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电力电子技术中常用的三相波形图

电力电子技术中常用的三相波形图

半波可控

R α=0 R α=30 R α=60(>30) RL α=60

桥式全控R

α=0 α=30 α=60

桥式全控RL

α=0 α=60 α=90

a)

b)

c)

d)e)

f )i u i

u

i i

现代电力电子技术作业及答案

2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。 2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些? 2.3 阅读参考文献一,说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。 2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。 3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流? 3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数(基波功率因素)和整流输入功率因数? 3.3 简述谐波与低功率因数(电力公害)的危害,并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。 4.1 画出降压换流器(Buck电路)的基本电路结构,简要叙述其工作原理,并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时,如何避免负载电流断续。 4.2 画出升压换流器(Boost电路)的基本电路结构,推证其输入/输出电压的变压比M表达式,说明Boost电路输出电压的外特性。 4.3 画出升降压换流器(Buck-Boost电路)的基本电路结构,说明电路工作原理,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 4.4 画出丘克换流器(Cuk电路)的基本电路结构,说明电路工作原理及主要优点,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 5.1 正弦脉宽调制SPWM的基本原理是什么?幅值调制率ma和频率调制率mf的定义是什么? 5.2 逆变器载波频率fs的选取原则是什么? 5.3 简要说明逆变器方波控制方式与PWM控制方式的优缺点。 5.4 画出三相电压型逆变器双极性驱动信号生成的电路原理图,指出图中各变量的含义,简要叙述其工作原理。 6.1 柔性交流输电系统(FACTS)的定义是什么?FACTS控制器具有哪些基本功能类型? 6.2 什么是高压直流输电(HVDC)系统?轻型高压直流输电系统在哪些方面具有良好的应用前景? 6.3 晶闸管控制电抗器(TCR)的基本原理是什么?晶闸管触发控制角α<90°与α=90°两种情况下等效电抗是否相等,为什么? 6.4 作图说明静止无功发生器(SVG)的工作原理与控制方式,分析其与5.4节所述三相逆变器的异同点? 6.5 简要说明有源电力滤波器(APF)和动态电压恢复器(DVR)的基本功能和系统组成? 6.6 阅读参考文献三,简要说明当前在风力发电技术领域中运用的储能技术、输电技术以及滤波与补偿技术?

电力电子技术答案第五版(全)

电子电力课后习题答案 第一章电力电子器件 1.1 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。 或者U AK >0且U GK >0 1.2 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。 1.3 图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 I m ,试计算各波形的电流平均值I d1 、I d2 、I d3 与电流有效值I 1 、I 2 、I 3 。 解:a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I 1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I 2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t c) I d3= ?= 2 Im 4 1 ) ( Im 2 1π ω π t d I 3= Im 2 1 ) ( Im 2 1 2 2= ?t dω π π 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2 、I d3 各为多 少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2 、I m3 各为多少? 解:额定电流I T(AV) =100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) I m1 35 . 329 4767 .0 ≈ ≈ I A, I d1 ≈0.2717I m1 ≈89.48A

(完整版)电力电子技术第7章复习题答案

第7章 PWM控制技术复习题 第1部分:填空题 1.PWM控制的理论基础是面积等效原理,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。 2.根据“面积等效原理”,SPWM控制用一组等幅不等宽的脉冲(宽度按正弦规律变化)来等效一个正弦波。 3.PWM控制就是对脉冲的__宽度____进行调制的技术;直流斩波电路得到的PWM波是等效_直流___波形,SPWM控制得到的是等效_正弦___波形。 4.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称__单极性___控制方式,PWM波形在正负极性间变化的控制方式称__双极性______控制方式,三相桥式PWM型逆变电路采用__双极性______控制方式。 5.SPWM波形的控制方法:改变调制信号u r的幅值可改变基波幅值;改变调制信号u r的频率可改变基波频率; 6.得到PWM波形的方法一般有两种,即_调制法__和_计算法_,实际中主要采用_调制法_。 7.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM调制方式可分为_同步调制__和_异步调制__。一般为综合两种方法的优点,在低频输出时采用_异步调制_方法,在高频输出时采用_同步调制_方法。 8.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断,这种生成SPWM波形的方法称_自然采样法___,实际应用中,采用_规则采样法______来代替上述方法,在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 9.正弦波调制的三相PWM逆变电路,在调制度α为最大值1时,直流电压利用率为__0.866____,采用_梯形____波作为调制信号,可以有效地提高直流电压利用率,但是会为电路引入__低次谐波_____。 10.PWM逆变电路多重化联结方式有_变压器方式______和_电抗器方式____,二重化后,谐波地最低频率在____2__ωc附近。 11.从电路输出的合成方式来看,多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。电压型逆变电路多用__串联___多重方式;电流型逆变电路多采用_并联____多重方式。 12.PWM跟踪控制法有__滞环比较______方式、_三角波比较_____方式和_定时比较_______方式三种方式;三种方式中,高次谐波含量较多的是_滞环比较_____方式,用于对谐波和噪声要求严格的场合的是_三角波比较____方式。 第2部分:简答题 1.试说明PWM控制的基本原理。

数字电子技术课后题答案..

: 第1单元能力训练检测题(共100分,120分钟) 一、填空题:(每空分,共20分) 1、由二值变量所构成的因果关系称为逻辑关系。能够反映和处理逻辑关系的数学工具称为逻辑代数。 2、在正逻辑的约定下,“1”表示高电平,“0”表示低电平。 3、数字电路中,输入信号和输出信号之间的关系是逻辑关系,所以数字电路也称为逻辑电路。在逻辑关系中,最基本的关系是与逻辑、或逻辑和非逻辑。 4、用来表示各种计数制数码个数的数称为基数,同一数码在不同数位所代表的权不同。十进制计数各位的基数是10,位权是10的幂。 5、8421 BCD码和2421码是有权码;余3码和格雷码是无权码。 . 6、进位计数制是表示数值大小的各种方法的统称。一般都是按照进位方式来实现计数的,简称为数制。任意进制数转换为十进制数时,均采用按位权展开求和的方法。 7、十进制整数转换成二进制时采用除2取余法;十进制小数转换成二进制时采用乘2取整法。 8、十进制数转换为八进制和十六进制时,应先转换成二进制,然后再根据转换的二进数,按照三个数码一组转换成八进制;按四个数码一组转换成十六进制。 9、逻辑代数的基本定律有交换律、结合律、分配律、反演律和非非律。 10、最简与或表达式是指在表达式中与项中的变量最少,且或项也最少。 13、卡诺图是将代表最小项的小方格按相邻原则排列而构成的方块图。卡诺图的画图规则:任意两个几何位置相邻的最小项之间,只允许一位变量的取值不同。 ! 14、在化简的过程中,约束项可以根据需要看作1或0。 二、判断正误题(每小题1分,共10分) 1、奇偶校验码是最基本的检错码,用来使用PCM方法传送讯号时避免出错。(对) 2、异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。(对) 3、8421BCD码、2421BCD码和余3码都属于有权码。(错) 4、二进制计数中各位的基是2,不同数位的权是2的幂。(对) 3、每个最小项都是各变量相“与”构成的,即n个变量的最小项含有n个因子。(对)

电力电子技术课后习题全部答案解析

电力电子技术 2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力? 答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 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>0且uGK>0。 2-3. 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。 2-4 图2-27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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解:a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t

现代电力电子技术

现代电力电子技术第1次作业 二、主观题(共12道小题) 11.电力电子技术的研究内容? 答:主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12.电力电子技术的分支? 答:电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13.电力变换的基本类型? 答: 包括四种变换类型:(1)整流AC-DC (2)逆变DC-AC (3)斩波DC-DC (4)交交电力变换AC-AC 14.电力电子系统的基本结构及特点? 答: 电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路,功率变换主电路是属于电路变换的强电电路,控制电路是弱电电路,两者在控制理论的支持下实现接口,从而获得期望性能指标的输出电能。' 15.电力电子的发展历史及其特点? 答:主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍,并说明电力电子技术的未来发展趋势 16.电力电子技术的典型应用领域? 答:介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍,要说明电力电子技术应用的主要特征。 17.电力电子器件的分类方式? 答: 电力电子器件的分类 (1)从门极驱动特性可以分为:电压型和电流型 (2)从载流特性可以分为:单极型、双极型和复合型 (3)从门极控制特性可以分为:不可控、半控及全控型 18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么? 答:晶闸管由四层半导体结构组成,是个半控型电力电子器件,导通条件:承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件:流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。

19.维持晶闸管导通的条件是什么? 答:流过晶闸管的电流大于维持电流。 20.对同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 答:I L__〉____I H 21.整流电路的主要分类方式? 答: 按组成的器件可分为不可控(二极管)、半控(SCR)、全控(全控器件)三种; 按电路结构可分为桥式电路和半波电路; 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。 22.单相全控桥式整流大电感负载电路中,晶闸管的导通角θ=________。 答:180o 现代电力电子技术第2次作业 二、主观题(共12道小题) 11.单相全控桥式整流阻性负载电路中,晶闸管的移相范围________。 答:0-180o 12.有源逆变产生的条件之一是:变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________,且满足|Ud|<|Ed|。 答:相反 13.

数字电子技术基础习题及答案 (2)

数字电子技术基础考题 一、填空题:(每空3分,共15分) 1.逻辑函数有四种表示方法,它们分别是(真值表)、(逻辑图)、(逻辑表达式)和(卡诺图)。 2.将2004个“1”异或起来得到的结果是(0 )。 3.由555定时器构成的三种电路中,()和()是脉冲的整形电路。4.TTL器件输入脚悬空相当于输入(高)电平。 5.基本逻辑运算有: (and )、(not )和(or )运算。 6.采用四位比较器对两个四位数比较时,先比较(最高)位。 7.触发器按动作特点可分为基本型、(同步型)、(主从型)和边沿型;8.如果要把一宽脉冲变换为窄脉冲应采用(积分型单稳态)触发器 9.目前我们所学的双极型集成电路和单极型集成电路的典型电路分别是(TTL )电路和(CMOS )电路。 10.施密特触发器有(2)个稳定状态.,多谐振荡器有(0 )个稳定状态。 11.数字系统按组成方式可分为功能扩展电路、功能综合电路两种; 12.两二进制数相加时,不考虑低位的进位信号是(半)加器。 13.不仅考虑两个_______本位_____相加,而且还考虑来自___低位进位____相加的运算电路,称为全加器。 14.时序逻辑电路的输出不仅和___该时刻输入变量的取值______有关,而且还与_电路原来的状态_______有关。 15.计数器按CP脉冲的输入方式可分为__同步计数器和____异步计数器_。 16.触发器根据逻辑功能的不同,可分为_____rs______、______jk_____、___t________、___d________、___________等。 17.根据不同需要,在集成计数器芯片的基础上,通过采用__反馈归零法_________、__预置数法_________、__进位输出置最小数法__等方法可以实现任意进制的技术器。 18.4. 一个JK 触发器有 2 个稳态,它可存储 1 位二进制数。 19.若将一个正弦波电压信号转换成同一频率的矩形波,应采用多谐振荡器电路。20.把JK触发器改成T触发器的方法是 j=k=t 。 21.N个触发器组成的计数器最多可以组成2n 进制的计数器。 22.基本RS触发器的约束条件是rs=0 。

现代电力电子技术的发展(精)

现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/705198907.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/705198907.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。

电力电子技术重点王兆安第五版打印版

第1章绪论 1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 (1)交流变直流AC-DC:整流 (2)直流变交流DC-AC:逆变 (3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第2章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 (1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 (1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 (2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 (4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 (1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 (2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。 (3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 (1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 (1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 (2)双极型器件:由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。(3)复合型器件:有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 将器件N1、P2半导体取倾斜截面,则晶闸管变成V1-PNP 和V2-NPN两个晶体管。 晶闸管的导通工作原理 (1)当AK间加正向电压A E,晶闸管不能导通,主要是中间存在反向PN结。 (2)当GK间加正向电压G E,NPN晶体管基极存在驱动电流G I,NPN晶体管导通,产生集电极电流2c I。 (3)集电极电流2c I构成PNP的基极驱动电流,PNP导通,进一步放大产生PNP集电极电流1c I。 (4)1c I与G I构成NPN的驱动电流,继续上述过程,形成强烈的负反馈,这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和,晶闸管导通。 2.3.1.4.3 晶闸管是半控型器件的原因 (1)晶闸管导通后撤掉外部门极电流G I,但是NPN基极仍然存在电流,由PNP集电极电流1c I供给,电流已经形成强烈正反馈,因此晶闸管继续维持导通。 (2)因此,晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。 2.3.1.4.4 晶闸管的关断工作原理 满足下面条件,晶闸管才能关断: (1)去掉AK间正向电压; (2)AK间加反向电压; (3)设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。 2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性 (1)当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。 (2)当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。 (3)晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通。 (4)若要使已导通的晶闸管关断,只能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。 2.4.1.1 GTO的结构 (1)GTO与普通晶闸管的相同点:是PNPN四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极。 (2)GTO与普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元的功率集成器件,其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元,这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起,正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。 2.4.1.2 GTO的静态特性 (1)当GTO承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。 (2)当GTO承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情

成贤数字电路实验习题答案

数字电路习题答案(第一、二次实验) 2009-12-18 09:10 实验一: 1. 在示波器处于“内触发”、“常态”扫描方式时,若改变电压灵敏度(V/div),特别是降低它,则可能会使信号波形消失。问若是“外触发”,是否也会影响信号波形的显示呢? 解:这道题主要从以下几种情况来分析: A.示波器是“内触发”,而误打到“外触发”的情况下,如果是“自动”扫描方式,示波器有波形显示,但是不会稳定;如果是“常态”扫描方式,示波器没有波形显示; B.示波器确实是“外触发”,则要求外触发信号与被测信号的频率和相位都相关,这时波形才有可能稳定。 C.示波器在“外触发”工作时,若改变电压灵敏度,会影响波形的显示。当扫描方式为“常态”时,如果降低它,可能会使波形消失,原因是降低了电压灵敏度的同时也降低了触发信号的电平,当触发电平降低到一定的程度,就不足以使触发器工作,触发器不工作,扫描发生器也就不能工作产生扫描电压,波形就消失了。 2. 实验内容3中,如何用示波器观察CH1+CH2的波形? 解:要观察CH1+CH2的波形,只要使示波器的显示方式处于“叠加”,同时保证CH1和CH2的电压灵敏度保持一致就可以了。 3. 简述用示波器测量TTL高、低电平的步骤。 解:将函数发生器输出TTL波形(f=1kHz)接到示波器一个通道上;示波器扫描方式打“AUTO”;电压灵敏度选择旋钮和时基因数选择旋钮处于适当的位置(比如1V/div和0.2ms/div);微调旋钮都处于“校准”位置;把输入耦合方式打到“GND”,确定零电平线的位置,再打到“DC”,读出高低电平值。 4. 对于方波和三角波,交流毫伏表的指示值是否它们的有效值?如何根据交流毫伏表的指示值求得方波或三角波的有效值?

电力电子技术第2章-习题-答案

第2章电力电子器件课后复习题 第1部分:填空题 1. 电力电子器件是直接用于主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。 2. 主电路是在电气设备或电力系统中,直接承担电能变换或控制任务的电路。 3. 电力电子器件一般工作在开关状态。 4. 电力电子器件组成的系统,一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成, 由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。 5. 按照器件能够被控制的程度,电力电子器件可分为以下三类:不可控器件、半控型器件 和全控型器件。 6.按照驱动电路信号的性质,电力电子器件可分为以下分为两类:电流驱动型和电压驱动型。 7. 电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。 8. 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。 9. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为1K Hz以下的整流电路。其 反向恢复时间较长,一般在5μs以上。 10.快恢复二极管简称快速二极管,其反向恢复时间较短,一般在5μs以下。 11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在10~40ns之间。 12.晶闸管的基本工作特性可概括为:承受反向电压时,不论是否触发,晶闸管都不会导 通;承受正向电压时,仅在门极正确触发情况下,晶闸管才能导通;晶闸管一旦导通, 门极就失去控制作用。要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降至维持电流以下。 13.通常取晶闸管的U DRM和U RRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时,一般取 为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3 倍。 14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流。晶闸管刚从断态转入通态并移除 触发信号后,能维持导通所需的最小电流称为擎住电流。对同一晶闸管来说,通常I L约为I H的称为2~4 倍。 15.晶闸管的派生器件有:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管。 16. 普通晶闸管关断时间数百微秒,快速晶闸管数十微秒,高频晶闸管10微秒左右。 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额不易做高。 17.双向晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。 18.逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。 19. 光控晶闸管又称光触发晶闸管,是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。光触 发保证了主电路与控制电路之间的绝缘,且可避免电磁干扰的影响。

现代电力电子技术发展及其应用

现代电力电子技术发展及其应用 摘要:电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。 一、引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台,标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢?电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术,它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前,电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪,随着新的理论、器件、技术的不断出现,特别是与微控制器技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压

和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 3、变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能

电力电子技术第五版第二章答案

电力电子技术第五版课后习题答案 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:U AK >0且U GK >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. 图2-27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 解:a) I di =丄 jmsin ,td(,t)=5 (2 1) 0.27仃 I m 2冗 4 2冗 2 5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I di 、I d2、 I d3各为多少?这时,相应的电流最大值 I m1 > I m2 > I m3 解:额定电流I T (AV )=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I =157A,由上题计算结 果 知 a) I m1 0.4767 329.35, I d1 0.27 仃 I m1 89.48 b) c) "=J 舟 /(泾:n^t)2 d(

电力电子技术课后题答案

0-1.什么是电力电子技术? 电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术;它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。国际电气和电子工程师协会(IEEE)的电力电子学会对电力电子技术的定义为:“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。” 0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么? 电力电子器件是基础。电能变换技术是核心. 0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。 电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。 0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型? AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。 常用基本控制方式主要有三类:相控方式、频控方式、斩控方式。 0-5.从发展过程看,电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。可分为:集成电晶闸管及其应用;自关断器件及其应用;功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。集成电晶闸管及其应用:大功率整流器。自关断器件及其应用:各类节能的全控型器件问世。功率集成电路和智能功率器件及其应用:功率集成电路(PIC),智能功率模块(IPM)器件发展。 0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么? 传统电力电子技术的特征:电力电子器件以半控型晶闸管为主,变流电路一般 为相控型,控制技术多采用模拟控制方式。 现代电力电子技术特征:电力电子器件以全控型器件为主,变流电路采用脉宽 调制型,控制技术采用PWM数字控制技术。 0-7.电力电子技术的发展方向是什么? 新器件:器件性能优化,新型半导体材料。高频化与高效率。集成化与模块化。数字化。绿色化。 1-1.按可控性分类,电力电子器件分哪几类? 按可控性分类,电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。 1-2.电力二极管有哪些类型?各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少? 电力二极管类型以及反向恢复时间如下: 1)普通二极管,反向恢复时间在5us以上。 2)快恢复二极管,反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者在100ns 以下,甚至达到20~30ns,多用于高频整流和逆变电路中。 3)肖特基二极管,反向恢复时间为10~40ns。 1-3.在哪些情况下,晶闸管可以从断态转变为通态? 维持晶闸管导通的条件是什么? 1、正向的阳极电压; 2、正向的门极电流。两者缺一不可。阳极电流大于维持电流。

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述

课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院:电气工程学院 姓名: ********* 学号: 14********* 专业: ***************** 指导教师: *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展[1] 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件(第一代电力电子器件) 上世纪50年代,美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR),标志着电力电子技术的诞生。此后,晶闸管得到了迅速发展,器件容量越来越大,性能得到不断提高,并产生了各种晶闸管派生器件,如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是,晶闸管作为半控型器件,只能通过门极控制器开通,不能控制其关断,要关断器件必须通过强迫换相电路,从而使整个装置体积增加,复杂程度提高,效率降低。另外,晶闸管为双极型器件,有少子存储效应,所以工作频率低,一般低于400 Hz。由于以上这些原因,使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件(第二代电力电气器件) 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展,从上世纪70年代后期开始,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控制既可使其开通又可使其关断。此外,这些器件的开关速度普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新,把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题,RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管(IGBT),并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合,它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身,性能十分优越,使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应,MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)都是MOSFET和GTO的复合,它们都综合

电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案

电力电子技术答案 2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力?答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2.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>0且uGK>0。 2-3. 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。 2-4图2-27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I m ,试计算各波形的电流平均值I d1 、I d2 、I d3 与电流有效值I 1 、I 2 、I 3 。 解:a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I 1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ? π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I 2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ? π ? π π π wt d t c) I d3= ?= 2 Im 4 1 ) ( Im 2 1π ω π t d I 3= Im 2 1 ) ( Im 2 1 2 2= ?t dω π π 2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、 I d2、I d3 各为多少?这时,相应的电流最大值I m1 、I m2 、I m3 各为多少? 解:额定电流I T(AV) =100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算 结果知

《电力电子技术》习题解答(高职高专第5版) 第7章习题答案

第7章思考题与习题 7.1 开关电源与线性稳压电源相比有何优缺点? 答:(1)功耗小、效率高。开关管中的开关器件交替地工作在导通—截止和截止--导通的开关状态,转换速度快,这使得开关管的功耗很小,电源的效率可以大幅度提高,可达90%~95%。 (2)体积小、重量轻。 ①开关电源效率高,损耗小,则可以省去较大体积的散热器; ②隔离变压用的高频变压器取代工频变压器,可大大减小体积,降低重量; ③因为开关频率高,输出滤波电容的容量和体积可大为减小。 (3)稳压范围宽。开关电源的输出电压是由占空比来调节,输入电压的变化可以通过调节占空比的大小来补偿,这样在工频电网电压变化较大时,它仍能保证有较稳定的输出电压。 (4)电路形式灵活多样,设计者可以发挥各种类型电路的特长,设计出能满足不同应用场合的开关电源。 缺点为:存在开关噪声干扰。 7.2 功率因数校正电路的作用是什么?有哪些校正方法?其基本原理是什么? 答:功率因数校正电路的作用是抑制由交流输入电流严重畸变而产生的谐波注入电网。校正方法有:无源校正和有源校正。 无源校正的基本原理是:在主电路中串入无源LC滤波器。 有源校正的基本原理是:在传统的整流电路中加入有源开关,通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化,从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。 7.3 UPS有何作用?它由几部分组成,各部分的功能是什么? 答:UPS电源装置在保证不间断供电的同时,还能提供稳压,稳频和波形失真度极小的高质量正弦波电源。 后备式UPS由充电器﹑蓄电池、逆变器、交流稳压器、转换开关等部分组成。各部分的功能:当市电存在时,逆变器不工作,市电经交流稳压器稳压后,通过转换开关向负载供电,同时充电器工作,对蓄电池组浮充电。市电掉电时,逆变器工作,将蓄电池供给的直流电压变换成稳压,稳频的交流电压。转换开关同时断开市电通路,持通逆变器,继续向负载供电。

数字电子技术课后题答案

第1单元能力训练检测题(共100分,120分钟) 一、填空题:(每空分,共20分) 1、由二值变量所构成的因果关系称为逻辑关系。能够反映和处理逻辑关系的数学工具称为逻辑代数。 2、在正逻辑的约定下,“1”表示高电平,“0”表示低电平。 3、数字电路中,输入信号和输出信号之间的关系是逻辑关系,所以数字电路也称为逻辑电路。在逻辑关系中,最基本的关系是与逻辑、或逻辑和非逻辑。 4、用来表示各种计数制数码个数的数称为基数,同一数码在不同数位所代表的 权不同。十进制计数各位的基数是10,位权是10的幂。 5、8421 BCD码和2421码是有权码;余3码和格雷码是无权码。 6、进位计数制是表示数值大小的各种方法的统称。一般都是按照进位方式来实现计数的,简称为数制。任意进制数转换为十进制数时,均采用按位权展开求和的方法。 7、十进制整数转换成二进制时采用除2取余法;十进制小数转换成二进制时采用 乘2取整法。 8、十进制数转换为八进制和十六进制时,应先转换成二进制,然后再根据转换 的二进数,按照三个数码一组转换成八进制;按四个数码一组转换成十六进制。 9、逻辑代数的基本定律有交换律、结合律、分配律、反演律和非非律。 10、最简与或表达式是指在表达式中与项中的变量最少,且或项也最少。 13、卡诺图是将代表最小项的小方格按相邻原则排列而构成的方块图。卡诺图的画图规则:任意两个几何位置相邻的最小项之间,只允许一位变量的取值不同。 14、在化简的过程中,约束项可以根据需要看作1或0。 二、判断正误题(每小题1分,共10分) 1、奇偶校验码是最基本的检错码,用来使用PCM方法传送讯号时避免出错。(对) 2、异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。(对) 3、8421BCD码、2421BCD码和余3码都属于有权码。(错) 4、二进制计数中各位的基是2,不同数位的权是2的幂。(对)

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