一、填空題1、晶閘管的關(guān)斷條件是（晶閘管的陽(yáng)極電流不為正值） 。2、晶閘管并聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)采用（均流）措施。3、有源逆變的條件有二： 一是有直流電勢(shì)， 電勢(shì)極性與晶閘管的導(dǎo)通電流方向一致， 其電壓值大于變流器直流平均電壓；其次是晶閘管的（控制角α在90?~180?之間），使Ud為負(fù)值。4、變頻電路中，晶閘管的換流一般有（3）種方式。5、某晶閘管的平均電流Id=100A，波形系數(shù)Kf=1.5，其額定電流為（95.5414）A?！竟絀N=Kfld/1.57】6、某整流電路，在控制角α條件下，輸出平均電流為Id，波形系數(shù)為Kf，則電路的通態(tài)平均電流為（Kfld/1.57）7、三相橋式可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)，其移相范圍是（0~120?）?！救喟氩?~150?】8、變流器工作在逆變狀態(tài)時(shí)，將變流器的交流側(cè)接到交流電源上，交流電可將直流電逆變?yōu)?0Hz的交流電送到電網(wǎng)，這種逆變稱為（有源逆變）。9、電壓源型無(wú)源電路中，晶閘管的換流是在同（組）中進(jìn)行，其輸出的相電壓為（6π的梯形）波形。10、晶閘管過(guò)電流保護(hù)的基本思想：一般是（消除）過(guò)電流。11、IGBT(晶體管)的控制極應(yīng)采用（連續(xù)的）控制信號(hào)。12、功率晶體管其開(kāi)關(guān)速度較快，在電機(jī)控制方面適用于頻率在（1～5）kHz的范圍。13、如果晶閘管的通態(tài)平均電流為100A，則晶閘管的平均電流（可以）超過(guò)100A。14、三相全控橋式可控整流電路輸出電壓的脈動(dòng)頻率為（300Hz）。【50*6】15、三相半波整流電路中自然換相點(diǎn)的相位與相電壓的過(guò)零點(diǎn)的相位差為（30°）。16、直流電通過(guò)可控的電力電子器件變換成交流電，這種變流過(guò)程稱為（逆變）。17、電流源型無(wú)源逆變電路中，晶閘管的換流是在同（組）中進(jìn)行。18、電壓源型無(wú)源逆變（變頻）電路，其輸出相電壓波形為（6π的梯形波）。幅值為直流電源電壓的（2/3）。與晶閘管并聯(lián)的阻容保護(hù)，是為了抑制晶閘管（關(guān)斷時(shí)）時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。20、晶閘管過(guò)電壓保護(hù)的基本思想是設(shè)法將過(guò)電壓的幅值（抑制）到安全范圍之內(nèi)。21、晶閘管串聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)采?。ň鶋海┐胧?。22、晶閘管為PNPN四層三端結(jié)構(gòu)，具有單向（可控）導(dǎo)電性的特性。23、整流電路是一種 AC－DC變換電路，即將交流電能變換為（直流電能）的電路。24、m相可控整流電路中，在變壓器漏抗影響下的等效內(nèi)阻為（ mXB/2π）。25、電流源型變頻電路的輸出線電壓為六拍矩形波，而輸出相電壓為（ ）波形。26、晶閘管過(guò)電壓保護(hù)的基本思想：一般是（抑制）過(guò)電壓。27、電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)， 是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和 （控制）的技術(shù)。28、絕緣柵雙極晶體管綜合了 GTR和MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，是三端功率器件，具有（基極 B）、集電極C和發(fā)射極 E。29、改變SPWM逆變器的調(diào)制比，可以改變（ ）的幅值。30、抑制過(guò)電壓的方法之一，是用（ ）吸收可能產(chǎn)生過(guò)電壓的能量，并用電阻將其消耗。1二、簡(jiǎn)述題1、簡(jiǎn)述額定電流為 200A的晶閘管，其實(shí)際平均電流能否超過(guò) 200A使用？2、在三相橋式全控整流電路中，負(fù)載是電阻性的。如果有一個(gè)晶閘管失效，不能導(dǎo)通，此時(shí)整流波形如何？3、簡(jiǎn)述為什么交流調(diào)壓電路的輸出電流通常是斷續(xù)的？答：采用相位控制的交流調(diào)壓電路，通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的控制角可以調(diào)節(jié)調(diào)壓電路的輸出電壓。如電流連續(xù)，則輸出電壓連續(xù)，輸出電壓與輸入電壓相同，即輸出電壓不能調(diào)節(jié)，因此交流調(diào)壓電路的輸出電流通常是斷續(xù)的。4、晶閘管關(guān)斷的條件是什么， 如何實(shí)現(xiàn)？晶閘管處于阻斷狀態(tài)時(shí)， 其兩端的電壓由什么決定？5、采用鋸齒波觸發(fā)電路的整流電路，主電路的晶閘管上交流電源與相應(yīng)觸發(fā)電路的同步交流信號(hào)相位相差多少？并說(shuō)明。6、三相半波整流電路的負(fù)載是電阻和電感，其中 ωL＞＞R。當(dāng)α＞π/2時(shí)，電路的工作情況如何？直流側(cè)的平均電壓可能出現(xiàn)負(fù)值嗎？晶閘管的導(dǎo)通角可能達(dá)到 2π/3嗎？7、三相半波逆變電路中，直流側(cè)接的是反電勢(shì) E和大電感 L，若E＞Ud時(shí)，情況如何？若 E＜Ud時(shí)，情況又如何？8、晶閘管如欲當(dāng)二極管使用，如何連接 ?(較簡(jiǎn)單的要加一種器件 )9、三相半波整流電路，電阻性負(fù)載實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生調(diào)節(jié)控制電壓 Uct=1—2V之間變化，相應(yīng)控制角α=150°—180°，但是電路的輸出電壓 Ud始終為零。試簡(jiǎn)述其原因。10、在三相橋式全控整流電路中，負(fù)載是電阻性的。如果有一個(gè)晶閘管失效，不能導(dǎo)通，此時(shí)整流波形如何？如果有一個(gè)晶閘管被擊穿，其他晶閘管受什么影響？11、簡(jiǎn)述為什么實(shí)現(xiàn)有源逆變只能采用全控電路， 而不能采用半控或有續(xù)流二極管電路？12、電壓源型逆變器能否工作于再生制動(dòng)狀態(tài)，為什么？13、發(fā)生過(guò)電壓的原因有哪些？過(guò)電壓保護(hù)的原則是什么？可以采用哪些過(guò)電壓保護(hù)措施？14、晶閘管并聯(lián)使用時(shí)，為什么需要采用均流措施？15、簡(jiǎn)述電壓源型無(wú)源逆變電路的特點(diǎn)。216、驅(qū)動(dòng)電路的隔離有什么作用？常用的驅(qū)動(dòng)電路隔離方法有哪兩種？答：由于主電路的電壓較高，而控制電路的電壓較低，所以驅(qū)動(dòng)電路必須與主電路之間有良好的電氣隔離，從而保證驅(qū)動(dòng)控制電路的安全和提高抗干擾能力。常用的驅(qū)動(dòng)電路隔離方法有兩種，即光電隔離和磁隔離。光電隔離通常采用光電耦合器，磁隔離通常采用脈沖變壓器。17、電壓源型無(wú)源逆變電路為什么要采用與晶閘管并聯(lián)的續(xù)流二極管？答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí)，電流經(jīng)電路中的可控開(kāi)關(guān)器件流通，而輸出電壓電流極性相反時(shí)，由反饋二極管提供電流通道。18、發(fā)生過(guò)電流的原因有哪些？過(guò)電流保護(hù)的原則是什么？可以采用哪些過(guò)電流保護(hù)措施？答：過(guò)電流產(chǎn)生的原因有：短路、逆變失敗、過(guò)載等。過(guò)電流保護(hù)的原則：消除過(guò)電流。過(guò)電流保護(hù)的措施有：快速熔斷器、快速開(kāi)關(guān)、過(guò)流繼電器、電抗器、電流反饋控制等。19、額定電流為 100A的晶閘管能否承受長(zhǎng)期通過(guò) 150A的直流負(fù)載而不過(guò)熱？答：額定電流為100A的晶閘管能否承受長(zhǎng)期通過(guò)150A的直流負(fù)載而不過(guò)熱。因晶閘管的額定電流ITa定義為：在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相、工頻正弦半波導(dǎo)電，結(jié)溫穩(wěn)定在額定值125℃時(shí)，所對(duì)應(yīng)的通態(tài)平均電流值。這就意味著晶閘管通過(guò)任意波形、有效值為1.57ITa的電流時(shí)，其發(fā)熱溫升正好是允許值，而恒定直流的平均值與有效值相等，故額定電流100A的晶閘管通過(guò)157A的直流負(fù)載電流，其發(fā)熱正好是允許值。20、絕緣柵雙極型功率晶體管（ IGBT）有何突出的優(yōu)點(diǎn)？答：絕緣柵雙極型功率晶體管（IGBT）是兼?zhèn)涔β蕡?chǎng)效應(yīng)管MOSFET的柵極電壓激勵(lì)、高速開(kāi)關(guān)特性和GTR的大電流低導(dǎo)通電阻特性于一體的復(fù)合型器件。21、無(wú)源逆變電路與有源逆變電路有何不同？?jī)煞N電路的不同之處主要是：有源逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)，即交流側(cè)接有電源；而無(wú)源逆變電路的交流側(cè)直接和負(fù)載連接。22、一般三相可控整流電路，如果電源三相進(jìn)線相序接反，會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？由于三相可控整流電路主電路中的晶閘管交流電源的相位與對(duì)應(yīng)晶閘管的觸發(fā)電路中的同步交流信號(hào)相位相差 180°當(dāng)電源三相進(jìn)線相序接反時(shí)，晶閘管電源相位與相應(yīng)觸發(fā)相位不同步，造成晶閘管受正壓時(shí)無(wú)觸發(fā)脈沖，或晶閘管有觸發(fā)脈沖時(shí)受反壓，晶閘管不能導(dǎo)通，電路輸出掉波形，輸出減小。3三、計(jì)算題1、單相橋式半控整流電路向電阻負(fù)載供電，畫(huà)出電路中整流二極管在一個(gè)周期內(nèi)承受電壓的波形。1、解：u2,uTDUωt2、三相全控可控整流電路對(duì)電阻反電勢(shì)負(fù)載供電。R＝1Ω，E＝70.7V，U2＝100V。當(dāng)α＝60°時(shí)，求：1、整流電路輸出電壓的平均值Ud；2、整流電路輸出電流的平均值Id；3、整流電流中晶閘管電流的平均值IdT。2、解：1、整流電路輸出電壓的平均值Ud2.34U2cosUd2.34100cos60Ud117V2、整流電路輸出電流的平均值IdUdER11770.7Id1Id46.3A3、整流電流中晶閘管電流的平均值IdT1Id146.33IdT3IdT15.4A43、某車(chē)床刀架采用小慣量 GZ180直流電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 5.5kW，額定電壓220V，額定電流28A，由三相半波整流電路供電，變壓器二次側(cè)相電壓 U2＝220V。要求啟動(dòng)電流限制在60A，并當(dāng)負(fù)載電流降至3A時(shí)，電流仍連續(xù)。計(jì)算：1、整流變壓器的二次側(cè)電流I2及一次側(cè)電流I1；(10分)2、整流變壓器的視在功率S；（5分)3、晶閘管的額定參數(shù)；(5分)4、平波電抗器L的電感量。(5分)3、解：1、二次側(cè)電流I21Id3I2128＝16.17A3設(shè)一次側(cè)電壓U1＝220V一次側(cè)電流I1U2I2U1I122016.17＝16.17220或I10.471Id＝0.47128＝13.19A2、變壓器視在功率S1S1S2或S3U1I112S3U1I13U2I212S322013.19＋322016.17＝9689（VA）23、晶閘管重復(fù)電壓URRD2U2l23220539V取2～3的電壓余量，即1078V～1617V取整，則晶閘管的額定電壓 UN＝1500V即Id60A,晶閘管的平均電流IdT120A設(shè)計(jì)晶閘管時(shí)選用啟動(dòng)電流。Id令I(lǐng)Tav20A3取1.5～2倍的安全余量，即30A～40A。取整，則晶閘管額定電流為IN40A晶閘管可以選用KP40-15。4、平波電抗器U2L1.46220L1.46＝107mHIdmin354、一臺(tái)單向交流調(diào)壓器（VT1,VT2對(duì)稱反并聯(lián)），其交流電源 u1＝230sinωt，負(fù)載是阻感負(fù)載，其中 R＝0.05Ω，XL＝8.5Ω，f＝50Hz，求1、此調(diào)壓電路控制角的控制范圍；2、該電路輸出電流的最大有效值（5分）；3、該電路的最大輸出功率（5分）；4、解：1.LarctanRarctanXLR8.5arctan90所以晶閘管的控制范圍為：90()≤≤180（π）22. 當(dāng) 時(shí)，輸出電流的有效值最大2U1ImXL2R2Im230/30.05215.6(A)8.523. 當(dāng)輸出電流最大時(shí)，輸出功率最大PmaxIm2RPmax15.620.0512.168()W65、單相橋式整流電路中， U2=100V，R=4Ω，L值極大，電源電壓 E=50V，順向依次串聯(lián)（極性相加） 。當(dāng)α=300時(shí)。求：1、輸出平均電壓和電流；（5分）2、晶閘管電流的平均值。（4分）3、做出ud、id和i2的波形。（6分）5、解：1、Ud＝0.9U2cosα0.9×100×cos30°78.0(V)Id＝(Ud+E)/R=(78.0+50)/4=32(A)ud、id和i2的波形如下圖所示u2udidωtOi2ωt6、三相全控橋的負(fù)載端 R=0.8，L＝5mH。U2l＝230V，工作于逆變狀態(tài)，E＝-290V。β＝π/6時(shí)，估算主電路內(nèi)電流是否連續(xù)，并計(jì)算：1、輸出電流平均值Id；(8分)2、輸出電流有效值（須考慮6次諧波，其中C60.17）；（5分)2U2l3、 晶閘管的平均電流 IdT和有效值 IT；(4分)4、交流電源端的功率因數(shù)。 (3分)6、解：1、整流電路輸出電壓平均值Ud2U2lmsincos6sinmUd2230cos()66Ud269(V)7輸出電流平均值IdUdERId269(290)0.8Id26.3(A)估算主電路電流是否連續(xù)：主電路連續(xù)所需最小電感為L(zhǎng)min0.693U2IdLmin0.693230/33.5(mH)5mH,所以，主電路電流id連續(xù)。26.32、已知C60.17，6次諧波電流有效值為2U2lI60.17U2lR2(6L)2I60.172304.13(A)0.82(62505103)2I6Id2I62I26.324.13226.6(A)3、晶閘管的平均電流IdT1Id3IdT126.38.77(A)3晶閘管的電流有效值IdT1I3IdT115.4(A)26.634、有功功率PRI2EIdP0.826.6229026.37060.95(W)視在功率S2U2lIS223026.68650.86(W)cosPS87060.95cos 0.8168650.867、單相對(duì)稱交流調(diào)壓器（VT1,VT2對(duì)稱反并聯(lián)），用于阻感負(fù)載，其中U1＝110V，R＝9Ω，L＝14mH，f＝50Hz，求1、此調(diào)壓電路控制角的控制范圍（4分）；2、當(dāng)α＝20°時(shí)，負(fù)載電流有效值和表達(dá)式（6分）。7、解：1.tanLR32501410tan90.488tan10.48826所以晶閘管的控制范圍為： 26°≤ ≤180°當(dāng)α＝20°時(shí)，φ＞α電流連續(xù)，晶閘管宜用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。電流是正弦波，滯后負(fù)載電壓φ角。負(fù)載電流的有效值為IU1L)2R2(I11010.98(A)92(25014103)2負(fù)載電流的表達(dá)式i2Isin(t)8、在一次三相半波電阻性負(fù)載實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)控制角α=90°時(shí)，某學(xué)生誤將U、V兩相的觸發(fā)脈沖接反了(觸發(fā)脈沖具有足夠的寬度)，請(qǐng)畫(huà)出此時(shí)的電壓波形，并分析之。8、解：U、V兩相的觸發(fā)脈沖接反，使得U相的觸發(fā)脈沖加到V相電源上，V相的觸發(fā)脈沖加到U相電源上?？刂谱饔媒粨Q了，使電路的輸出波形發(fā)生變化。此時(shí)，V相所對(duì)應(yīng)的脈沖ugV的相位與V相過(guò)零電壓同相位，uv≥0V。V相所對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通180°；U相電壓當(dāng)有觸發(fā)脈沖時(shí)為負(fù)值，它所對(duì)應(yīng)的晶閘管不導(dǎo)通；W相的工作情況與原來(lái)工作狀態(tài)相同。電壓波形如右圖所示的陰影部分。9u2U V W UωtugugV ugU ugWωt9、三相半波可控整流電路對(duì)電阻、電感、反電勢(shì)負(fù)載供電。 R＝1Ω，L＝∞，E＝40V，U＝100V當(dāng)α＝60°時(shí)，求U、I和I。2dddT9、解:Ud1.17U2cos1.17100cos60058.5VIdUdE58.540R18.5A1IdT1Id118.56.17A3310、三相全控橋式變流器，接反電勢(shì)、電阻、電感負(fù)載。其中，U2=220V，0R=1Ω，L值極大，LB=1mH。當(dāng)E=400V、β=60時(shí)，求：2、此時(shí)送回電網(wǎng)的平均功率是多少？10、解：1、 Ud1=2.34 U2cosα=2.34×220×cos12002.34×220×（－0.5）－257.4Id＝（Ud1－E）/（R＋mXB/2π）（Ud1－E）/（R＋mfLB）-3＝（－257.4＋400）/(1+6×50×1×10)10Ud=2.34U2cosα－mXB/2πId＝－257.4－0.3×109.7＝－290.3（V）√2Usin(π/m)cosα－cos（α＋γ）＝XId/B2lcos（α＋γ）＝cosα－XBId/√2U2l=cos1200-2πfLBId/√2×√3×220×sin(π/6)=-0.5－0.1278=-0.62780α＋γ =128.90γu2l=8.9uduWV uUV uUW uVW uVU uWU uWV(4分)ωt圖需要補(bǔ)充2、P=Ud1Id=－257.4×109.7×10-3kW=－28.2368kW11、三相全控橋式整流電路工作在逆變狀態(tài)，在直流側(cè)，R＝1Ω，L＝5mH，E＝200V，交流相電壓U2＝110V，整流變壓器折算到二次側(cè)的漏感LB＝1mH，控制角α＝120°。計(jì)算Ud、Id、γ和輸出電流有效值（要考慮幅值最大的一個(gè)高次諧波）I、晶閘管電流的平均值和有效值以及交流電源端的功率因數(shù)。（當(dāng)α＝120°時(shí)，6次諧波電壓幅值的標(biāo)幺值為0.28）11、解：Ud1＝2.34U2cosα2.34×110×cos120°-128.7VId＝(Ud1－E)/(R＋mXB/2π)＝（－128.7＋200）/(1＋6×2π×50×1×10－3/2π)＝54.85A）Ud＝2.34U2cosα－mXBId/2π2.34U2cosα－mfLBId＝－145.2V用近似公式計(jì)算保證電流連續(xù)的臨界電感量L＝0.693U2/Id1.39mH現(xiàn)L＝5mH。故在上述運(yùn)行條件下電流是連續(xù)的。cos（120°＋γ）＝cos120－XBId/√2U2lsin（π/3）cos120°－2π×50×1×10－3×54.85/√2×110×sin（π/3）＝－0.628γ＝8.9°由于三相橋中，最大幅值的高次諧波是 6次諧波，其電壓幅值的標(biāo)幺值為：11C6 0.282U2l次諧波電流有效值：I60.283110(62505103)21253.355.63A19.4242IId2I6254.852 5.63255.14A晶閘管電流的平均值和有效值分別為Id118.28AIdT54.85A33I131.84AIT55.14A33送回電網(wǎng)的功率為P＝UdId＝-128.7×54.85＝－7.059Kw視在功率為：S＝2U2lI2311055.14VA14.86VA12、一個(gè)交流單相全波晶閘管調(diào)壓器。VT如圖11L所示，用以控制從u=220√2sinVTωt交流電源送至電阻為0.23Ω、電感RU1為0.73mH的串聯(lián)負(fù)載電路的功率。試求：⑴晶閘管的控制范圍；單相交流調(diào)壓器圖1⑵ 輸出電流的最大有效值；⑶ 最大輸出功率和功率因數(shù)；12、解：⑴ φ＝arctg ωL/R=arctg2 ×3.14×50×0.73×10-3/0.23π/4所以晶閘管的控制范圍為：π /4≤φ≤π⑵ 當(dāng)φ＝π/4時(shí)，輸出電流的有效值最大2 2＝220/√(0.232+0.232)12677(A)當(dāng)輸出電流最大時(shí)，輸出功率最大Pmax=Im2R=6772×0.23=105415W＝105.415kW視在功率為：PS＝U1Im＝220×677＝148.94kW功率因素：cosφ＝Pmax/PS105.415÷148.940.708四、設(shè)計(jì)題1、設(shè)計(jì)題試設(shè)計(jì)一個(gè)可控整流電路，負(fù)載為電阻。要求電路的輸出電壓Ud=100～200V可調(diào)，Id=500A。1、 設(shè)計(jì)可控整流電路，畫(huà)出整流電路圖并說(shuō)明設(shè)計(jì)的思想（6分）。2、 設(shè)計(jì)電路中的變壓器和整流器件額定參數(shù)（4分）。1、200×500＝100Kw,可控整流電路應(yīng)考慮三相電解：1.由于輸出功率達(dá)到路；由于三相橋式電路沒(méi)有直流磁化問(wèn)題，電網(wǎng)能平衡運(yùn)行，輸出功率較大,且變流器輸出功率4kW以下的變流器可以采用單相變流器,4kW以上的裝置至少采用三相橋式電路.因此，設(shè)計(jì)電路采用三相可控橋式整流電路，變壓器采用/Y接法,以消除3次諧波。如下圖所示。U1U2VT1VT3VT5RV1V2LW1W2VT4VT6VT2設(shè)αmin＝00由Ud=2.34 U2cos