《電力電子技術(shù)第二》課后習(xí)題及解答

《電力電子技術(shù)第二》課后習(xí)題及解答《電力電子技術(shù)第二》課后習(xí)題及解答/《電力電子技術(shù)第二》課后習(xí)題及解答《電力電子技術(shù)》習(xí)題及解答第1章思慮題與習(xí)題1.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么?導(dǎo)通后流過晶閘管的電流和負載上的電壓由什么決定?答：晶閘管的導(dǎo)通條件是：晶閘管陽極和陽極間施加正向電壓，并在門極和陽極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負載阻抗決定，負載上電壓由輸入陽極電壓UA決定。1.2晶閘管的關(guān)斷條件是什么?如何實現(xiàn)?晶閘管處于阻斷狀態(tài)時其兩頭的電壓大小由什么決定?答：晶閘管的關(guān)斷條件是：要使晶閘管由正導(dǎo)游通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采納陽極電壓反向使陽極電流IA減小，IA降落到保持電流IH以下時，晶閘管內(nèi)部成立的正反應(yīng)沒法進行。從而實現(xiàn)晶閘管的關(guān)斷，其兩頭電壓大小由電源電壓UA決定。1.3溫度高升時，晶閘管的觸發(fā)電流、正反向漏電流、保持電流以及正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓如何變化？答：溫度高升時，晶閘管的觸發(fā)電流隨溫度高升而減小，正反向漏電流隨溫度高升而增大，保持電流IH會減小，正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓隨溫度高升而減小。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，陽極電壓高升至相當(dāng)高的數(shù)值；(1)陽極電壓上漲率du/dt過高；結(jié)溫過高。1.5請簡述晶閘管的關(guān)斷時間定義。答：晶閘管從正朝陽極電流降落為零到它恢復(fù)正向阻斷能力所需的這段時間稱為關(guān)斷時間。即tqtrrtgr。1.6試說明晶閘管有哪些派生器件？答：迅速晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管等。1.7請簡述光控晶閘管的相關(guān)特色。答：光控晶閘管是在一般晶閘管的門極區(qū)集成了一個光電二極管，在光的照耀下，光電二極管電流增添，此電流即可作為門極電觸發(fā)電流使晶閘管開通。主要用于高壓大功率場合。1.8型號為KP100-3，保持電流IH=4mA的晶閘管，使用在圖題1.8所示電路中能否合理，為何?(暫不考慮電壓電流裕量)圖題1.8答：（a）因為IA100VIH，所以不合理。2mA50K(b)因為IA200VKP100的電流額定值為100Ａ，裕量達５倍，太大了。20A,10（c）因為IA150V150A，大于額定值，所以不合理。11.9圖題1.9中實線部分表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為Im，試計算各圖的電流均勻值．電流有效值和波形系數(shù)。解：圖(a)：圖(b)：圖(c)：圖(d)：

1Imsintd(ImIT(AV)=t)=20IT=1(Imsint)2d(t)=Im202Kf=IT=1.57IT(AV)圖題1．9IT(AV)=1Imsintd(t)=2Im0IT=1(Imsint)2d(Im0t)=2Kf=IT=1.11IT(AV)IT(AV)=1Imsintd(t)=3Im32IT=1(Imsint)2d(t)=Im130.63Im338Kf=IT=1.26IT(AV)1Imsintd(3ImIT(AV)=t)=234IT=1(Imsint)2d(t)=Im130.52Im2366圖(e)：圖(f)：

Kf=IIT(AV)=IT=Kf=IIT(AV)=IT=Kf=I

IT=1.78T(AV)14Imd(t)=2014Im2d(t)=20IT=2.83T(AV)12Imd(t)=2012Im2d(t)=20IT=2T(AV)

Im8Im22Im4Im21.10上題中，如不考慮安全裕量，問額定電流100A的晶閘管同意流過的均勻電流分別是多少?解：(a)圖波形系數(shù)為1.57，則有：1.57IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=100A(b)圖波形系數(shù)為1.11，則有：1.11IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=141.4A(c)圖波形系數(shù)為1.26，則有：1.26IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=124.6A(d)圖波形系數(shù)為1.78，則有：1.78IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=88.2A(e)圖波形系數(shù)為2.83，則有：2.83IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=55.5A(f)圖波形系數(shù)為2，則有：2IT(AV)=1.57100A,IT(AV)=78.5A1.11某晶閘管型號規(guī)格為KP200-8D，試問型號規(guī)格代表什么意義?解：KP代表一般型晶閘管，200代表其晶閘管的額定電流為200A，8代表晶閘管的正反向峰值電壓為800V，D代表通態(tài)均勻壓降為0.6VUT0.7V。1.121.12所示，試畫出負載Rd上的電壓波形(不考慮管子的導(dǎo)通壓降)。圖題1.12解：其波形以以下圖所示：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（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)通時的回路方程：LdiARiAEdtEtL可解得iAe)，=(1=1RR要維保持持晶閘管導(dǎo)通，iA(t)一定在擎住電流IL以上，即t150106150s，所以脈沖寬度一定大于150μs。1.14單相正弦溝通電源，晶閘管和負載電阻串連如圖題1.14所示，溝通電源電壓有效值為220V。(1)考慮安全余量，應(yīng)如何選用晶閘管的額定電壓？(2)若當(dāng)電流的波形系數(shù)為Kf=2.22時，經(jīng)過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,取實質(zhì)工作電壓的2倍UT=22022622V,取600V（2）因為Kf=2.22,取兩倍的裕量，則：2IT(AV)2.22100A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，集電極電流IC急劇增大（雪崩擊穿），但此時集電極的電壓基本保持不變，這叫一次擊穿。發(fā)生一次擊穿時，假如持續(xù)增大UCE，又不限制IC，IC上漲來臨界值時，UCE忽然降落，而IC持續(xù)增大（負載效應(yīng)），這個現(xiàn)象稱為二次擊穿。1.16如何確立GTR的安全工作區(qū)SOA?答：安全工作區(qū)是指在輸出特征曲線圖上GTR能夠安全運轉(zhuǎn)的電流、電壓的極限范圍。按基極偏量分類可分為：正偏安全工作區(qū)FBSOA和反偏安全工作區(qū)RBSOA。正偏工作區(qū)又叫開通工作區(qū)，它是基極正向偏量條件下由GTR的最大同意集電極功耗PCM以及二次擊穿功率PSB，ICM，BUCEO四條限制線所圍成的地區(qū)。反偏安全工作區(qū)又稱為GTR的關(guān)斷安全工作區(qū)，它表示在反向偏置狀態(tài)下GTR關(guān)斷過程中電壓UCE，電流IC限制界限所圍成的地區(qū)。1.17GTR對基極驅(qū)動電路的要求是什么？答：要求以下：（1）供應(yīng)適合的正反向基流以保證GTR靠譜導(dǎo)通與關(guān)斷，（2）實現(xiàn)主電路與控制電路隔絕，（3）自動保護功能，以便在故障發(fā)生時迅速自動切除驅(qū)動信號防止破壞GTR。（4）電路盡可能簡單，工作穩(wěn)固靠譜，抗擾亂能力強。1.18在大功率GTR構(gòu)成的開關(guān)電路中為何要加緩沖電路?答：緩沖電路能夠使GTR在開通中的集電極電流緩升，關(guān)斷中的集電極電壓緩升，防止了GTR同時承受高電壓、大電流。另一方面，緩沖電路也能夠使GTR的集電極電壓變化率du和集dt電極電流變化率di獲得有效值克制，減小開關(guān)消耗和防備高壓擊穿和硅片局部過熱熔通而破壞dtGTR。1.19與GTR對比功率MOS管有何優(yōu)弊端?答：GTR是電流型器件，功率MOS是電壓型器件，與GTR對比，功率MOS管的工作速度快，開關(guān)頻次高，驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，無二次擊穿問題，安全工作區(qū)寬，并且輸入阻抗可達幾十兆歐。但功率MOS的弊端有：電流容量低，承受反向電壓小。1.20從構(gòu)造上講，功率MOS管與VDMOS管有何差別?答：功率MOS采納水平構(gòu)造，器件的源極S，柵極G和漏極D均被置于硅片的一側(cè)，通態(tài)電阻大，性能差，硅片利用率低。VDMOS采納二次擴散形式的P形區(qū)的N+型區(qū)在硅片表面的結(jié)深之差來形成極短的、可精準(zhǔn)控制的溝道長度（1~3m）、制成垂直導(dǎo)電構(gòu)造能夠直接裝漏極、電流容量大、集成度高。1.21試說明VDMOS的安全工作區(qū)。答：VDMOS的安全工作劃分為：（1）正向偏置安全工作區(qū)，由漏電源通態(tài)電阻限制線，最大漏極電流限制線，最大功耗限制線，最大漏源電壓限制線構(gòu)成。（2）開關(guān)安全工作區(qū)：由最大峰值漏極電流I，最大漏源擊穿電壓BU最高結(jié)溫IJM所決定。（3）換向安全工作區(qū)：換向速度CMDSdi一準(zhǔn)時，由漏極正向電壓UDS和二極管的正向電流的安全運轉(zhuǎn)極限值IFM決定。dt1.22試簡述功率場效應(yīng)管在應(yīng)用中的注意事項。答：（1）過電流保護，（2）過電壓保護，（3）過熱保護，（4）防靜電。1.23與GTR、VDMOS對比，IGBT管有何特色?答：IGBT的開關(guān)速度快，其開關(guān)時間是同容量GTR的1/10，IGBT電流容量大，是同容量MOS的10倍；與VDMOS、GTR對比，IGBT的耐壓能夠做得很高，最大同意電壓UCEM可達4500V，IGBT的最高同意結(jié)溫TJM為150℃，并且IGBT的通態(tài)壓降在室平和最高結(jié)溫之間變化很小，擁有優(yōu)秀的溫度特征；通態(tài)壓降是同一耐壓規(guī)格VDMOS的1/10，輸入阻抗與MOS同。1.24下表給出了1200V和不一樣樣級電流容量IGBT管的柵極電阻介紹值。試說明為何隨著電流容量的增大，柵極電阻值相應(yīng)減??？電流容量／A255075100150200300柵極電阻／Ω502515128.253.3答：對必定值的集電極電流，柵極電阻增大柵極電路的時間常數(shù)相應(yīng)增大，關(guān)斷時柵壓降落到關(guān)斷門限電壓的時間變長，于是IGBT的關(guān)斷消耗增大。所以，跟著電流容量的增大，為了減小關(guān)斷消耗，柵極電阻值相應(yīng)減小。應(yīng)該注意的是，太小的柵極電阻會使關(guān)斷過程電壓變化加劇，在消耗同意的狀況下，柵極電阻不使用宜太小。1.25在SCR、GTR、IGBT、GTO、MOSFET、IGCT及MCT器件中，哪些器件能夠承受反向電壓？哪些能夠用作靜態(tài)溝通開關(guān)？答：SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT都可承受反向電壓。SCR能夠用作靜態(tài)開關(guān)。1.26試說明相關(guān)功率MOSFET驅(qū)動電路的特色。答：功率MOSFET驅(qū)動電路的特色是：輸入阻抗高，所需驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單，工作頻次高。1.27試述靜電感覺晶體管SIT的構(gòu)造特色。答：SIT采納垂直導(dǎo)電構(gòu)造，溝道短而寬，適合于高電壓，大電流的場合，其漏極電流擁有負溫度系數(shù)，可防止因溫度高升而惹起的惡性循環(huán)漏極電流通路上不存在PN結(jié)，一般不會發(fā)生熱不穩(wěn)固性和二次擊穿現(xiàn)象，其安全工作區(qū)范圍較寬,關(guān)斷它需加10V的負柵極偏壓UGS,使其導(dǎo)通，能夠加5~6V的正柵偏壓+UGS，以降低器件的通態(tài)壓降。1.28試述靜電感覺晶閘管SITH的構(gòu)造特色。答：其構(gòu)造在SIT的構(gòu)造上再增添一個P+層形成了無胞構(gòu)造。SITH的電導(dǎo)調(diào)制作用使它比SIT的通態(tài)電阻小，通態(tài)壓降低，通態(tài)電流大，但因器件內(nèi)有大批的儲存電荷，其關(guān)斷時間比SIT要慢，工作頻次低。1.29試述MOS控制晶閘管MCT的特色和使用范圍。答：MCT擁有高電壓，大電流，高載流密度，低通態(tài)壓的特色，其通態(tài)壓降只有ＧＴＲ的１／３左右，硅片的單位面積連續(xù)電流密度在各樣器件中是最高的，此外，ＭＣＴ可承受極高的di/dt和du/dt。使得其保護電路簡化，ＭＣＴ的開關(guān)速度超出ＧＴＲ，且開關(guān)消耗也小。1.30緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何差別，各自的功能是什么？答：緩沖電路的作用是克制電力電子器件的內(nèi)因過電壓du/dt或許過電流di/dt,減少器件的開關(guān)消耗。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路是對du/dt克制的電路，用于克制器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，克制du/dt，減小關(guān)斷消耗。開通緩沖電路是對di/dt克制的電路，用于克制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器件的開通消耗。第2章思慮題與習(xí)題2.1什么是整流？它與逆變有何差別？答：整流就是把溝通電能變換成直流電能，而將直流變換為溝通電能稱為逆變，它是對應(yīng)于整流的逆向過程。2.2單相半波可控整流電路中，假如：晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖；晶閘管內(nèi)部短路；晶閘管內(nèi)部斷開；試剖析上述三種狀況負載兩頭電壓

ud和晶閘管兩頭電壓

uT的波形。答：（

1）負載兩頭電壓為

0，晶閘管上電壓波形與

U2同樣；2）負載兩頭電壓為U2，晶閘管上的電壓為0；3）負載兩頭電壓為0，晶閘管上的電壓為U2。2.3某單相全控橋式整流電路給電阻性負載和大電感負載供電，在流過負載電流均勻值同樣的狀況下，哪一種負載的晶閘管額定電流應(yīng)選擇大一些?答：帶大電感負載的晶閘管額定電流應(yīng)選擇小一些。因為擁有電感，當(dāng)其電流增大時，在電感上會產(chǎn)生感覺電動勢，克制電流增添。電阻性負載時整流輸出電流的峰值大些，在流過負載電流均勻值同樣的狀況下，為防此時管子燒壞，應(yīng)選擇額定電流大一些的管子。2.4某電阻性負載的單相半控橋式整流電路，若此中一只晶閘管的陽、陰極之間被燒斷，試畫出整流二極管、晶閘管兩頭和負載電阻兩頭的電壓波形。解：設(shè)α=0，T2被燒壞，以以下圖：2.5相控整流電路帶電阻性負載時，負載電阻上的

Ud與

Id的乘積能否等于負載有功功率，為何?帶大電感負載時，負載電阻

Rd上的

Ud與

Id的乘積能否等于負載有功功率，為何

?答：相控整流電路帶電阻性負載時，負載電阻上的均勻功率

Pd

UdId不等于負載有功功率PUI

。因為負載上的電壓、電流是非正弦波，除了直流

Ud與Id外還有諧波重量

U1,U2,

和I1,I2,，負載上有功功率為PPd2P12P22>PdUdId。相控整流電路帶大電感負載時，固然Ud存在諧波，但電流是恒定的直流，故負載電阻Rd上的Ud與Id的乘積等于負載有功功率。2.6某電阻性負載要求0~24V直流電壓，最大負載電流Id=30A，如采納由220V溝通直接供電和由變壓器降壓到60V供電的單相半波相控整流電路，能否兩種方案都能知足要求?試比較兩種供電方案的晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電路的功率因數(shù)及對電源容量的要求。解：采納由220V溝通直接供電當(dāng)0時：Udo=0.45U2=0.45220=99V由變壓器降壓到60V供電當(dāng)0時：Ud=0.45U2=0.4560=27V所以，只需調(diào)理都能夠知足輸出0~24V直流電壓要求。采納由220V溝通直接供電時：1cosUd0.45U2，2Ud==24V時

取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為622V和108A。電源供應(yīng)有功功率PI22R8420.85644.8W電源供應(yīng)視在功率SU2I28422018.58kVA電源側(cè)功率因數(shù)PFP0.305S采納變壓器降壓到60V供電：Ud0.45U21cos，2Ud==24V時39,18039141取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為168.8V和65.4A。變壓器二次側(cè)有功功率PI22R51.3820.82112W變壓器二次側(cè)視在功率SU2I26051.383.08kVA電源側(cè)功率因數(shù)PFP0.68S2.7某電阻性負載，Rd=50Ω,要求Ud在0~600V可調(diào)，試用單相半波和單相全控橋兩種整流電路來供應(yīng)，分別計算：晶閘管額定電壓、電流值；連結(jié)負載的導(dǎo)線截面積(導(dǎo)線同意電流密度j=6A／mm2)；負載電阻上耗費的最大功率。解：（1）單相半波0時,U2Ud6001333V,IdUd6000.45Rd12A0.4550晶閘管的最大電流有效值IT1.57Id18.8A晶閘管額定電流為IT(AV)IT12(A)1.57晶閘管承受最大電壓為URM2U2=1885V取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。所選導(dǎo)線截面積為SI18.83.13mm2J6負載電阻上最大功率PRIT2R17.7kW（2）單相全控橋0時,U2Ud600Ud60012A0.9667V,IdRd500.9負載電流有效值I1.11Id13.3A(Kf=1.11)晶閘管的額定電流為IT(AV)IT6(A)I1.57IT=2晶閘管承受最大電壓為URM2U2=1885V取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和20A。I13.32所選導(dǎo)線截面積為S2.22mmJ6負載電阻上最大功率PI2RkWR8.92.8整流變壓器二次側(cè)中間抽頭的雙半波相控整流電路如圖題2.8所示。(1)說明整流變壓器有無直流磁化問題?(2)分別畫出電阻性負載和大電感負載在α=60時°的輸出電壓Ud、電流id的波形，比較與單相全控橋式整流電路能否同樣。若已知U2=220V，分別計算其輸出直流電壓值Ud。（3）畫出電阻性負載α=60時°晶閘管兩頭的電壓uT波形，說明該電路晶閘管承受的最大反向電壓為多少?圖題2.8解：（1）因為在一個周期內(nèi)變壓器磁通增量為零，所以沒有直流磁化。（2）其波形以以下圖所示，與單相全控橋式整流電路同樣。電阻性負載：UdU1cos0.9220(1cos600)V22感性負載：Ud0.9U2cos99V(3)其波形以以下圖所示，晶閘管承受的最大反向電壓為22U2。2.9帶電阻性負載三相半波相控整流電路，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點以前15°處，剖析電路工作狀況，畫出觸發(fā)脈沖寬度分別為10°和20°時負載兩頭的電壓ud波形。解：三相半波相控整流電路觸發(fā)脈沖的的最早觸發(fā)時刻在自然換流點，如觸發(fā)脈沖左移到自然換流點以前15°處，觸發(fā)脈沖寬度為10°時，不可以觸發(fā)晶閘管，ud=0。觸發(fā)脈沖寬度為15°時，能觸發(fā)晶閘管，其波形圖相當(dāng)于α=0°時的波形。2.10三相半波相控整流電路帶大電感負載，Rd=10Ω，相電壓有效值U2=220V。求α=45°時負載直流電壓Ud、流過晶閘管的均勻電流IdT和有效電流IT，畫出ud、iT2、uT3的波形。15解：Ud62U2sintd(t)1.17U2cos2/36因為：U2220V，450Ud=1.17U2cos45=182Vud、iT2、uT3波形圖以下所示：2.11在圖題2.11所示電路中，當(dāng)α=60時°，畫出以下故障狀況下的ud波形。熔斷器1FU熔斷。熔斷器2FU熔斷。熔斷器2FU、3FU同時熔斷。圖題2.11解：這三種狀況下的波形圖以下所示：(a)(b)(c)2.12現(xiàn)有單相半波、單相橋式、三相半波三種整流電路帶電阻性負載，負載電流Id都是40A，問流過與晶閘管串連的熔斷器的均勻電流、有效電流各為多大?解：設(shè)0單相半波：IdT=Id=40AIT1.57IdT62.8A(Kf=1.57)1單相橋式：IdT=Id=20A21Id=13.3A三相半波：IdT=3當(dāng)00時Ud=1.17U2U2=Ud/1.17o30時U2123IT(3co2s)Rd222.13三相全控橋式整流電路帶大電感負載，負載電阻Rd=4Ω，要求Ud從0~220V之間變化。試求：(1)不考慮控制角裕量時，整流變壓器二次線電壓。(2)計算晶閘管電壓、電流值，如電壓、電流取

2倍裕量，選擇晶閘管型號。解：（

1）因為

Ud=2.34U

2cos

；不考慮控制角裕量，

0

時（2）晶閘管承受最大電壓為

6U2

230.3V取2倍的裕量,URM=460.6V晶閘管承受的均勻電流為1IdT=Id3Ud220V又因為Id455ARd所以IdT=18.33A，取2倍的裕量IdTmax=36.67(A)選擇KP50—5的晶閘管。2.14單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，作為Ubb的削波穩(wěn)壓管Dw兩頭如并接濾波電容，電路可否正常工作?如穩(wěn)壓管破壞斷開，電路又會出現(xiàn)什么狀況?答：在穩(wěn)壓管Dw兩頭如并接濾波電容后，電路可否正常工作。如穩(wěn)壓管破壞斷開，單結(jié)晶體管上峰值電壓太高，不利于單結(jié)晶體管工作。2.15三相半波相控整流電路帶電動機負載并串入足夠大的電抗器，相電壓有效值U2=220V，電動機負載電流為40A，負載回路總電阻為0.2Ω，求當(dāng)α=60°時流過晶閘管的電流均勻值與有效值、電動機的反電勢。解：電流均勻值為：1IdT=Id=40/3=13.33電流有效值為：ITId0.511Id23A3設(shè)電動機的反電勢為ED，則回路方程為：15而Ud62U2sintd(t)1.17U2cos128.7V2/36所以ED128.7400.2V120.72.16三相全控橋電路帶串連Ld的電動機負載，已知變壓器二次電壓為100V，變壓器每相繞組折合到二次側(cè)的漏感L1為100μH，負載電流為150A，求：(1)因為漏抗惹起的換相壓降；(2)該壓降所對應(yīng)整流裝置的等效內(nèi)阻及α=0°的換相重疊角。時解：(1)U3X1Id3250100106150221.5V(2)cos1(cos21Id)6U21.5V0.01等效內(nèi)阻r150A2.17晶閘管裝置中不采納過電壓、過電流保護，采納較高電壓和電流等級的晶閘管行不可以?答：晶閘管裝置中一定采納過電壓、過電流保護，而不可以用高電壓、高電流的晶閘管取代，因為在電感性負載裝置中，晶閘管在開關(guān)斷過程中，可能會出現(xiàn)過沖陽極電壓，此時極易破壞晶閘管。當(dāng)未采取過電流保護，而電經(jīng)過載或短路時更易破壞晶閘管。2.18什么是有源逆變？有源逆變的條件是什么？有源逆變有何作用？答：假如將逆變電路溝通側(cè)接到溝通電網(wǎng)上，把直流電逆變?yōu)橥l次的溝通電，反送到電網(wǎng)上去稱為有源逆變。有源逆變的條件：1）必定要有直流電動勢，其極性一定與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的均勻電壓；（2）變流器一定工作在的地區(qū)內(nèi)使Ud<0。2有源逆變的作用：它可用于直流電機的可逆調(diào)速，繞線型異步電動機的串級調(diào)速，高壓電流輸電太陽能發(fā)電等方面。2.19無源逆變電路和有源逆變電路有何差別？答：有源逆變電路是把逆變電路的溝通側(cè)接到電網(wǎng)上，把直流電逆變?yōu)橥l次的溝通反送到電網(wǎng)去。無源逆變電路的溝通側(cè)直接接到負載，將直流電逆變?yōu)槟骋活l次或可變頻次的溝通供應(yīng)負載。2.20有源逆變最小逆變角受哪些要素限制？為何？答：最小有源逆變角受晶閘管的關(guān)斷時間tq折合的電角度、換相重疊角以及安全裕量角的限制。假如不可以知足這些要素的要求的話，將致使逆變失敗。第3章思慮題與習(xí)題3.1開關(guān)器件的開關(guān)消耗大小同哪些要素相關(guān)？答：開關(guān)消耗與開關(guān)的頻次和變換電路的形態(tài)性能等要素相關(guān)。3.2試比較Buck電路和Boost電路的異同。答；同樣點：Buck電路和Boost電路多以主控型電力電子器件（如GTO，GTR，VDMOS和IGBT等）作為開關(guān)器件，其開關(guān)頻次高，變換效率也高。不一樣點：Buck電路在T關(guān)斷時，只有電感L儲藏的能量供應(yīng)給負載，實現(xiàn)降壓變換，且輸入電流是脈動的。而Boost電路在T處于通態(tài)時，電源Ud向電感L充電，同時電容C集結(jié)的能量供應(yīng)給負載，而在T處于關(guān)斷狀態(tài)時，由L與電源E同時向負載供應(yīng)能量，從而實現(xiàn)了升壓，在連續(xù)工作狀態(tài)下輸入電流是連續(xù)的。3.3試簡述Buck-Boost電路同Cuk電路的異同。答：這兩種電路都有起落壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，并且兩種電路的輸入、輸出關(guān)系式完整同樣，

Buck-Boost電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感

L給濾波電容

C增補能量，輸出電流脈動很大，而

Cuk

電路中接入了傳遞能量的耦合電容

C1，若使

C1足夠大，輸入輸出電流都是光滑的，

有效的降低了紋波，降低了對濾波電路的要求。3.4試說明直流斬波器主要有哪幾種電路構(gòu)造？試剖析它們各有什么特色？答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（Ｂuck），升壓斬波電路（Ｂoost），起落壓斬波電路（Ｂuck－Ｂoost）和庫克（Ｃook）斬波電路。降壓斬波電路是：一種輸出電壓的均勻值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要用于直流穩(wěn)壓電源和直流直流電機的調(diào)速。升壓斬波電路是：輸出電壓的均勻值高于輸入電壓的變換電路，它可用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機的重生制動。起落壓變換電路是輸出電壓均勻值能夠大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。庫克電路也屬起落壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓安穩(wěn)，降低了對濾波器的要求。3.5試剖析反激式和正激式變換器的工作原理。答：正激變換器：當(dāng)開關(guān)管T導(dǎo)通時，它在高頻變壓器初級繞組中儲藏能量，同時將能量傳達到次級繞組，依據(jù)變壓器對應(yīng)端的感覺電壓極性，二極管

D1導(dǎo)通，此時

D2反向截止，把能量儲藏到電感

L中，同時供應(yīng)負載電流

IO

；當(dāng)開關(guān)管

T截止時，變壓器次級繞組中的電壓極性反轉(zhuǎn)過來，使得續(xù)流二極管D2導(dǎo)通（而此時D1反向截止），儲藏在電感中的能量持續(xù)供應(yīng)電流給負載。變換器的輸出電壓為：UO

N2N1

DU

d反激變換器：當(dāng)開關(guān)管

T導(dǎo)通，輸入電壓

Ud便加到變壓器

TR

初級

N1上，變壓器儲藏能量。依據(jù)變壓器對應(yīng)端的極性，可得次級

N2中的感覺電動勢為下正上負，二極管

D截止，次級

N2中沒有電流流過。當(dāng)T截止時，

N2中的感覺電動勢極性上正下負，二極管

D導(dǎo)通。在

T導(dǎo)通時期儲藏在變壓器中的能量便經(jīng)過二極管

D向負載開釋。在工作的過程中，變壓器起儲能電感的作用。輸出電壓為UON2DN11UdD3.6