7.7 有一抽水站的水泵向高度H＝10m处送水，排水量Q＝500m3/h，水泵的效率η1＝0.9，传动装置的效率η2＝0.78，水的重度γ＝1000kg/m3，试选择一台电动机拖动水泵。 答： 7.8 有一生产机械的实际负载转矩曲线如题7.8图所示，生产机械要求的转速nN=1450r/min，试选一台容量合适的交流电动机来拖动此生产机械。 答： 7.9 一生产机械需要直流电动机拖动，负载曲线如题7.9图所示，试选择电动机的容量。 答： 7.10 有台35KW、工作时间30min的短时工作电动机，欲用一台Th＝90min的长期工作制电动机代替。若不考虑其它问题（如过载能力等）试问长期工作制电动机的容量应选多大？ 答： 7.11 暂载率ε表示什么？当ε＝15%时，能否让电动机工作15min，休息85min？为什么？试比较ε＝15%，30KW和ε＝40%，20KW两个重复短时工作制的电动机，哪一台容量大一些？ 答： 换算（按εSN折合 ） 7.12 有一台生产机械的功率为10KW，其工作时间tP=0.72min，t0=2.28min，试选择所用电动机的容量。 答： 10.1 晶闸管的导通条件是什么？导通后流过晶闸管的电流决定于什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？阻断后它所承受的电压大小决定于什么？ 答：导通条件：阳极、控制极同时加控制电压。 　　导通后，电流决定于主电压和负载。 　　阻断：阳极电压变0或变负。 　　阻断后：承受电压大小决定于主电压。 10.2 晶闸管能否和晶体管一样构成放大器？为什么？ 答：不能。当加上控制电流Ig后，晶闸管有强烈正反馈，立即导通，导通后阳极电流I（由主电压和负载决定）和Ig无关。 10.3试画出图中负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。 10.4 如题10.4图所示，试问： 　　（1）在开关S闭合前灯泡亮不亮？为什么？ 　　（2）在开关S闭合后灯泡亮不亮？为什么？ 　　 （3）再把开关S断开后灯泡亮不亮？为什么？ 答：（1）不亮。因为控制极没加正向电压； 　　（2）亮。因为控制极加正向电压，当阳极也加正向电压时，晶闸管导通。 　　（3）再把S断开，不亮。因为U2为交流，当S断开，且U2为负时，晶闸管关断，此后，没有Ug，不会再导通。 10.5　如题10.5图所示，若在t1时刻合上开关S，t2时刻断开S，试画出负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。 答： 10.6　晶闸管的主要参数有哪些？ 答： UDRM为断态重复峰值电压，在控制极断路时，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压，其数值规定比正向转折电压小100V。 URRM为反向重复峰值电压，在控制极断路时，可以重复加在晶闸管元件上的反向峰值电压，其数值规定比反向击穿电压小100V。 IT为额定通态平均电流（额定正向平均电流）。在环境温度不大于40℃和标准散热及全导通条件下，晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值，简称额定电流。 IH为维持电流。在规定的环境温度和控制极断路时，维持元件继续导通的最小电流。 10.7 如何用万用表粗测晶闸管的好坏？ 答：见书上表10.1 10.8 晶闸管的控制角和导通角是何含义？ 答：控制角：晶闸管元件承受正向电压起始点到触发脉冲的作用点之间的电角度。 　　导通角：晶闸管在一周期内导通的电角度。 10.9　有一单相半波可控整流电路，其交流电源电压U2＝220V，负载电阻RL=10Ω，试求输出电压平均值Ud的调节范围，当α＝π/3时，输出电压平均值Ud、电流平均值Id为多少，并选择晶闸管。 答： 输出电压平均值 负载电流平均值 当 α＝0时， Ud＝99V；当α＝ 根据以上IT和UDRM的值查有关资料，选取合适的晶闸管。 10. 10　续流二极管有何作用？为什么？若不注意把它的极性接反了会产生什么后果？ 答：当电源电压变负时，V导通，负载上由电感维持的电流流经二极管。VS关断，电源负电压不加于负载上。 　　作用：可提高大电感负载时的单相半波可控整流电路整流输出平均电压。 　　极性若接反：造成短路。 答：见图10.10、图10.11、图10.12 10. 11　试画出单相半波可控整流电路带不同性质负荷时，晶闸管的电流波形与电压波形。 　α＝77.75°，导通角θ＝180－77.75＝102.25

现代电力电子器件及其应用 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期： ? 第8章 现代电力电子器件及其应用 ? 本章要求　了解常用电力电子器件晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管等全控型器件的构造、工作原理、主要参数及其应用。 本章内容　电力电子技术是电力、电子、控制三大领域的穿插学科。晶闸管已成为目前半导体器件从弱电领域进入强电领域中制造技术最为成熟、应用最广泛的器件之一。它主要用于整流器〔把交流电压变为固定的或可调的直流电压〕、逆变器〔把直流电压变为固定的或可调的交流电压〕、斩波器〔把固定的直流电压变为可调的直流电压〕、交流调压器〔把固定的交流电压变为可调的交流电压〕等方面。随着高速晶闸管、功率场效应晶体管〔MOSFET〕、绝缘栅双极型晶体管〔IGBT〕等全控型器件的问世，晶闸管的应用日益广泛。电子技术也由传统的电力电子阶段进入现代电力电子阶段，现代电力电子技术已经成为衡量一个国家电子工业和电力工业是否现代化的主要标志之一。是现代电子技术中不可或缺的内容。 本章介绍一些常用的电力半导体器件和应用。 本章学时　4学时 ? 　晶闸管 本节学时　1学时 本节重点　１、晶闸管的工作原理； 　　　　　２、伏安特性及主要参数： 　教学方法　首先简单介绍晶闸管的构造,进而分析其工作原理,使学生了解晶闸管的半控性。 教学手段　以电子课件与传统教学手段相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。 教学内容　 〔a〕示意图 〔a〕示意图 〔b〕符号 8-1 晶闸管构造与符号 G K A G A α o P N P N 晶闸管与二极管相比,它的单向导电能力还受到控制极上的信号控制。 晶闸管内部构造示意图如图8-1〔a〕，它由PNPN四层半导体交替叠合而成，中间形成三个PN结。阳极A从上端P区引出，阴极K从下端N区引出，又在中间P区上引出控制极〔或称门极〕G。图8-1〔b〕是晶闸管的符号。晶闸管中通过阳极的电流比控制极中的电流大得多，所以一般晶闸管控制极的导线比阳极和阴极的导线要细。 8.1.2 晶闸管的工作原理 ?1．晶闸管导通的条件是在阳极和阴极之间加正向电压，同时控制极和阴极之间加适当的正向电压〔实际工作中，控制极加正触发脉冲信号〕。 2．导通以后的晶闸管，关断的方法是在阳极上加反向电压或将阳极电流减小到足够小的程度〔维持电流IH以下〕。 ? 〔a〕构造分解示意图 〔b〕构造原理图图 晶闸管工作原理 〔a〕构造分解示意图 〔b〕构造原理图 图 晶闸管工作原理 G A K P N P N N ?在无触发信号时，如果在阳极和阴极之间加上额定的正向电压，那么在晶闸管内只有很小的正向漏电流通过，它对应特性曲线的oa段，以后逐渐增大阳极电压到b点，此时晶闸管会从阻断状态突然转向导通状态。b点所对应的阳极电压称为无触发信号时的正向转折电压〔或称“硬开通〞电压〕，用UBO表示。晶闸管导通后，阳极电流IA的大小就由电路中的阳极电压UA和负载电阻来决定。 晶闸管导通后，减小阳极电流IA，并使IA< IH，晶闸管会突然从导通状态转向阻断状态。在正常导通时，阳极电流必须大于维持电流IH。 当晶闸管的控制极上加上适当大小的触发电压UG〔触发电流IG〕时，晶闸管的正向转折电压会大大降低，如图8-5中IG1、IG2所示。触发信号电流越大，晶闸管导通的正向转折电压就降的越低。 晶闸管的反向特性与二极管十分相似,加反向电压时，管中只有很小的反向漏电流通过，如图中Oc段所示，这说明管子处在反向阻断状态。 ?8.1.4 晶闸管的主要参数 为了正确地选择和使用晶闸管，还必须了解它的电压、电流等主要参数的意义。晶闸管的主要参数有以下几项： 1．额定正向平均电流IF 在规定的散热条件和环境温度及全导通的条件下，晶闸管可以连续通过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值，称为正向平均电流IF， 2．维持电流IH 在规定的环境温度和控制极断开情况下，维持晶闸管导通状

，三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为

．直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变

从步进电动机的电源脉冲分配器中送出的脉冲电压的顺序，

三相异步电动机正在运行时

．直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变

．对一台确定的步进进而言，其步距角决定于

．三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下

空载启动比满载启动的启动转矩（

．三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩

，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为

．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是

．三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速

．加快机电传动系统的过渡过程，可以增大