电力电子变流技术 全本书课后问题详解.doc

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1、第一章　　电力半导体器件　　　　　习题与思考题解　　1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。其方法有二：１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；２）增加负载回路中的电阻。　　1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=

2、4mA，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A，3表示额定电压为300V。对于图(a)，假若晶闸管V被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为　　　　　　　　　　　　因为IV

3、　　（Ｖ）平均电流　　　　　　　　　　(A)波形系数　　　　　　　　　　　所以，　　　　　　　　　ＩＶ＝Kf。ＩＶＡＲ＝1.57×9.9＝15.5(A)而KP100-3允许流过的电流有效值为IVE＝1.57×100＝157(A)，IL300(V)所以，图(b)不满足电压指标，不合理。对于图(c)，电源为直流电源，Ｖ触发导通后，流过Ｖ的最大电流为IV＝150／1＝150(A),即为平均值，亦是有效值。而IVE＝150A，IV＝150(A)<157（A），即

4、IL

5、．单相正弦交流电源，交流电源电压有效值为220V。晶闸管和负载电阻串联连接。试计算晶闸管实际承受的最大正反向电压。若考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压应如何选取？解：该电路运行可能出现施加于晶闸管上最大正反向峰值电压为（V）若考虑晶闸管的安全裕量，通常选择额定电压为正常工作峰值电压的2－3倍。２×310＝620(V),3×310＝930(V),则选择额定电压为700V～1000V的晶闸管。　　1-5．若题1-4中晶闸管的通态平均电流为100A，考虑晶闸管的安全裕量，试分别计算导电角为180°和90°时，电路允许的峰值电流各是多少？解：在不考虑安全裕量时，选择晶闸管的原则是：

6、使实际运行管子电流的有效值IV1等于定义管子额定通态平均电流时的电流有效值IVE，即两种情况下，管芯的结温相同并小于或等于额定结温。当导通角θ＝180°时，　　　　　则有　　　　　Im/2＝1.57IVEAR所以，晶闸管允许的峰值电流为　　　　　　　　　　　　Ｉm=2×1.57×100＝314（Ａ）　　当导通角θ＝90°时，　　　　　则有　　　　　　　　　　　所以，晶闸管允许的峰值电流为　　　　　　　　　　　　(A)考虑取安全裕量数为2时，则当导通角θ＝180°时，电路允许的峰值电流为　　　　　　　　　　　Im1=314／2＝157Ａ，当导通角θ＝90°时，电路允许的峰值

7、电流为　　　　　　　　　　　Ｉm2＝444／2＝222(A).1-6.题1-6图中阴影部分表示晶闸管导电区间。各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形电流平均值Id1、Id2、Id3、Id4、Id5，电流有效值I1、I2、I3、I4、I5和它们的波形系数Kf1、Kf2、Kf3、Kf4、Kf5.　　解：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1-7．题1-6中如果不考虑安全裕量，问100A晶闸管能送出的电流平均值Id1、Id2、Id3、Id4、Id5各是多少？这时相应的电流最大值Im1、I