晶閘管導通后，流過晶閘管的電流大小取決于什么？晶閘管關斷后，其承受的電壓大小取決于什么？ 答：晶閘管導通后，流過晶閘

5、管的電流完全由主電路的電源電壓和回路電阻所決定。晶閘管關斷后，其承受的電壓大小取決于電源電壓。 2.3．什么信號可用做晶閘管的門極觸發(fā)信號？ 答：處于晶閘管可靠觸發(fā)區(qū)內的觸發(fā)電壓和電流可可用做晶閘管的門極觸發(fā)信號。 2.4．晶閘管導通條件是：1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適當的正向脈沖電壓和電流。 晶閘管導通情況下，只要仍有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管仍保持導通。在晶閘管導通后，門極就失去控制作用，欲使其關斷，只需將流過晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽極加反向電壓、減小陽極電壓或增大回路阻抗等方式。 2.5 教材P

6、42頁,第3題:答案： 2.6教材P42頁,第4題答案： 100A的晶閘管能輸出的平均電流: 3、本章典型例題分析 例3.1 接有續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路，帶大電感負載，R=5Ω，變壓器二次側電壓U2=220V。試計算當觸發(fā)角α分別為30°和60°時，流過晶閘管和續(xù)流二極管中電流的平均值和有效值；問在什么情況下，流過續(xù)流二極管的電流平均值大于流過晶閘管的電流平均值？ 解：1）當α= 30°時， 流過晶閘管的電流平均值為 流過晶閘管的電流有效值為 流過續(xù)流二極管的電流平均值為 流過續(xù)流二極

7、管的電流有效值為 2）當α= 60°時， 流過晶閘管的電流平均值為 流過晶閘管的電流有效值為 流過續(xù)流二極管的電流平均值為 流過續(xù)流二極管的電流有效值為 3）要使IdD＞IdT，由公式知，只需滿足＞，即＞0° 例3.2 在單相橋式全控整流電路中，如果有一只晶閘管因為過流而燒成斷路，該電路的工作情況將如何？如果這只晶閘管被燒成短路，該電路的工作情況又會如何？（思考，在三相橋式整流電路共陰極組短路一只晶閘管，又會是什么情況？怎么樣保護之？） 答：如果有一只晶閘管因為過流而燒成斷路，則該單相橋式全控整流電路將作為單相半波可控整

8、流電路工作；如果這只晶閘管被燒成短路，則會引起其他晶閘管因對電源短路而燒毀，嚴重情況下甚至可能使整流變壓器因過流而損壞。因此，在設計電路時，在變壓器二次側與晶閘管之間應串聯快速熔斷絲，起到過流保護的作用。 在三相橋式整電路中，發(fā)生上述現象，道理是一樣的，保護措施也一樣。 例3.3 單相橋式半控整流電路中續(xù)流二極管的作用是什么？在何種情況下，流過續(xù)流二極管的電流平均值大于流過晶閘管的電流平均值？ 答：單相橋式半控整流電路中續(xù)流二極管的作用是：為感性負載中電感儲存的能量提供一條專門的釋放回路，以避免發(fā)生一只晶閘管持續(xù)導通而兩只二極管輪流導通的“失控現象”。由公式知，流過續(xù)流二極

9、管的電流平均值， 流過晶閘管的電流平均值 要使IdD＞IdT，則只需滿足＞，即＞ 例3.4 單相全控橋式整流電路，帶阻感負載，R = 1Ω，L值很大，即滿足ωL>>R，U2 = 100V，當α= 600時，求： 1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側電流i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側電流有效值I2； 3）考慮兩倍的安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓和額定電流值。 解：1)波形略 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 1 = 45A I2 = Id

10、= 45A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==141V，考慮2倍安全裕量,其值為 282V，選額定電壓為300V的晶閘管 流過晶閘管的電流有效值為IT =Id = 31.82A 考慮2倍安全裕量時晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 40.54A，選額定電流為50A的晶閘管 4、本章作業(yè) 3.1．單相橋式全控整流電路，帶大電感負載，U2=220V，R=2Ω，求晶閘管的額定電流和額定電壓。 解：晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==311V，選額定電壓為350V的晶閘管。 Ud = 0.9U2 = 0.9×220= 198V Id = Ud

11、/ R = 198 / 2 =99A 流過晶閘管的電流有效值為IT =Id = 70.01A 晶閘管的平均電流為ITAV = IT / 1.57 = 44.6A，選額定電流為50A的晶閘管。 3.2．單相半波可控整流電路中，如晶閘管：1）不加觸發(fā)脈沖；2）內部短路；3）內部斷路，試分析晶閘管兩端與負載電壓波形。 解：1）3）同為關斷狀態(tài)，2）為導通狀態(tài)，見課本P50。 3.3．某單相可控整流電路，分別給阻性負載和蓄電池反電動勢負載供電，在流過負載電流平均值相同的條件下，哪一種負載下晶閘管的額定電流應選大一些？為什么？ 解：反電動勢負載時晶閘管額定電流應選大一些。因為反電動勢負載時，

12、晶閘管的導通角θ比電阻性負載時小。反電動勢負載的電流波形系數Kf比電阻負載時大。 3.4．某單相橋式全控整流電路，帶大電感負載，變壓器二次側電壓U2=220V，R=2Ω，觸發(fā)角α= 30°時，求：1）畫出輸出電壓ud、輸出電流id和變壓器二次側電流i2波形；2）計算整流電路輸出平均電壓Ud、平均電流Id及變壓器二次電流有效值I2；3）考慮2倍安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓、額定電流值。 解：1)波形略，見教材 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×220×Cos30°= 171.5V Id = Ud / R = 171.5 / 2 = 85.75A I2 = I

13、d = 85.75A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==311V，考慮2倍安全裕量,其值為 622V，選額定電壓為650V的晶閘管。 流過晶閘管的電流有效值為IT =Id = 60.6A 考慮2倍安全裕量時晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 77.2A，選額定電流為80A的晶閘管。 4.1．無源逆變與有源逆變有什么不同？ 答：交流側接電網，為有源逆變；交流側接負載，為無源逆變。隨負載要求的不同，無源逆變電路輸出的頻率與電壓既可以是恒定的，也可以是可變的。 4.2．什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？從電路組成和工作波形上看，這二者各有什么特點？

14、 答： 電壓型逆變電路因其直流側電源為電壓源，所以，直流電壓無脈動，直流回路呈低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用，交流側輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關。交流側輸出電流波形則取決于負載的性質。為給感性（滯后）的負載電流提供流通路徑，逆變橋的各橋臂必須并聯無功反饋二極管。 電流型逆變電路因其直流側電源為電流源，所以，直流電流無脈動，直流回路呈高阻抗。交流側輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關。交流側輸出電壓波形則取決于負載的性質。由于電流源電流的單向性，逆變橋的各橋臂不必并聯無功反饋二極管。 4.3．電壓型逆變電路中，與開關管反并聯的二極管的作用是什么？ 答：為給感性（滯后

15、）的負載電流提供流通路徑，逆變橋的各橋臂必須并聯無功反饋二極管。 4.4 試分析教材單相橋式電壓型逆變電路的工作原理及波形、單相橋式電流型電路的工作原理及波形 第三部分 綜合練習題 練習一 一、填空題 1．晶閘管是四層三端器件，三個引出電極分別為：陽極、陰極和 極。 2．一只額定電流為100A的普通晶閘管，其允許通過的電流有效值為 A。 3．具有自關斷能力的電力電子器件稱為 器件。 4．三相全控橋式整流電路中，采用共陰極組接法的三只晶閘管，要求其觸發(fā)脈沖以1200 為間隔，依次在電源電壓的 半周觸發(fā)各晶閘管。 5．在考慮變壓器

16、漏抗影響時，整流電路輸出電壓的平均值將________ 。 6．三相全控橋式整流電路輸出的電壓波形在一個周期內脈動 次。 7．采用時間比控制方式改變斬波器負載兩端的平均電壓，對斬波器觸發(fā)脈沖的調制方法有三種，分別是 ； ； 。 8．降壓斬波器中，電源電壓Ud=50V，導通比為0.8，則負載電壓平均值ULD為 。 9．電流型逆變電路直流側為 ，輸出電流波形為 。 10．根據調制脈沖的極性，PWM也有兩種調制方式，分別是 和 調制。 二

17、、簡答題 1．試說明晶閘管的開通和關斷的條件。 2．試說明晶閘管整流裝置實現有源逆變的條件。 3．試說明整流電路中整流變壓器二次側相電壓U2φ選得過高或過低，將出現什么問題？ 4．單相半控橋整流電路帶感性負載時，若該電路不接續(xù)流二極管，請對其可能發(fā)生的“失控”現象進行分析。 5．三相橋式全控整流電路帶大電感負載時，以連接于A相的共陰極組晶閘管T1為例說明，在一個周期內，其承受電壓的情況。 6．某單相可控整流電路，分別給阻性負載和蓄電池反電動勢負載供電，在流過負載電流平均值相同的條件下，哪一種負載下晶閘管的額定電流應選大一些？為什么？ 三、計算題 1．單相橋式可控整流電路，帶一大

18、電感對蓄電池充電，R = 3Ω，電感L足夠大，U2 = 220V， 反電動勢E = 60V。 1）要保持充電電流為10A，估算此時的控制角α； 2）該電路中晶閘管承受的最大電壓是多少？ 2．單相全控橋式整流電路，帶阻感負載，R = 5Ω，L值很大，即滿足ωL>>R，U2 = 100V，當α= 600時，求： 1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側電流i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側電流有效值I2； 3）考慮兩倍的安全裕量，選擇晶閘管的額定電壓和額定電流值。 3．單相全控橋式有源逆變電路，回路電阻R = 1Ω，平波電抗器Ld足夠大，變壓器二次電

19、壓有效值U2 = 220V，負載電動勢Ed=-200V，當β= 300時，求： 1）畫出輸出電壓ud、流過晶閘管電流iT1的波形； 2）計算變流電路輸出平均電壓Ud、負載平均電流Id。 參考答案： 一、填空題 1．門 2．157 3．全控型 4．正 5．減小 6．6 7．脈沖寬度調制；脈沖頻率調制；調頻調寬混合控制 8．40V 9．電流源；矩形波 10．單極性；雙極性 二、簡答題（本大題共6小題，每小題6分，共36分） 1．晶閘管導通條件是：1）晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓；2）晶閘管門極和陰極之間必須加上適

20、當的正向脈沖電壓和電流。 在晶閘管導通后，門極就失去控制作用，欲使其關斷，只需將流過晶閘管的電流減小到其維持電流以下，可采用陽極加反向電壓、減小陽極電壓或增大回路阻抗等方式。 2．1）變流電路直流側應具有能提供逆變能量的直流電源電動勢Ed，其極性應與晶閘管的導電電流方向一致；2）變流電路輸出的平均電壓Ud的極性必須為負，以保證與直流電源電動勢Ed構成同極性相連，即控制角α＞90°，且滿足∣Ud∣＞∣Ed∣。 3．整流電路中整流變壓器二次側相電壓U2φ選得過高，則晶閘管運行時控制角過大，造成功率因數變壞，無功功率增大；選擇過低，則有可能在最不利的運行情況下，即使晶閘管的控制角退到最小時，

21、仍然不能達到負載要求的額定電壓。 4．單相半控橋整流電路帶感性負載時，不接續(xù)流二極管，將可能發(fā)生失控現象。以晶閘管T1導通的情況為例，當交流電源電壓在負半周時，負載電流通過T1和二極管D2續(xù)流，輸出電壓為零；當交流電源電壓在正半周時，負載電流通過T1和二極管D4流通，輸出電壓為電源電壓。即在一個周期內，晶閘管T1持續(xù)導通，二極管D1、D2輪流導通，輸出電壓波形為正弦半波。 5．T1導通期間，承受正向管壓降（≈0）為120°；T1關斷期間，分別承受線電壓uab、uac各120°。 6．反電動勢負載時晶閘管額定電流應選大一些。因為反電動勢負載時，晶閘管的導通角θ比電阻性負載時小。反電動勢負

22、載的電流波形系數Kf比電阻負載時大。 三、計算題（，本大題共3小題，每小題12分，共36分） 1．解： 1）Ud = 0.9U2Cosα Id = ( Ud－E ) / R = ( 0.9U2Cosα－E ) / R Cosα=( Id R＋E ) /(0.9U2 ) = (10×3＋60 ) /(0.9×220 ) = 0.445 α= 63° 2）U = 1.414×220 = 311V 2．解： 1）波形略 2）Ud = 0.9U2Cosα= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 5 = 9A I2

23、 = Id = 9A 3）晶閘管可能承受的最大電壓為UTM==141V，考慮2倍安全裕量,其值為 282V，選額定電壓為300V的晶閘管 流過晶閘管的電流有效值為IT =Id = 6.363A 考慮2倍安全裕量時晶閘管的平均電流為ITAV = 2IT / 1.57 = 8.1A，選額定電流為10A的晶閘管 3．解： 1）波形略 2）Ud= -0.9U2cosβ= -0.9×220×cos30°= -171.5V Id = 28.5A 綜合練習二 一、 空題（每小題1分，共15分） 1. 處于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在陽極 ，且在門極加正向觸

24、發(fā)電壓時，才能使其開通。 2. 造成在不加門極觸發(fā)控制信號，即能使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉為導通狀態(tài)的非正常轉折有二種因素。一是陽極的電壓上升率du/dt太快，二是 。 3. 功率集成電路PIC分為二大類，一類是智能功率集成電路，另一類是 集成電路。 4. 單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角a大于截止導電角δ時，晶閘管的導通角?= 180-α-δ。 5.將直流電能轉換為交流電能又饋送回交流電網的逆變電路稱為 逆變器。 6.確定最小逆變角βmin要考慮的三個因素是晶閘管關斷時間taf所對應的電角度δ，安全裕量角?0和

25、 。 7. 三相全控橋式有源逆變電路，每個晶閘管導通角1200，每隔 產生一次換相。 8. RC電路可用作直流側的 保護元件。 9. 金屬氧化物非線性壓敏電阻可作為 保護元件。 10. 晶閘管變流器主電路要求角發(fā)電路的觸發(fā)脈沖應具有一定的寬度，且前沿盡可能 。 11. 電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)以 貯能。 12. 電流源型逆變器的輸出電流波形為 。 13. 在PWM斬波器中，電壓比較器兩個輸入端信號分別是三角波信號和 14. 在升壓

26、斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V,導通比,則負載電壓U0= V。 15. 功率晶體管的驅動電路，一般有恒流驅動電路和 驅動電種型。 二、單項選擇題（每小題1分，共25分。從每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題干后面的括號內）。 16.已經導通了的晶閘管可被關斷的條件是流過晶閘管的電流（ ） ①減小至維持電流IH以下 ②減小至擎住電流IL以下 ③減小至門極觸發(fā)電流IG以下 ④減小至5A以下 17.功率晶體管的安全工作區(qū)由以下四條曲線限定:集電極-發(fā)射級允許最高擊穿電壓線,集電極最大允

27、許直流功率線,集電極最大允許電流線和( ) ①基極最大允許直流功率線 ②基極最大允許電壓線 ③臨界飽和線 ④二次擊穿觸發(fā)功率線 18.對于同一晶閘管,維持電流IH與擎住電流IL的關系是( ) ①IH≈(2~4)IL ②IL≈(2~4) IH ③IH=IL ④IH≥IL 19.可關斷晶閘管，（GTO）的電流關斷增益βaff的定義式為（ ） ① ② ③ ④ 20. 單相半波可控整流電路中，晶閘

28、管可能承受的反向峰值電壓為（ ） ①U2 ② ③ ④ 21. 單相半控橋式整流電阻性負載電路中，在負載兩端并聯一個續(xù)流二極管的目的是（ ） ①90° ②120° ③ 150° ④180° 22. 單相半控橋電感性負載電路中，在負載兩端并聯一個續(xù)流二極管的目的是（ ） ①增加晶閘管的導電能力 ②抑制溫漂 ③增加輸出電壓穩(wěn)定性 ④防止失控現象的產生 23. 電阻性負載二相半波可控整流電路，控制角a的范圍是（ ）

29、 ①30°~150° ②0°~120° ③15°~125° ④0°~150° 24. 三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態(tài)，處于關斷狀態(tài)的晶閘管承受的的反向電壓的期間角為（ ） ①120° ②120°—β ③180°—β ④β 25. 在三相全控式變流電路直流電動機托動系統(tǒng)中，當a> 時，網側功率因數為 （ ） ① ② ③ ④ 正負不定 26. 三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態(tài)，輸出電壓平均值Ud的表達式是（ ） ①Ud=- 2.34U2cosβ

30、 ②Ud=1.17U2cosβ ③Ud= 2.34U2cosβ ④Ud=-0.9U2cosβ 27.可在第二象限工作交流電路是（ ） ①單相全控橋 ②單相半控橋 ③單相反并聯(雙重)全控橋 ④三相半波可控變流電路 28. 在高壓直流輸電系統(tǒng)中,變流器1和變流器2中間的直流環(huán)節(jié)起著功率傳輸作用,控制率流向的方法是( ) ①調節(jié)變流1側變壓器 ②調節(jié)變流器2側變壓器 ③同時調節(jié)兩側變壓器 ④調節(jié)變流器1和變流器2的Ud1、

31、Ud2的極性和大小 29. 若減小SPWM逆變器輸出電壓基波幅值，可采用的控制方法是（ ） ①減小三角波頻率 ②減小三角波幅度 ③減小輸入正弦控制電壓幅值 ④減小輸入正弦控制電壓頻率 30. SPWM逆變器有兩種調制方式：雙極性和（ ） ①單極性 ②多極性 ③三極性 ④四極性 31. 以下各種過流保護方法，動作速度排在第二位的是（ ） ①快速熔斷器過流保護 ②過流繼電器保護 ③快速開關過流保護 ④反饋控制過流保

32、護 32. 三相橋式全控變流電路的同步相控觸發(fā)電路，分為垂直控制和（ ） ①時間比控制 ②橫向控制 ③定頻調寬 ④瞬時值控制 33. 對于移相控制電路，為了限制最小移相控制角和設置移相范圍，可在輸入控制信號的輸入控制信號的輸入端再疊加一個（ ） ①交流電壓 ②偏移電壓 ③同步信號 ④觸發(fā)信號 34. KC04型集成觸發(fā)電路的引腳1和15輸出的觸發(fā)脈沖是兩個相位互差180°（ ） ①負脈沖 ②正脈沖 ③雙脈沖 ④尖峰脈沖 35. 電流源型逆變器，在每一個周

33、期 的0~600期間，晶閘管T6，T1導通，輸出電流為ia=+Id , ib=-I-d, ic=0,則在2400~3000期間（ ） ①ia=-Id , ib=Id, ic=0, ②ia=Id , ib=0, ic=- Id, ③ia=-Id , ib=0, ic=+Id, ④ia= 0 ib=-Ld , ic=+Id, 36.定寬調頻控制方式中，導通比Kt的改變會導致改變斬波器的（ ） ① 輸出電壓頻率 ②輸出電壓最大值 ③電源電壓 ④輸出電流幅值 37. 降壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V,負載電壓U

34、0=12V,斬波周期T=4ms，則開通時間Tab=（ ） ①1ms ②2ms ③3ms ④4ms 38. 恒流驅動電路中，加速電容C的作用是（ ） ①加快功率晶體管開通 ②延緩功率晶體管關斷 ③加深功率晶體管的飽和深度 ④保護器件 39. 恒流驅動電路中截上反偏驅動電路的主要作用是（ ） ①加速功率管關斷 ②加速功率晶體管開通 ③過電流保護 ④減小延遲時間 40. 為限制功率晶體管的飽和深度，減小存儲時間，恒流驅動電路

35、經常采用（ ） ① 抑制電路 ②抗飽和電路 ③抑制電路 ④吸收電路 三、簡答題（每小題5分，共20分） 41. 在單項半波可控整流大電感負載有續(xù)流二極管的電路中，晶閘管的控制角a的最大移相范圍是多少？晶閘管的導通角、續(xù)流二極管的導通與a關系如何？ 42. 在三相全控橋式有源逆變電路中，以連接于A相的共陰極組晶閘管V11為例 ，說明其在一個周期中，導通及關斷期兩端承受電壓波形的規(guī)律。 43. IGBT電壓型單相橋式逆變電路及柵極驅動信號波形如圖所示，試對應驅動信號畫出輸出電壓U0及負載電流i0的波形。 44. 什么是時間比控制方式和瞬時值控制方式

36、？時間比控制方式又有哪三種控制模式？ 四、析計算題（每小題10分，共40分） 45. 單相全控橋式整流電路接大電感負載如圖所示。 已知R=10Ω，a=45°，U2=100V，試回答： （1） 計算輸出整流電壓Ud，輸出電流平均值Id； （2） 計算晶閘管電流的有效值IV1; （3） 按裕量系數2確定晶閘管的額定電流。 46. 有一個三相半波可控整流電路如圖所示。 已知帶大電感負載，a=45°，R=2Ω變壓器二次相電 壓U2=380V。試計算負載的平均整流電壓Ud和負載 電流Id，計算晶閘管電流的有效值IV1。 按裕量系數2確定晶閘管的額定電壓。 47. 有一個三相全控橋

37、整流電路如圖所示。已知電感負載L=0.4H, a=300, R=2Ω,變壓器二次相電壓U2=220V。試畫出Ud的波形，計算負載的平均整流電壓Ud和負載電流Id,計算晶變壓器二次電流的有效值I2。 48. 單相全控橋式有源逆變電路如圖示，變壓器二次電壓交有效值U2=200V，回路總電阻R=1.2Ω平波電抗器L足夠大，可使負載電流連續(xù)，當β=450，Ed=-188V時，按要求完成下列各項： （1） 畫出輸出電壓Ud的波形； （2） 畫出晶閘管V11的電流波形iv11； （3） 計算晶閘管電流的平均值IvIAR0 綜合練習二參考答案 一、填空題：每小題1分，共1

38、5分。 1. 承受正向電壓 2. 陽極電壓過高 3. 高壓 4. 180-α-δ 5. 有源 6. 換相重疊角γ 7. 60° 8.過電壓 9. 過電壓 10. 陡 11. 電感 12.矩形波 13. 直流信號 14. 24 15. 比例 二、項選擇題：每小題1分，共25分。 16.① 17.④ 18.② 19.① 20.② 21.④ 22.④ 23.④ 24.④ 25.① 2

39、6.① 27.③ 28.④ 29.③ 30.① 31.③ 32.② 33.② 34.② 35.③ 36.① 37.③ 38.① 39.① 40.② 三、簡答題；每小題5分，共20分。 41. a的最大移相范圍1800 （2分） 晶閘管的導通角=Л-a （1.5分） 續(xù)流二極管的導通角=Л+a (1.5分) 42. V11導通期間為其正向管壓降(≈0)為120°期間； （1分） V11關斷期間首先為承受線電壓UAB為120°期間

40、；（2分） 之后承受線電壓UAC為120°期間。 （2分） 43. 44. 改變導通比的調壓方式的時間比控制，（1分）恒流（恒壓）的控制方式稱為瞬時值控制，（1分）時間比控制又分為定頻調寬，定寬調頻、調寬調頻三種模式。（3分） 四、分析計算題：每小題10分，共40分。 45.（1） （2分） (2分) (2) (2分) (3) (2分) 2×2.85=5.7(A)

41、 (1分) 選額定電流為10(A)的晶閘管。 （1分） 46. 解：因為是大電感負載，負載電流連續(xù)，采用的公式為 （2分） = （1分） （1分） （1分） 確定晶閘管電流的有效值 （1分） =157.19×0.577=90.7A

42、 (1分) 晶閘管最大正、反向電壓 (2分) 裕量系數2×UFm=1862V，選額定電壓為2000V的晶閘管。（1分） 47. 解：, 可按大電感負載處理。（1分） Ud的波形圖 （2分） =2.34×220×cos30°=445.83V (1分) （1分） （1分） 變壓器二次電流的有效值I2 （2分） 48. 解： （3）Ud=--0.9U2cosβ

43、 =-127.3(V) (2分) (2分) (2分) 綜合練習三 一、填空 1、 同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL的數值大小上有IL _________ IH，為使已導通的晶閘管關斷，應該使流過晶閘管的電流降到上面兩個電流之中的_________以下。 2、晶閘管串聯時，給每只管子并聯相同阻值的電阻是為了________________；給每只管子并聯相同的電容是為了________________。 3、阻感負載（電感值極大）的三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向

44、電壓UFm為___________，晶閘管所承受的最大反相電壓是___________。（設U2為待整流三相正弦交流電相電壓有效值） 4、單相橋式半控整流電路帶大電感負載，且有續(xù)流二極管時，其控制角的移相范圍為_______________，每只晶閘管的導通角為______________。 5、三相橋式全控整流電路應采用_____________脈沖或______________脈沖觸發(fā)。 6、在電壓型逆變電路中，開關器件兩端并聯的二極管的作用是_____________________。 7、軟開關電路根據電路中主要開關元件是零電壓開通還是零電流關斷，可以分為___________

45、__和______________兩種。 8、間接交流變流電路的典型應用包括兩方面，一是變壓變頻（VVVF）變流電路，主要用作___________；另一類是恒壓恒頻（CVCF）變流電路，主要用于___________。 9、功率晶體管緩沖保護電路中的二極管要求采用______________型二極管，以便與功率晶體管的開關時間相配合。 10、PWM技術在各種變流技術中都有應用，按其脈沖的寬度和高度情況來分類的話，一般有等幅等寬的PWM波形、等寬不等幅的PWM波形、等幅不等寬的PWM波形等幾種。我們所學過的變流電路中，直流斬波電路的PWM波形是____________________，斬

46、控式交流調壓電路的PWM波形是____________________。 二、判斷正誤 1、晶閘管可控整流輸出的是脈動直流電。 （ ） 　 2、電力電子器件按控制信號的種類可分為單極型器件和雙極型器件。（ ） 　 3、關斷緩沖電路的主要作用是抑制開關器件的關斷過電壓和du/dt。（ ） 4、降壓斬波器的輸入輸出電壓電流關系可以等效為一個直流降壓變壓器。（ ） 5、為了使整流電路可靠地工作在有源逆變狀態(tài)，一般在應用時必須保證β≤βmin。（ ） 6、相控單相交流調壓電路帶阻感負載時，其移相范圍為0～180°。（ ） 7、電壓型無源

47、逆變器中的主開關器件必須采用全控型器件。（ ） 8、PWM控制的理論基礎是面積等效原理。（ ） 9、三相橋式全控整流電路，其變壓器副邊無3及3的整數次諧波電流流過。（ ） 10、交流調功電路與相控交流調壓電路的控制方式相同（ ） 三、選擇題 1、下列電力電子器件屬于全控型器件的是( ) A、電力二極管 B、光控晶閘管 C、逆導晶閘管 D、絕緣柵雙極晶體管 2、功率晶體管GTR從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現象稱為（ 　） A、一次擊穿　　　　B、二次擊穿　　　　C、臨界飽和　　　　D、反向截止

48、3、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角α的最大移相范圍是（　 ） A、90°　　　　　　B、120°　　　　　　C、150°　　　　　D、180° 4、單相橋式全控整流帶大電感負載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為（ ?。? A、　　　　　B、　　　　　　C、　　　　D、 5、對于三相半波可控整流電路，換相重疊角與哪幾個參數有關（　 ） A、α、負載電流Id以及變壓器漏抗Xc　 　B、α以及負載電流Id C、α和U2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 D、α、U2以及變壓器漏抗Xc 6、三相半波可控整流電路的自然換相點是（?。? A

49、、三相相電壓的過零點 B、本相相電壓與相鄰相電壓正半周（或負半周）的交點處 C、比三相不控整流電路的自然換相點超前30° D、比三相不控整流電路的自然換相點滯后60° 7、將直流電能轉換為交流電能回饋給電網的變流器是( ) A、有源逆變器 B、A/D變換器 C、D/A變換器 D、無源逆變器 8、若想增大SPWM逆變器的輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是（?。? A、增大載波(三角波)幅值 B、增大載波(三角波)頻率 C、增大正弦調制波頻率 D、增大正弦調

50、制波幅度 9、升壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=60V，導通占空比，則負載電壓U0=( ) A、80V B、100V C、120V D、150V 10、下列間接直流變流電路屬于單端電路的是( ) A、正激電路 B、半橋電路 C、全橋電路 D、推換電路 四、簡答題 1、使晶閘管導通的條件是什么？維持晶閘管導通的條件又是什么？ 2、使變流器工作于有源逆變的條件什么？ 3、常見的換流方式有哪幾種？試分別舉出一例。 4、什么叫同步調制？什么叫異步調制？兩者各有何特點？ 五、計算題：

51、 1、在圖（1）所示的斬波電路中，已知E=100V，R=10Ω，EM=20V，L值極大，T=50μs,ton=20μs。試求 1）分析該電路的輸出電壓Uo和輸入電壓E之間的關系； 2）計算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。 2、單相橋式全控整流電路，輸入變壓器副邊電壓有效值U2＝100V，負載中R＝2Ω，L值極大，當α＝45°時，試求： 1）作出ud、id、和i2的波形； 2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，晶閘管VT1電流的有效值IVT1； 3）考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 （注：晶閘管的電流分級為：1、5、10、20、30、50、100、200、300、……1000A；電壓分級為：100、200、300、……1000、1200、1400、1600、1800、2000V） 21