浙江大学远程教育学院《电力电子技术》课程作业答案第1章1. 答：（1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。
2. 答：晶闸管的门极参数I GT 、U GT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两者会升高，故会引起题中所述现象。
3.答：（1）故不能维持导通（2）220014.14102I == 2/1.579d H I I A I ==> 2002282.8300TM U V V ==<晶闸管能正常工作（3） I d =160/1=160A>I HI T =I d =160A >1.57×100=157A故不能正常工作4. 答：IGBT 由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是d u ce /d t 过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。
实际应用中应使IGBT 的漏极电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R G 的数值，减小关断时的d u ce /d t ，以避免出现擎住现象。
mA I mA A I H d 42002.010501003=<==⨯=1.答：（1）交流进线电抗器 限流、限d u /d t 和d i /d t（2）压敏电阻 过压保护（3）交流侧阻容保护 过压保护（4）桥臂电感 限d u /d t (由元件换流引起）、d i /d t（5）快熔 过流保护（6）过压保护电容 限制关断过电压对元件的损害（7）抑振电阻 防止L 、C 振荡，限制电容放电电流（8）直流侧压敏电阻 直流侧过压保护（9）过流继电器 过流时，继电器开路，保护主电路（10）VD F 续流二极管 为负载电路提供通路，过压保护（11）L d 平波电抗器 防止直流电流波动（断流）2.答：1. 如以测量集电极电流I c 为过流保护原则，当I cg 测量误差为c I ∆，则保护电路将在集电极电流为I cg +c I ∆时才动作，但此时工作点已经移至线性放大区，到元件关断时已出现高损耗，导致GTR 损坏。
2. 如以测量集射极电压U ce 作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下，GTR 工作点移动较小，元件关断时功耗只略有增加，可保证器件安全。
3. 设基极电流I b 减小Ib ∆，当采用电流I c 测量的保护方式时，GTR 关断时工作点已经进入线性放大区；当采用电压U ce 测量保护时，GTR 关断时工作点仍在饱和区，确保器件安全。
3.答：缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。
下图为电路的基本结构。
关断过程：C s 与GTR 集射极并联，利用C s 两端电压不同突变的原理延缓关断时集射极间电压U ce 上升的速度，使U ce 达最大值之前集电极电流I c 已变小，从而使关断过程瞬时功耗变小。
R 是限制GTR 导通时电容的放电电流。
开通过程：L s 与GTR 串联，延缓了集电极电流的增长速度，且当电流急剧增大时会在其上产生较大压降，使得集射极电压在导通时迅速下降。
这样电压、电流出现最大值的时间错开，关断时功耗明显减小。
1.答：(1) 220V 供电21cos 0.45,2d U U +Φ= 1cos 240.452202α+=⨯⨯ 121α=18059θα⇒=-=224223084.1()cos121)d I I A π+=== 2()(1.52)80.35107.13()1.57T AV I I A ==→～220311()TM U V ==(23)622.3933.4()R TM U U V ==→～cos 2420.3105π-Φ==+= 12222084.118502()18.5()S U I VA KVA ==⨯==（2）60V 供电1cos 240.45602α+=⨯⨯ 38.9α=180141.1θα⇒=-=277.823051.37()cos38.9)d I A π+=== 2()(1.52)49.164.4()1.57T AV I I A ==→～26084.85()TM U V =⨯= (23)169.7254.6()R TM U U V ==→～38.911180cos sin 2sin 77.80.6854242πππααππππ--Φ=+=+= 1226051.373082() 3.082()S U I VA KVA ==⨯==2. 答：（1）无续流二极管U d = 0.9U 2cos α= 0.9×220×cos60º = 99 VI d = U d /R d = 99/4 =24.75 A(2) 有续流二极管V U U d 5.148260cos 12209.02cos 19.02=+⨯⨯=+=α I d = U d /R d =37.125 AA I I d dT 33.1237360601802=⨯-=-=παπ A I I d T 34.2137360601802=⨯-=-=παπ A I I d dT 33.12371806022=⨯==πα A I I d T 34.21371806022=⨯==πα3答：U d = 1.17U 2cos α ＝ 1.17×220×cos45º = 182 VI d = U d /R d = 182/10 = 18.2 AI dT = I d /3 = 18.2/3 = 6.1 A d T 18.2 10.5A 33I I ===4.答：V U U d 9.186)]4530cos(1[220675.0)]6cos(1[675.02=++⨯⨯=++= απA R U I dd d 69.18== A I I I d d dT 45.536045150360150=-=-= α A I I d T 1.10360150=-= α A I I d dDF 34.2360)30(3=-=αA I I d DF 6.6360)30(3=-=α5.答：（1）22.34cos 2.34220cos60257.5()2B d d mX U U I V απ=-=⨯⨯= /257.5/157.5()d d d I U R A ===0μ=（2）33257.5257.510314257.50.3d d d d U U I I π-=-∆=-⨯⨯=-200d d d d U E I R U I -=⇒=+257.520044.23()1.3d I A -== 200244.23()d d d U I R V =+=344.2310314cos cos()0.05156220sin 302sin d Bd I X U m ααμπ-⨯⨯-+===⨯ cos(60)0.50.0515μ+=-63.3660 3.36μ=-=6.答：7.答：（1）整流—电动机 逆变—发电机（2） U d > E E > U d（3）30°～150°8.答：（1）U d = 1.17U 2cos α = 1.17×220×cos90º = 0 VA RU E I d d 30=-= (2) U d = -1.17U 2cos β = 1.17×100×cos60º = -58.5 VE U d > ，故不满足逆变条件I d = 01.答：控制方式有：（1）时间比控制：脉宽控制：斩波频率固定不变，改变导通时间实现。
频率控制：固定斩波器导通时间，改变斩波周期。
混合控制：既改变斩波频率，又改变导通时间（2）瞬时值控制2.答：(1) Cúk变换电路输入电源电流和输出负载电流均连续，脉动小，有利于滤波(2) Cúk变换电路借助电容传递能量，Boost-Buck变换电路借助电感传递能量，故Cúk 变换电路的电容器C中的脉动电流大，要求电容量大。
(3) Cúk变换电路VT导通时要流过电感L1和L2的电流，故功率开关的峰值电流大。
(4) Boost-Buck变换电路与Cúk变换电路功能相同，两者都是升降压变换器。
1.答：(1)将直流电逆变成电网频率的恒频率交流并输送给电网的称为有源逆变。
将直流电逆变成频率可变的交流电并直接提供给用电负载，称为无源逆变。
(2)只有无源逆变才能实现变频，但无源逆变不等于变频，变频是指将一种频率的交流电转化成另一种频率的交流电的过程(3)交—直—交变频将一种频率的交流经整流变换成直流，再经无源逆变变换成频率可变的交流。
交—交变频是将一种频率的交流电转换成另一种频率的交流电。
2.答：换流方式有：（1）负载谐振式换流（2）强迫换流强迫换流式逆变器利用电容储能实现晶闸管的强迫关断；负载谐振换流式逆变器则利用负载中电感和电容形成的震荡特性，使电流自动过零。
3.答：正弦脉宽控制：着眼于如何生成一个变频变压的正弦电压源电流滞环控制：着眼于如何在负载中生成一个变频变幅值的正弦电流源电压空间矢量控制：着眼于如何控制三相逆变器的功率开关动作来改变施加在电机上的端电压，使电机内部形成尽可能圆形的磁场。
4.答：单极性调制：半周期内调制波、载波以及输出的SPWM波形都具有单一极性的调制方式。
双极性调制：半周期内，调制波、载波以及输出SPWM波均有正、负极性的电压交替出现的调制方式。
同步调制：载波频率随调制波频率成比例变化，在任何输出频率下保持每半周期内的输出脉冲数不变。
异步调制：在任何时候保持载波频率不变，此时半周期内的输出脉冲在不同输出频率下均不同。
混合（分段）同步调制：综合采用同步调制和异步调制的方法。
同步调制的优点：波形稳定，正负半周完全对称，只含奇次谐波。
缺点：低频时输出电压谐波含量比高频时大的多，低频输出特性不好。
异步调制的优点：可以增加低频输出脉冲，改善输出特性。
缺点：正负半轴的输出波形不能完全对称，会出现偶次谐波，也会影响输出特性。
混合（分段）同步调制综合了以上两种调制方法的优点。
1.答：（1）用于变压器类负载时，触发脉冲要求：παϕ≤≤；采用宽度大于60的宽脉冲或后沿固定、前沿可调、最大宽度可达180的脉冲列触发。
（2）如果正负半周波形不对称，则输出电流为单向脉冲波，有很大直流分量，会对电机、电源变压器类小电阻、大电感负载带来严重危害，此时应考虑改用宽脉冲触发方式。
2.答：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高。
当交交变频电路中采用常用的6脉冲波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。
当电网频率为50Hz 时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz 左右。
当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。