《电力电子技术第二版》课后习题及解答.pdf

电力电子技术是现代电力系统中的重要分支，它涉及到电力半导体器件的设计、应用及其控制策略。《电力电子技术第二版》作为一门核心课程教材，它对电力电子设备与系统的深入研究起到了桥梁作用。本教材不仅涵盖了电力半导体器件的工作原理和特性分析，还包括了控制策略及应用技术等方面的知识。其课后习题及解答部分，是学生巩固课堂所学知识，提升解决实际问题能力的重要资源。 在电力电子技术的众多器件中，晶闸管（可控硅）是应用广泛的基础元件。它的工作原理和特性是学习电力电子技术必须掌握的基本知识点。晶闸管的工作需要满足一定条件：阳极与阴极之间施加正向电压，并且门极与阳极间要有正向触发电压或电流。只有当这两个条件同时满足时，晶闸管才能导通。此外，晶闸管一旦导通，其阳极电流大小由负载电阻决定，而阳极上的电压则由阳极电压决定。当晶闸管需要关断时，则需要使得阳极电压反向并减小，以使电流降至低于维持电流IH，中断正反馈过程。 在学习晶闸管的过程中，温度的影响不容忽视。随着温度的升高，触发所需电流会减少，正反向漏电流会增加，维持电流IH也会减少，同时正向转折电压和反向击穿电压也会降低。晶闸管非正常导通方式包括门极无信号时阳极电压过高、阳极电压上升率du/dt过大以及结温过高。关断时间是晶闸管从阳极电流降为零到恢复正向阻断能力所需的时间，主要分为反向恢复时间（trr）和关断延迟时间（tgr）。这些知识对于学生理解晶闸管的动态特性至关重要。 晶闸管的派生器件同样重要。快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管和光控晶闸管等都是晶闸管的派生器件，它们在不同应用场合中发挥着特定的功能。以光控晶闸管为例，它利用光电效应，能在光照作用下导通，适用于高压大功率的场合，特别在需要遥控或自动化控制的系统中表现出了独特优势。对于型号为KP100-3的晶闸管，如果工作电流低于维持电流IH，将导致器件无法正常工作，因此在应用中必须保证其工作电流足够大。 在教材中，电流波形分析是一个重要部分，它涉及不同波形的电流平均值、有效值和波形系数的计算。这些参数对于评估晶闸管在实际应用中的热效应和稳定性至关重要。不同形状的电流波形会直接影响晶闸管的损耗和散热设计，因此在电力电子技术设计时必须高度重视。 习题的解答部分，通过具体的计算和分析，帮助学生深入理解晶闸管的工作机理，掌握其基本参数对器件性能的影响。学生不仅能学会如何分析包含晶闸管的电路，而且通过这些习题的练习，能提升自己解决实际工程问题的能力。这种通过习题学习的方式，不仅仅对理论学习有益，而且能够为学生将来从事电力电子技术相关工作打下坚实的基础。通过对电力电子技术的深入学习和实践，学生可以更好地适应未来在电力系统、新能源技术、电力传动与控制等领域的挑战和需求。