2020年新版电力电子技术课后答案精简版x
时间：2020-10-31 16:16:40 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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《电力电子技术》第五版 机械工业出版社
课后习题答案
第二章电力电子器件
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：Uak>0且Ugk>0。
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。
c)a)b)3.图1-43
c)
a)
b)
3.图1-43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Im,试计算各波形的电流平均值Id1、I
di、Id2、Id3
图1-43晶闸管导电波形
解: a)b)Im sin，td(
解: a)
b)
Im sin，td(，t)=学(:1 ) 0.2717 Im
ld1= 1
2冗 4
li=J舟拿曲冋2gt）=毎代」94767 Im
I d2 = 1 T m sin td( t)=
n 4 n 2
I2 = 1
I2 = 1
二(Imsin -t)2dC t)
4 2
4 丄 0.67411 m
c)1 』 1
c)
I3 =■: 2 12二 Jmdl = 2 1I
I3 =
■: 2 1
2二 Jmdl = 2 1
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 1 ml、1 m2、1 m3 各为多少？
解：额定电流I T（AV）=100A的晶闸管，允许的电流有效值I =157A, 由上题计算结果知
a)b)c)I ml0.4767329.35,%鳩亦
a)
b)
c)
I ml
0.4767
329.35,
%鳩亦90
Im3=2 I = 314,
Idi 0?2717 I m1 89.48
I d2 0.5434 I m2 126.56
Id3= 1 I m3=78.5
4
第3章整流电路
单相桥式全控整流电路，U2= 100V，负载中R= 2Q, L值极大,
当a = 30°时，要求：①作出ud、id、和i2的波形；
求整流输出平均电压 Ud、电流Id，变压器二次电流有效值
I2；
考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud、id、和i2的波形如下图：
U2H
r
叭
J r\i
\
J
厂
oh
id4
J *
?*
1入
7
Id
O
i211
d
Id
O.
1
②输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值12分别为
Ud= 0?9 U2 cosa = 0?9X 100X COS30 = 77.97 (V)
Id= Ud / R= 77.97/ 2= 38.99 (A)
I2= Id = 38.99 (A)
③晶闸管承受的最大反向电压为：
42 U2 = 100V2 = 141.4 (V)
考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：
Un=( 2~3)X 141.4= 283~424 (V)
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
流过晶闸管的电流有效值为：
Ivt = Id/ V2 = 27.57 (A)
晶闸管的额定电流为：
In =( 1.5~2)X 27.57/ 1.57= 26~35 (A)
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Q, L值极 大，反电势E=60V，当〉=30 时，要求：
作出％、id和i2的波形；
求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值
I 2；
考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud、id和i2的波形如下图：
U2 Jb
<\ /A .
O
叽
ji\
7
\
曲t
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O k 峠
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7 *
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%」-
O
i2t
Id
a!
Id
O
整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值12 分别为
Ud = 0?9 U2 cosa= 0?9X 100x cos30 = 77.97(A)
Id = (Ud— E)/R= (77.97— 60)/2= 9(A)
I2= Id = 9(A)
晶闸管承受的最大反向电压为：
<2 U2= 10042. = 141.4 (V)
流过每个晶闸管的电流的有效值为：
IVT = I d / 42 = 6.36 (A)
故晶闸管的额定电压为：
UN= (2~3)x 141.4= 283~424 (V)
晶闸管的额定电流为：
IN= (1.5~2)x 6.36/ 1.57= 6~8 (A)
晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
晶闸管串联的单相半控桥(桥中V「、VT2为晶闸管)，电路 如图2-11所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2 Q, L值很大，当 =60 时求流过器件电流的有效值，并作出Ud、id、ivT、iD的波形。
解：Ud、id、ivT、iD的波形如下图：
iV2 j
iV
2 j
L 1
1才
O
1
?i+a
负载电压的平均值为：
Ud 二丄「，2U2Sin，td( t) =0.9U2 1 ⑶=67?5 (V)
兀‘3 2
负载电流的平均值为：
Id= Ud / R= 67.52/ 2= 33.75 (A)
流过晶闸管VTi、VT2的电流有效值为：
Ivt = 1 Id = 19.49(A)
流过二极管VD3、VD4的电流有效值为：
Ivd = 33 Id = 27.56 (A)
R=511.三相半波可控整流电路， U2=100V，带电阻电感负载,
R=5
Q, L值极大，当=60 时，要求：
画出讪、id和ivT1的波形；
计算 Ud、Id、IdT和 Ivt。
解：①％、id和ivT1的波形如下图：
《曬
《曬Ub Uc
②Ud、Id、IdT和IvT分别如下
Ud = 1.17U2COS = 1?17X 100XCOS60 = 58.5 (V)
Id= Ud/ R = 58.5/5= 11.7 (A)
IdVT = Id/ 3 = 11.7/3= 3.9 (A)
IVT = Id / 3 = 6.755 (A)
R=5 Q,三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载, L值极大，当=60
R=5 Q,
画出％、id和iVT1的波形；
计算 Ud、Id、I dT 和 I VT。
解：①Ud、id和ivT1的波形如下:
②Ud、
I d、
、乂二 60
t
O
u
t
I
O
't
?t
O
U2
O ivT ■
dl[ IJ
id
i ; n 皿 w ； v w
Uab Uac Ubc Ub a Uca Ucb Uab Uac
IdT和IVT分别如下
Ud= 2.34U2COS = 2.34X 100X cos60 = 117 (V)
Id= Ud/R= 117/ 5= 23.4 (A)
I dvt = Id/ 3= 23.4/ 3= 7.8 (A)
Ivt = I d / 3 = 23.4/ 3 = 13.51 (A)
单相全控桥，反电动势阻感负载， R=1Q, L=^, E=40V, U2=100V, Lb=0?5mH，当〉=60 时求 5、Id与 的数值，并画出 整流电压Ud的波形。
解：考虑Lb时，有：
Ud= 0.9U2COSa — △ Ud
△ Ud= 2XbI d /n
ld=( 5 — E)/ R
解方程组得：
Ud=(n R 0.96cos况 + 2XBE)/(n R+ 2Xb) = 44.55 (V)
△ Ud = 0.455 (V)
ld= 4.55 (A)
又T
cos — COSC，：；' ' ) =、2 I dXB / U2
即得出
cos(60 ) =0.4798
换流重叠角
丫 = 61.33° — 60° =1.33°
最后，作出整流电压Ud的波形如下：
三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载， U2=100V ,
R=1Q, L=^, LB=1mH，求当=30 时、E=50V 时 5、4 的 值并作出Ud与ivT1和ivT2的波形。
解：考虑Lb时，有：
Ud= 1.17U2COSa—A Ud
△ Ud= 3XbI d / 2 n
Id=( Ud — E)/ R
解方程组得：
Ud=(n R 1.17U2COS况 + 3XbE)/( 2n R+ 3Xb)= 94.63 (V)
△ Ud = 6.7 (V)
Id = 44.63 (A)
又T
cos： 一 cos(s：；，v) = 2 ldXB / 6 U
即得出
cos(30 ) =0.752
换流重叠角
丫 = 41.28° — 30° =11.28°
Ud、ivT1和g的波形如下：
三相桥式不可控整流电路，阻感负载， R=5Q, L=
U2=220V , Xb=0?3Q，求Ud、Id、Ivd、I2和 的值并作出 比、“和 i2的波形。
解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路a= 0°
时的情况。
Ud = 2.34U2COSa—A Ud
△ Ud= 3XbI d /n
Id= Ud/R
解方程组得：
Ud= 2.34U2COS况 /(1 + 3XB/n R)= 486.9 ( V)
Id = 97.38 (A)
又
cost — cos(j ' ) = 2 ldXB / 6 U2 即得出
cosY =0.892
换流重叠角
丫 = 26.93°
二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为
Ivd = Id/ 3= 97.38/ 3= 32.46(A)
l2a= J2 I d= 79.51 ( A)
ud、iVD1和i2a的波形如下：
OOU2iV D 1Oi2a
O
O
U2
iV D 1
O
i2a
O
三相全控桥，反电动势阻感负载， E=200V, R=1Q, L=乂， U2=220V, =60 ，当①Lb=0和②LB=1mH情况下分别求 Ud、Id 的值，后者还应求 并分别作出Ud与iT的波形。
解：①当Lb = 0时：
Ud= 2.34U2COSa= 2.34X 220X cos6(° = 257.4 (V)
Id =( Ud— E)/ R=( 257.4— 200)/ 1 = 57.4 ( A)
