浙江大学远程教育学院。
电力电子技术》课程作业。
第1章。1.把一个晶闸管与灯泡串联,加上交流电压,如图1-37所示。
图 1-37
问:(1)开关s闭合前灯泡亮不亮?(2)开关s闭合后灯泡亮不亮?(3)开关s闭合一段时间后再打开,断开开关后灯泡亮不亮?原因是什么?
答:(1)不亮
2)亮。3)不亮,因为交流电从正半周到负半周过零后晶闸管关断,下一个正半周由于无正向门极电压晶闸管不导通。
2.在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠,可能是什么现象和原因?冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因?
答:因为环境温度会影响门极触发电压ugt和门极触发电流igt,当环境温度或元件工作温度升高时,igt,ugt 会显著降低,当环境温度降低时,igt,ugt会有所增加。所以导致同一晶闸管夏天工作正常,冬天工作不正常的现象。
3.型号为kp100-3,维持电流ih=4ma的晶闸管,使用在如图1-38电路中是否合理?为什么?(分析时不考虑电压、电流裕量)
abc)图 1-38 习题5图。
答:(a)id < ih,无法导通,不合理。
b) 故不能正常工作。
c) id=160/1=160a>ih it=id=160a>1.57×100=157a 故能不能正常工作。
4.什么是igbt的擎住现象?使用中如何避免?
答:静态擎住:ic>icm
动态擎住:关断时产生,j2结反压很快建立。
大此电流可在rbr上产生npn管导通的正向偏压从而产生擎住现象 。
措施:icrg上升,使关断速度下降,减小重加。
第2章。1.出图2-57中①~⑨各保护元件及vdf、ld的名称及作用。(lj为过流继电器)
图2-57 三相桥式整流电路的保护。
答:(1)交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt
2)压敏电阻过压保护。
3)交流侧阻容保护过压保护。
4)桥臂电感限du/dt(由元件换流引起)、di/dt
5)快熔过流保护。
6)过压保护电容限制关断过电压对元件的损害。
7)抑振电阻防止lc振荡,限制电容放电电流。
8)直流侧压敏电阻直流侧过压保护。
9)过流继电器过流时,继电器开路,保护主电路。
10)vdf续流二极管为负载电路提供通路,过压保护。
11)ld平波电抗器防止直流电流波动(断流)
2.gtr、igbt等过流保护中,为何要采用检测集射极电压作为保护基准?
答:检测集射极电压uce作为过流保护原则,在相同的相对测量误差下,工作点的移动最少,结果较准确。
3.gtr、p-mosfet、igbt吸收电路的基本结构如何?其减少被保护器件开关损耗的机理如何?
答:缓冲电路的功能包括抑制和吸收两个方面。下图为电路的基本结构,串联的ls用于抑制di/dt的过量。
并联的cs通过快速二极管vd充电,吸收器件上出现的过电压能量,由于电容电压不会跃变,限制了重加 du/dt.当器件开通时cs上的能量经rs释放。对于工作频率较高,容量较少的装置,为了减少损耗,可将图(a)的rlcd电路简化为图(b)的形式,这种由rcd网络构成的缓冲电路普遍用于gtr,gto,电力mosfet及igbt等电力电子器件的保护。
第3章。1、某电阻负载要求(0~24)v直流电压,最大负载电流id=30a,采用单相半波可控整流电路。如交流采用220v直接供电与用变压器降至60v供电是否都满足要求?
试比较两种方案的晶闸管导通角、额定电压、额定电流、整流电路功率因数以及对电源要求的容量。
答:(1) 220v供电。
2)60v供电。
2、单相桥式可控整流电路,带电阻—大电感负载,rd=4ω,变压器次级电压有效值u2=220v。试计算当控制角α=60°时,直流电压、电流平均值。如果负载两端并接一续流二极管,其直流电压、电流平均值又是多少?
并求此时流过晶闸管和续流二极管的电流平均值、有效值,画出两种情况下的输出电压、电流波形。
答:(1)无续流二极管。
ud = 0.9u2cosα= 0.9×220×cos60 = 99 v
id = ud/rd = 99/4 =24.75 a
2) 有续流二极管。
3、三相半波可控整流电路,大电感负载,u2=220v,rd=10ω,求α=45°时直流平均电压ud,晶闸管电流平均值及有效值,并画出输出直流电压ud及晶闸管电流it波形。
答:ud = 1.17u2cosα =1.17×220×cos45 = 182 v
id = ud/rd = 182/10 = 18.2 a idt = id/3 = 18.2/3 = 6.1 a
4、上题如负载两端并接续流二极管,此时直流平均电压ud及直流平均电流id多少?晶闸管及续流二极管的电流平均值及有效值各多少?并画出输出直流电压ud,晶闸管及续流二极管电流波形。
答:5、三相桥式全控整流电路对电阻—电感—反电势负载供电。e=200v,rd=1ω,ld数值很大,u2=220v,α=30°,当(1) lb=0;(2)lb=1mh时,分别求ud、id和换流重叠角μ。
6、三相半波可控整流电路带电阻性负载,a相晶闸管vt1触发脉冲丢失,试画出α=15°及α=60°时的直流电压ud波形,并画出α=60°时b相vt2管两端的电压ut2波形。
答:7、图3-39中的两个电路,一个工作在整流—电动机状态,另一个工作在逆变—发电机状态。试求。
1) 画出ud,e,id的方向;
2) 说明e与ud的大小关系;
3) 当α与β的最小值均为30°,控制角α的移相范围。
答:图3-39
控制角α的移相范围: 30°~150 °
8、三相半波逆变电路,u2=100v,e=30v,rd=1ω,ld足够大,保证电流连续。试求α=90°时id=?如若β=60°时,id=?为什么?
解: (1) ud = 1.17u2cosα =1.17×100×cos90 = 0 v
2) ud = 1.17u2cosβ =1.17×100×cos60 = 58.5 v
故不满足逆变条件 id ≈0
第4章。1.直流—直流(dc—dc)变换有哪几种控制方式?它们又是如何具体实现的?
答:控制方式有:
2.简述boost-buck变换电路与cúk变换电路的异同点。
答:cùk变换器与boost -buck变换器的变换功能相同,有以下差异:
1)cùk变换器输入电源电流和输出负载电流均连续,脉动小,有利于滤波。
2)cùk变换器借助电容传输能量,boost -buck变换器借电感传输能量,故cùk变换器的电容器c1中脉动电流大,要求电容量大。
3)cùk变换器v导通时要流过电感l1和l2的电流,故功率开关的峰值电流大。
第5章。1.阐述和区分:1)有源逆变和无源逆变;2)逆变与变频;3)交—直—交变频和交—交变频。
答:(1)将直流电逆变成电网频率的恒频交流电并输送给电网,再通过电网供给用电负载的变换称有源逆变。将直流电逆变成频率可变的交流电并直接供给用电负载,称为无源逆变。
2)将直流电变换成交流电,即dc-ac变换称为逆变。变频是将一种频率的交流电变换成另一种频率的交流电的过程。
3)交—直—交变频将一种频率的交流电经整流变换成直流,再经无源逆变变换成频率可变换的交流电。交—交变频是将一种频率的交流电变换成另一种频率的交流电的过程。
2.晶闸管无源逆变器有几种换流方式?负载谐振换流式逆变器和强迫换流式逆变器中的电容器c的作用有何异、同?
答:1. (1)电网换流。
利用电网电压换流,只适合交——交变频器。
(2)负载谐振式换流。
利用负载回路中形成的振荡特性,使电流自动过零,只要负载电流超前于电压时间大于tq,即能实现换流,分串,并联。
3)强迫换流。
附加换流环节,任何时刻都能换流
3.pwm调制有哪些方法?它们各自的出发点是什么?
答:正弦脉宽控制:着眼于如何生成一个变频变压的正弦电压源。
电流滞环控制:着眼于如何在负载中生成一个变频变幅值的正弦电流源。
电压空间矢量控制:着眼于如何控制三相逆变器的功率开关动作来改变施加在电机上的端电压,使电机内部形成尽可能圆形的磁场。
4.什么是单极性、双极性pwm?什么是同步调制、异步调制、混合同步调制?各有什么优、缺点?
答:单极性调制:半周期内调制波、载波以及输出的spwm波形都具有单一极性的调制方式。
双极性调制:半周期内,调制波、载波以及输出spwm波均有正、负极性的电压交替出现的调制方式。
同步调制:载波频率随调制波频率成比例变化,在任何输出频率下保持每半周期内的输出脉冲数不变。
异步调制:在任何时候保持载波频率不变,此时半周期内的输出脉冲在不同输出频率下均不同。
混合(分段)同步调制:综合采用同步调制和异步调制的方法。
同步调制的优点:波形稳定,正负半周完全对称,只含奇次谐波。
缺点:低频时输出电压谐波含量比高频时大的多,低频输出特性不好。
异步调制的优点:可以增加低频输出脉冲,改善输出特性。
缺点:正负半轴的输出波形不能完全对称,会出现偶次谐波,也会影响输出特性。
混合(分段)同步调制综合了以上两种调制方法的优点。
电力电子技术离线作业
浙江大学远程教育学院。电力电子技术 课程作业。第1章。1 把一个晶闸管与灯泡串联,加上交流电压,如图1 37所示。图 1 37 问 1 开关s闭合前灯泡亮不亮?2 开关s闭合后灯泡亮不亮?3 开关s闭合一段时间后再打开,断开开关后灯泡亮不亮?原因是什么?答 1 不亮 2 亮 3 不亮,出现电压负半周...
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电力电子技术作业
第一次 1 分析晶闸管的工作原理及动态特性。2 p42,第3题。3 p42,第6题。第二次 1 分析电力mosfet的动态特性。2 简述igbt的擎住效应及安全工作区。3 p42,第8题。4 p206,第6题。第三次 1 单相桥式全控整流电路,负载电阻,当时,要求 1 出该单相桥式全控整流电路的电路...