发布时间 : 星期一 文章电力电子习题2更新完毕开始阅读585d2bd0b14e852458fb5796
第一章
习 题 及 思 考 题
1．晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由哪些因素决定？ 答：导通条件：（1）要有适当的正向阳极电压；（2）还要有适当的正向门极电压，且晶闸管一旦导通，门极将失去作用。
2．维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？
答：流过晶闸管的电流大于维持电流IH 。流过晶闸管的电流降低至小于维持电流。 3．型号为KP100—3，维持电流IH = 4mA晶闸管使用在图1-32的各电路中是否合理,为什么？(暂不考虑电压、电流裕量)
（a） (b) (c) 答： 不合理； 合理； 不合理
图1-32 习题1图
4．晶闸管阻断时，其承受的电压大小决定于什么？
答：UBO URO
V，URRM?980V，试确定此元件的额定电压是多少，5．某元件测得UDRM?840属于哪个电压等级？
答：800V 8级
6．图1-33中的阴影部分表示流过晶闸管的电流的波形，各波形的峰值均为Im，试计算各波形的平均值与有效值各为多少？若晶闸管的额定通态平均电流为100A，问晶闸管在这些波形情况下允许流过的平均电流IdT各为多少？
（a） (b)
(c) (d)
(e) (f)
图1-33 习题6图
答：(a)
Im?
3Im2IIImm 100A (b) Im m 141A (c) 4?2?2223 89A ?34?(d)
3Im2?11I13I?Im 118A (e) m m 111A (f) Im Im 78.5A
42238?27．单向正弦交流电源，其电压有效值为220V，晶闸管和电阻串联相接，试计算晶闸
管实际承受的正、反向电压最大值是多少？考虑晶闸管的安全裕量，其额定电压如何选取？
答：381v
8．为什么要考虑断态电压上升率du/ dt和通态电流上升率di/dt ？
答：限制元件正向电压上升率的原因是：在正向阻断状态下，反偏的J2结相当于一个结电容，如果阳极电压突然增大，便会有一充电电流流过J2结，相当于有触发电流。若du／dt过大，即充电电流过大，就会造成晶闸管的误导通。如果电流上升太快，则晶闸管刚一导通，便会有很大的电流集中在门极附近的小区域内，造成J2结局部过热而出现“烧焦点”，从而使元件损坏。
9．何谓单极型和双极型器件？ 答：双极型器件是指器件内部参与导电的是电子和空穴两种载流子的半导体器件。单极型器件是指器件内只有一种载流子即多数载流子参与导电的半导体器件。
10．双向晶闸管有哪几种触发方式？常用的是哪几种？
答：Ⅰ+触发方式：T1极为正，T2极为负；门极为正，T2极为负。Ⅰ-触发方式：T1极为正，T2极为负；门极为负，T2极为正。Ⅰ-触发方式：T1极为正，T2极为负；门极为负，T2极为正。Ⅲ-触发方式：T1极为负，T2极为正；门极为负，T2极为正。
触发方式常选（Ⅰ+、Ⅲ-）或（Ⅰ-、Ⅲ-）。
11．某一双向晶闸管的额定电流为200A，问它可以代替两只反并联的额定电流为多少的普通型晶闸管？
答：100A 12．某变流装置的一个晶闸损坏，换上同型号的晶闸管后，其温升较高，是什么原因？ 答：由于晶闸管工作条件没有变化，因此温升较高的原因在于晶闸管本身。温升的大小发热和冷却两方面条件决定，后者未变，说明是发热较严重，而发热的原因是损耗，主要是导通时的管压降UT引起的损耗，还有断态重复峰值电流IDRM，反向重复峰值电流IRRM引起的损耗`门极损耗和开关频率引起的损耗。综上所述，引起温生较高的原因主要是新换上的晶闸管压降UT较大造成的
13．为什么晶闸管在夏天比冬天容易出事故？
答：晶闸管在正常工作时所允许的最高结温叫额定结温，在此温度下，一切有关的额定值和特性都得到保证。夏天时，环境温度和冷却介质的温度都比较高，使晶闸管的冷却条件变差，导致晶闸管结温过高而损坏。另外，晶闸管结温上升，使所需的门极出发电压UGT门极触发电流IGT降低，晶闸管在外来干扰下容易造成误触发。总之，结温上升，使晶闸管的参数发生变化，性能变差，容易出现故障。解决办法是加强冷却或降低额定使用，确保金宝钢闸管的接吻不超过定额值。
14. 为什么晶闸管在夏天工作正常，而到了动态酿酒不可靠了？
答：主要原因是：冬天的环境和冷却介质的温度都较低，因而晶闸管的结温较夏天低，导致门极触发电压UCT、门极触发电流IGT偏高，使原来开的触发电路发出的触发信号不能使晶闸管导通。解决的办法是适当提高触发信号的功率，使加到你门极上的电压、电流离不可靠触发区远一些，即留有一定裕量，即使温度变化，也保证在可靠触发区内，这样就能始终保障可靠工作。
15. 晶闸管在使用时门极常加上负电压，有何利弊？
答：晶闸管门极加负电压的好处是避免干扰造成的误触发，但负电压最大值不能超过5V；不利方面是门极损耗增加，且降低晶闸管的触发灵敏度。
16. 在调试晶闸管整流时，有触发脉冲时晶闸管导通，脉冲消失后则关断，是何原因？ 答：晶闸管的阳极—阴极间家正向电压，门机上正向触发脉冲时，竟闸管被触发导通。此后阳极电流逐渐上升到擎住电流IL值时，去掉触发脉冲，则管子继续导通。，直到电流升
到负载电流，进入正常工作状态。如果阳极电流还没有升到擎住电流值就去掉门极脉冲，则晶闸管竟不能继续导通而关断。此情况多发生在电感性负载时，解决办法是郑家触发脉冲的宽度。另一帧情况时负载电阻过大，殃及电流根本升不到擎住电流值，此时要调整负载电阻，才能解决。对于同一晶闸管来说，庆祝电流IL通常为维持电流TH的2~4倍，后者在产品合格证上或有关资料中可以查到。
第二章
习题及思考题
1．一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压75V，负载电流20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。试计算晶闸管的控制角?、导通角?T及负载电流有效值并选择晶闸管元件（考虑2倍的安全裕量）。
解：由ud?0.45u21?cos? 2 当ud?75V时，有
2ud?1?0.515 ??59?
0.45u2 导通角?T?180????121?
cos?? 负载电流有效值I为 I?u2Rdu75???sin2?，其中??59?，Rd?d??3.75? ?Id202?4?220180??59?sin2?59???37.4A
3.75360?4? 晶闸管承受的最大电压为uTM?2u2?311V
则I? 考虑2倍裕量，则晶闸管额定电压uTM? I?IT?37.4A
考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为： IT(AV)?2u2?622V
在该电路中，流过负载的电流有效值I也是流过晶闸管电流的有效值IT，即
2IT2?37.4??47.64A 1.571.57 因此，所选晶闸管的额定电压要大于622V，按标准选为800V
额定电流要大于47.64A，按标准选为50A 晶闸管型号为KP50-800
2．有一大电感负载，其电阻值为35Ω，要求在0～75V范围内连续可调，采用单相半波可控整流加续流二极管的电路，电源电压为220V，试计算晶闸管和续流二极管的额定电压和电流，考虑2倍的安全裕量。
解：由ud?0.45u21?cos? 2 当u2?75时，有
2ud?1?0.515 ??59?
0.45u2 当ud?0V时，对应??180?
cos?? 因为是大电感负载，则输出电流波形为一水平直线，即 Id?ud R ud在0~75V之间，Id在0~2.14A之间，流过晶闸管电流有效值为 IT?1???Id(ut)?I dd?2??2?? 当??59?时，TT取最大值即 TTM?180?59?2.14?1.24A
2?180 考虑2倍裕量，则晶闸管的额定电流为 IT(AV)? uTM?2IT2?1.24??1.58A 1.571.572u2?311V
晶闸管承受的最高电压为
V。 考虑2倍裕量，晶闸管额定电压uTM?622 选择晶闸管时，额定电压要大于622V，额定电流要大于1.58A，流过续流二极管电流
有效值为： IDR?12?????Idd(ut)?Id02???，??59? 2? IDR?2.14?180?59?1.74A
360考虑2倍裕量，则续流二极管的额定电流为
2IDR2*1.74?2.22A IDR(AV)==
1.571.57续流二极管承受的最高电压为 uDRM=2u2=311V .
考虑2倍裕量，续流二极管额定电压大于等于622V 。
3．具有续流二极管的单相半波可控整流电路对大电感负载供电，其中电阻Rd?7.5?，电源电压为220V。试计算当控制角为30°和60°时，流过晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值。并分析什么情况下续流二极管的电流平均值大于晶闸管的电流平均值。
解： 由ud=0.45u21?cos? 21?cos30?=92.4V 2当??30?时
ud=0.45*220* Id=
ud92.4==12.3A R7.5流过晶闸管电流平均值为 IdT=
???180??30?Id=*12.3=5.1A 2?360?流过晶闸管电流有效值为 IT=
???150?Id=*12.3=7.9A 2?360????180??30?Id=*12.3=7.2A 2?360?流过续流二极管VD的电流平均值为 IdDR=