3、本章典型例題分析例2.1 晶閘管導通和關(guān)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?shù)恼蛎}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(guān)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(lián)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= 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1.52.0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(qū)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(guān)斷 C、壽命 D、飽和例2.6 晶閘管的觸發(fā)電路產(chǎn)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(qū)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(jié)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： 1）觸發(fā)脈沖的參數(shù)應符合要求。觸發(fā)脈沖的主要參數(shù)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(diào)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(jié)束時它又關(guān)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(shù)值以下時晶閘管就關(guān)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(guān)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(guān)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(nèi)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?shù)恼蛎}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(guān)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P42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=5，變壓器二次側(cè)電壓U2=220V。試計算當觸發(fā)角分別為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= 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)流二極管的電流有效值為 2）當= 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IdDIdT，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?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，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(shè)計電路時，在變壓器二次側(cè)與晶閘管之間應串聯(lián)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(xiàn)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(xiàn)象”。由公式知，流過續(xù)流二極管的電流平均值，流過晶閘管的電流平均值要使IdDIdT，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 = 1，L值很大，即滿足L>>R，U2 = 100V，當= 600時，求：1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側(cè)電流i2的波形；2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側(cè)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 = 0.9U2Cos= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 1 = 45A I2 = Id = 45A3）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=2，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 / 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(nèi)部短路；3）內(nèi)部斷路，試分析晶閘管兩端與負載電壓波形。解：1）3）同為關(guān)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，晶閘管的導通角比電阻性負載時小。反電動勢負載的電流波形系數(shù)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(cè)電壓U2=220V，R=2，觸發(fā)角= 30°時，求：1）畫出輸出電壓ud、輸出電流id和變壓器二次側(cè)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 = 0.9U2Cos= 0.9×220×Cos30°= 171.5V Id = Ud / R = 171.5 / 2 = 85.75A I2 = Id = 85.75A3）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(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變；交流側(cè)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？答： 電壓型逆變電路因其直流側(cè)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(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關(guān)。交流側(cè)輸出電流波形則取決于負載的性質(zhì)。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(lián)無功反饋二極管。電流型逆變電路因其直流側(cè)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(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關(guān)。交流側(cè)輸出電壓波形則取決于負載的性質(zhì)。由于電流源電流的單向性，逆變橋的各橋臂不必并聯(lián)無功反饋二極管。4.3電壓型逆變電路中，與開關(guān)管反并聯(lián)的二極管的作用是什么？答：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(lián)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(guān)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(nèi)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(diào)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(cè)為 ，輸出電流波形為 。10根據(jù)調(diào)制脈沖的極性，PWM也有兩種調(diào)制方式，分別是 和 調(diào)制。二、簡答題1試說明晶閘管的開通和關(guān)斷的條件。2試說明晶閘管整流裝置實現(xiàn)有源逆變的條件。3試說明整流電路中整流變壓器二次側(cè)相電壓U2選得過高或過低，將出現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)，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，帶一大電感對蓄電池充電，R = 3，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；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 = 5，L值很大，即滿足L>>R，U2 = 100V，當= 600時，求：1）作出輸出電壓ud、輸出電流id、變壓器二次側(cè)電流i2的波形；2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id和二次側(cè)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 = 1，平波電抗器Ld足夠大，變壓器二次電壓有效值U2 = 220V，負載電動勢Ed=-200V，當= 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21573全控型4正5減小667脈沖寬度調(diào)制；脈沖頻率調(diào)制；調(diào)頻調(diào)寬混合控制840V9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當?shù)恼蛎}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(guān)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。21）變流電路直流側(cè)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(gòu)成同極性相連，即控制角90°，且滿足UdEd。3整流電路中整流變壓器二次側(cè)相電壓U2選得過高，則晶閘管運行時控制角過大，造成功率因數(shù)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，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(xiàn)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(nèi)，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。5T1導通期間，承受正向管壓降（0）為120°；T1關(guān)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，晶閘管的導通角比電阻性負載時小。反電動勢負載的電流波形系數(shù)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 = 0.9U2Cos Id = ( UdE ) / R = ( 0.9U2CosE ) / RCos=( Id RE ) /(0.9U2 ) = (10×360 ) /(0.9×220 ) = 0.445= 63°2）U = 1.414×220 = 311V2解：1）波形略2）Ud = 0.9U2Cos= 0.9×100×Cos60°= 45V Id = Ud / R = 45 / 5 = 9A I2 = Id = 9A3）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= -0.9U2cos= -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(zhuǎn)為導通狀態(tài)的非正常轉(zhuǎn)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大于截止導電角時，晶閘管的導通角Ø= 180-。5.將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能又饋送回交流電網(wǎng)的逆變電路稱為 逆變器。6.確定最小逆變角min要考慮的三個因素是晶閘管關(guān)斷時間taf所對應的電角度，安全裕量角Ø0和 。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(chǎn)生一次換相。8. RC電路可用作直流側(cè)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(qū)動電路，一般有恒流驅(qū)動電路和 驅(qū)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(nèi)）。16.已經(jīng)導通了的晶閘管可被關(guān)斷的條件是流過晶閘管的電流（ ）減小至維持電流IH以下 減小至擎住電流IL以下減小至門極觸發(fā)電流IG以下 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,集電極最大允許直流功率線,集電極最大允許電流線和( )基極最大允許直流功率線 基極最大允許電壓線臨界飽和線 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(guān)系是( ) IH(24)IL IL(24) IH IH=IL IHIL 19.可關(guān)斷晶閘管，（GTO）的電流關(guān)斷增益aff的定義式為（ ） 20. 單相半波可控整流電路中，晶閘管可能承受的反向峰值電壓為（ ）U2 21. 單相半控橋式整流電阻性負載電路中，在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管的目的是（ ）90° 120° 150° 180°22. 單相半控橋電感性負載電路中，在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管的目的是（ ）增加晶閘管的導電能力 抑制溫漂增加輸出電壓穩(wěn)定性 防止失控現(xiàn)象的產(chǎn)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（ ）30°150° 0°120° 15°125° 0°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(guān)斷狀態(tài)的晶閘管承受的的反向電壓的期間角為（ ）120° 120° 180° 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(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為 （ ） 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（ ）Ud=- 2.34U2cos Ud=1.17U2cosUd= 2.34U2cos Ud=-0.9U2cos27.可在第二象限工作交流電路是（ ）單相全控橋 單相半控橋單相反并聯(lián)(雙重)全控橋 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( )調(diào)節(jié)變流1側(cè)變壓器 調(diào)節(jié)變流器2側(cè)變壓器 同時調(diào)節(jié)兩側(cè)變壓器 調(diào)節(jié)變流器1和變流器2的Ud1、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（ ）減小三角波頻率 減小三角波幅度減小輸入正弦控制電壓幅值 減小輸入正弦控制電壓頻率30. SPWM逆變器有兩種調(diào)制方式：雙極性和（ ）單極性 多極性三極性 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（ ）快速熔斷器過流保護 過流繼電器保護快速開關(guān)過流保護 反饋控制過流保護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（ ）時間比控制 橫向控制 定頻調(diào)寬 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(shè)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（ ）交流電壓 偏移電壓 同步信號 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°（ ）負脈沖 正脈沖 雙脈沖 尖峰脈沖35. 電流源型逆變器，在每一個周期 的0600期間，晶閘管T6，T1導通，輸出電流為ia=+Id , ib=-I-d, ic=0,則在24003000期間（ ）ia=-Id , ib=Id, ic=0, ia=Id , ib=0, ic=- Id,ia=-Id , ib=0, ic=+Id, ia= 0 ib=-Ld , ic=+Id, 36.定寬調(diào)頻控制方式中，導通比Kt的改變會導致改變斬波器的（ ） 輸出電壓頻率 輸出電壓最大值 電源電壓 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U0=12V,斬波周期T=4ms，則開通時間Tab=（ ）1ms 2ms 3ms 4ms38. 恒流驅(qū)動電路中，加速電容C的作用是（ ）加快功率晶體管開通 延緩功率晶體管關(guān)斷加深功率晶體管的飽和深度 保護器件39. 恒流驅(qū)動電路中截上反偏驅(qū)動電路的主要作用是（ ）加速功率管關(guān)斷 加速功率晶體管開通過電流保護 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(qū)動電路經(jīng)常采用（ ） 抑制電路 抗飽和電路 抑制電路 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(guān)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(guān)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(qū)動信號波形如圖所示，試對應驅(qū)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？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=10，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(shù)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=2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(shù)2確定晶閘管的額定電壓。47. 有一個三相全控橋整流電路如圖所示。已知電感負載L=0.4H, a=300, R=2,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=1.2平波電抗器L足夠大，可使負載電流連續(xù)，當=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15分。1. 承受正向電壓 2. 陽極電壓過高 3. 高壓 4. 180-5. 有源 6. 換相重疊角 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. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.36. 37. 38. 39. 40.三、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=-a （1.5分）續(xù)流二極管的導通角=+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(guān)斷期間首先為承受線電壓UAB為120°期間；（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(diào)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(diào)寬，定寬調(diào)頻、調(diào)寬調(diào)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) (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 (1分)晶閘管最大正、反向電壓 (2分)裕量系數(shù)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=-0.9U2cos =-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(shù)值大小上有IL _ IH，為使已導通的晶閘管關(guān)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(lián)時，給每只管子并聯(lián)相同阻值的電阻是為了_；給每只管子并聯(lián)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電壓UFm為_，晶閘管所承受的最大反相電壓是_。（設(shè)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(guān)器件兩端并聯(lián)的二極管的作用是_。7、軟開關(guān)電路根據(jù)電路中主要開關(guān)元件是零電壓開通還是零電流關(guān)斷，可以分為_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(guān)時間相配合。10、PWM技術(shù)在各種變流技術(shù)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_，斬控式交流調(diào)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(guān)斷緩沖電路的主要作用是抑制開關(guān)器件的關(guān)斷過電壓和du/dt。（ ）4、降壓斬波器的輸入輸出電壓電流關(guān)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min。（ ） 6、相控單相交流調(diào)壓電路帶阻感負載時，其移相范圍為0180°。（ ） 7、電壓型無源逆變器中的主開關(guān)器件必須采用全控型器件。（ ） 8、PWM控制的理論基礎(chǔ)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(shù)次諧波電流流過。（ ）10、交流調(diào)功電路與相控交流調(diào)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(xiàn)象稱為（ ）A、一次擊穿B、二次擊穿C、臨界飽和D、反向截止 3、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角的最大移相范圍是（ ）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(shù)有關(guān)（ ） A、負載電流Id以及變壓器漏抗Xc B、以及負載電流IdC、和U2 D、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、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(zhuǎn)換為交流電能回饋給電網(wǎng)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(diào)制波頻率 D、增大正弦調(diào)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(diào)制？什么叫異步調(diào)制？兩者各有何特點？五、計算題： 1、在圖（1）所示的斬波電路中，已知E=100V，R=10，EM=20V，L值極大，T=50s,ton=20s。試求 1）分析該電路的輸出電壓Uo和輸入電壓E之間的關(guān)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U2100V，負載中R2，L值極大，當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