北京交通大學(xué)電力電子練習(xí)題

1、習(xí)題一1使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？ （7分） 2用正弦半波電壓測(cè)試晶體管時(shí)，其正反向漏電流的波形是否也為正弦半波形狀？晶體管導(dǎo)通時(shí)流過正弦半波電流，其正向電壓的波形是正弦半波嗎？（8分）  3如圖一所示的電路，若U2220V，Ld¥，Ed-120V，R1W，當(dāng)b60°時(shí)能否實(shí)現(xiàn)有源逆變？并計(jì)算這時(shí)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)電流為多少？（10分）  圖一4單相橋式全控整流電路，大電感負(fù)載，U2 = 110V，R =2W ，試計(jì)算當(dāng)a = 30° 時(shí)，輸出電壓，電流平均值 Ud和 Id 。如接續(xù)流二極管， Ud和

2、 Id又各為多少？繪出二種情況的電壓、電流波形，兩種情況電源側(cè)的功率因數(shù)各為多少？（20分）  5三相半波變流器，反電勢(shì)阻感負(fù)載，R1W，L¥，U2100V，LB1mH，當(dāng)E150V，b=30°時(shí)求Ud，Id和換相重疊角g 的數(shù)值，并畫出Ud的波形（考慮換相重疊角）。（20分） 6圖二所示斬波電路中，US120V，UC150V，R2.5W，T的開關(guān)頻率為f5KHz，從電源輸入到電池UC中的功率為3KW，試求：(15分)圖二   （1）T的導(dǎo)通時(shí)間tON （2）平均輸入電流IS （3）畫出uC、uT、iS、iT的波形 7圖三所示B型兩象限斬波器中

3、，CH1和CH2的理想控制脈沖為ig1、ig2，試畫出以下（a）、（b）兩種情況下uLD、iA、Em、iCH1、iCH2的波形。（20分） 圖四習(xí)題一答案1.使晶閘管導(dǎo)通的條件是：有正向陽極電壓并且有觸發(fā)脈沖；    維持晶閘管導(dǎo)通的條件是保證通態(tài)電流大于維持電流；    當(dāng)通態(tài)電流小于維持電流時(shí)，晶閘管管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷。  2.不是；不是  3.可以實(shí)現(xiàn)有源逆變。    Id21(A)  4.不接續(xù)流管時(shí)    Ud85.74(V) 

4、   Id42.87(A)    cosj0.779    接續(xù)流管時(shí)    Ud92.37(V)    Id46.2(A)     cosj0.92    Ud、Id波形略。  5.Ud-107.67(V)    Id42.33(A)     g17°    Ud波形

5、略。  6.ton80us    Is33.3(A)    波形略。  7.波形略。習(xí)題二1使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？（10分） 2列表對(duì)可關(guān)斷晶閘管（GTO）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和功率場(chǎng)效應(yīng)管（Power MOSFET）的下述性能進(jìn)行比較。（10分）     (1).用哪種信號(hào)驅(qū)動(dòng)(2).驅(qū)動(dòng)功率(3).通態(tài)壓降     (4).開關(guān)速度(5).通過電流能力 3單相橋式全控整流電路 a60&#

6、176;，U2220V，求： 1）電阻負(fù)載R10W和 2）電阻電感負(fù)載R10W，L¥ 情況下的整流電壓Ud，負(fù)載電流Id，晶閘管的電流平均值Idk，有效值Ik與電源輸入電流I2。 （20分） 4如圖一所示的三相橋式可控整流電路a0° ，三相電源對(duì)稱，Ld¥。如果 T2斷開，試?yán)L出ud的波形和uT1的波形。（20分） 圖一5如圖二所示的電路，若U2220V，Ld¥，Ed-120V，R1W，當(dāng)b60°時(shí)能否實(shí)現(xiàn)有源逆變？并計(jì)算這時(shí)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)電流為多少？（20分） 圖二6三相半波變流器，反電勢(shì)阻感負(fù)載，R1W，L¥，U2100V，LB1mH

7、，當(dāng)E150V，b=30°時(shí)求Ud，Id和g 的數(shù)值。（20分） 試卷二答案1.使晶閘管導(dǎo)通的條件是：有正向陽極電壓并且有觸發(fā)脈沖；    維持晶閘管導(dǎo)通的條件是保證通態(tài)電流大于維持電流；    當(dāng)通態(tài)電流小于維持電流時(shí)，晶閘管管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷。  2.            GTO    IGBT    MOSFET  

8、60; 信號(hào)驅(qū)動(dòng)    電流    電壓    電壓    驅(qū)動(dòng)功率    大      中      小                    通態(tài)壓降

9、60;   小      中      大    開關(guān)速度    低      中      高    通過電流    大      中      小 

10、; 3.R10W時(shí)    Ud148.5(V)    Id14.85(A)    Idk7.43(A)    Ik13.95(A)    I219.73(A)    R10W，L¥時(shí)    Ud99(V)       Id9.9(A)    Idk4.95(A)  &#

11、160; Ik7.0(A)    I29.9(A)  4.波形略。  5.可以實(shí)現(xiàn)有源逆變；    Id21(A)  6.Ud-107.67(V)    Id42.33(A)     g17°試卷三一、 列表對(duì)晶閘管SCR、可關(guān)斷晶閘管GTO、絕緣柵雙極晶體管IGBT和功率場(chǎng)效應(yīng)管Power MOSFET的下述性能進(jìn)行比較。 (1)用哪種信號(hào)驅(qū)動(dòng)；(2)驅(qū)動(dòng)功率；(3)通態(tài)壓降；(4)開關(guān)速度；(5)通過電流能力。（ 10分

12、） 二、三相半波可控整流電路，電阻反電勢(shì)負(fù)載，R1W，E70.7V，U2100V，a60°。畫出電路圖及ud和id波形，并求Ud、Id的值。（ 15分 ） 三、單相全控橋接反電勢(shì)阻感負(fù)載，工作在有源逆變狀態(tài)，已知U2220V，R2W，L¥，E110V，a=120°。求Ud、Id的值，并畫出ud的波形。（ 15分 ） 四、列出直流斬波器的三種時(shí)間比控制方式，簡要說明其控制特點(diǎn)，并分別用波形圖表示。（ 15分 ） 五、畫出第一象限降壓斬波器主電路圖及主要波形圖；寫出輸入、輸出電壓的關(guān)系式；如果要減小輸入、輸出電流脈動(dòng)，有哪幾種方法。（ 20分 ） 六、畫出單相交流調(diào)壓

13、器的三種基本電路形式，及其在電阻負(fù)載下的輸出電壓波形。（ 10分 ） 七、IGBT三相無源逆變器工作在180°導(dǎo)通方式下，畫出完整的主電路圖，以及在負(fù)載滯后角>60°時(shí)的uAO、uAO、uAB、iA、iT1、iD4、id的波形。（ 15分） 習(xí)題四4圖11. （15分） 在圖1所示直流斬波器中，各元件的主要作用是什么？假設(shè)負(fù)載回路的電阻可忽略不計(jì)，試求負(fù)載電流脈動(dòng)量的表達(dá)式；當(dāng)斬波頻率一定時(shí)，最大電流脈動(dòng)量為多少？  2. （20分） 在三相三相交交變頻器中，為什么會(huì)產(chǎn)生環(huán)流？有環(huán)流運(yùn)行方式與無環(huán)流運(yùn)行方式有哪些區(qū)別？圖 23. （10分） 簡述IGBT柵極控制電路的基本功能；在圖2所示IGBT柵控電路中，下列元件的主要作用是什么：OC1、T1、T2、RG、15V、5V、C1、 4、 （20分） 圖1所示直流斬波器屬于哪種類型？簡述其工作原理并畫出主要電路波形；如果要使直流電機(jī)交替工作于第一象限和第二象限，直流斬波器應(yīng)如何設(shè)計(jì)？（畫出相應(yīng)電路圖）