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《电力电子技术》课后答案

时间:2023-01-13 19:55:42    下载该word文档
第二章电力电子器件
2.使晶闸管导通的条件是什么?
答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0uGK>0
3.维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?
答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
4.1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1Id2Id3与电流有效值I1I2I3
04
a
2
04
54b
20
2
c
2
图1-431-43晶闸管导电波形

解:a
I1=
1
2
1
Id1=Imsintd(t=Im(210.2717Im
2π22π4



4
(Imsint2d(t=

Im
231
0.4767Im
42
bId2=1Imsintd(t=Im(
ππ
4
2
10.5434Im2
I2=
1




4
(Imsint2d(t=
2Im231
0.6741Im
42

c
I3=
12

Id3=102Imd(t=1Im
42π
Imd(t
2

2
0
=1Im
2
5.上题中如果不考虑安全裕量,100A的晶闸管能送出的平均电流Id1Id2Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1Im2Im3各为多少?
解:额定电流IT(AV=100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A由上题计算结果知

aIm1b
I
329.350.4767
Im2I232.90,
0.6741
Id10.2717Im189.48
Id20.5434Im2126.56
Id3=1Im3=78.5
4
cIm3=2I=314,
6.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?
答:GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,由P1N1P2N1P2N2构成两个晶体管V1V2,分别具有共基极电流增益12,由普通晶闸管的分析可得,1+2=1是器件临界导通的条件。1+21,两个等效晶体管过饱和而导通;1+21,不能维持饱和导通而关断。
GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:
1GTO在设计时2较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO关断;
2GTO导通时的1+2更接近于1,普通晶闸管1+21.15GTO则为1+21.05GTO的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;
3多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小,从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
3整流电路
1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,L20mHU2100V,求当α=060时的负载电流Id,并画出udid波形。解:α=0时,在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时,负载电感L储能,在晶闸管开始导通时刻,负载电流为零。在电源电压u2负半周期,负载电感L释放能量,晶闸管继续导通。因此,在电源电压u2的一个周期里,以下方程均成立:
L
did
2U2sintdt
考虑到初始条件:当t0id0可解方程得:

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