当前位置：文档库 › 电力电子技术第一、二章习题解

电力电子技术第一、二章习题解

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Im , 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) Id1=

Im 2717.0)122

(2Im )(sin Im 214

≈+∏=∏?∏∏t ω I1=

Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142

≈∏

+=∏?∏∏wt d t ? b) Id2=

Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=∏?∏∏wt d t ? I2=

Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏

+=∏?∏∏wt d t ? c) Id3=

?∏

=∏20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 2

)(Im 21202=∏?∏

t d ω

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Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?

解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知

a) Im135.3294767.0≈≈I

A, Id1≈0.2717Im1≈89.48A

b) Im2,90.2326741

.0A I

≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈

c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 4

1.5.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 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。121＞αα+ 两个等效晶体管过饱和而导通；121＜αα+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：

l)GTO 在设计时2α较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;

2)GTO 导通时21αα+的更接近于l,普通晶闸管5.121≥+αα,而GTO 则为

05.121≈+αα，GTO 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。

1.6.如何防止电力MOSFET 因静电感应应起的损坏?

答:电力MOSFET 的栅极绝缘层很薄弱,容易被击穿而损坏。MOSFET 的输入电容是低泄漏电容,当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20的击穿电压所以为防止MOSFET 因静电感应而引起的损坏,应注意以下几点: ①一般在不用时将其三个电极短接;

②装配时人体、工作台、电烙铁必须接地,测试时所有仪器外壳必须接地; ③电路中,栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高 ④漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。

1.7.IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 的驱动电路各有什么特点?

答:IGBT 驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻,ⅠGBT 是电压驱动型器件,IGBT 的驱动多采用专用的混合集成驱动器。

GTR

驱动电路的特点是:驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿,并有一定的过冲,这样

可加速开通过程,减小开通损耗,关断时,驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流,并加反偏截止电压,以加速关断速度。

GTO驱动电路的特点是:GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度,且一般需要在整个导通期间施加正门极电流,关断需施加负门极电流,幅值和陡度要求更高,其驱动电路通常包括开通驱动电路,关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

电力MOSFET驱动电路的特点:要求驱动电路具有较小的输入电阻,驱动功率小且电路简单。

1.8.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD缓冲电路中各元件的作用。答:全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压,du/dt或过电流和di/dt, 减小器件的开关损耗。

RCD缓冲电路中,各元件的作用是: 开通时,Cs经Rs放电,Rs起到限制放电电流的作用;关断时,负载电流经VDs从Cs分流,使du/dt减小,抑制过电压。

1.9.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

解:对ⅠGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的优缺点的比较如下表：

1.10什么是晶闸管的额定电流？

答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶闸管在环境温度为

40。C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。

1.11为什么要限制晶闸管断电电压上升律du/dt?

答：正向电压在阻断状态下，反向结J 2相当的一个电容加在晶闸管两端电压上升率过大，就会有过大的充电电流，此电流流过J 3,起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以要限制du/dt 。

1.12．为什么要限制晶闸管导通电流上升率di/dt?

答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电流集中在门集附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值，但在小的区域内局部过热而损坏了晶闸管，所以要限制通态di/dt.

1.13电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施有哪些？答：产生原因：

a. 由分闸,合闸产生的操作过电压

b. 雷击引起的雷击过电压

c. 晶闸管换相过程中产生的换相电压。并联续流=集管令控元件的换相时产生的换相

电压措施：

压触发电阻，交流侧RC 抑制电路，直流侧RC 控制电路，直流侧RC 抑制电路，变压器屏蔽层，避雷器，器件关断过电压RC 抑制电路。

第2章整流电路

2..1.单相半波可控整流电路对电感负载供电,Z =20mH,U 2=100V ,求当?=0α时和?60时的负载电流Id,并画出Ud 与Id 波形。解:

?=0α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的负半周期,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:

t U dt

di L

ωsin 22= 考虑到初始条件：当0=t ω时id=0可解方程：

）－（＝

t cos 1L

U22Id ωω

?∏∏=20)(d t cos 1L U2221Id t ωωω）－（

)(51.22U2

2A L

ω Ud 与Id 的波形如下图：

当a=?60时,在U2的正半周期?60~?180期间, 晶闸管导通使电惑L 储能,电感L 储藏的能量在U2负半周期?180~?300期间释放,因此在U2的一个周期中?60~?300期间，以下微分方程成立：

t U dt

di L

ωsin 22= 考虑到初始条件：当?=60t ω时id=0可解方程得：

id=

)cos 2

22t dt U ω－（其平均值为

Id=?∏

∏=-∏3532

2)25.11L

2U 2)()cos 21(221A t d t L U （＝ωωωω 此时Ud 与id 的波形如下图：

2. 2图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:

①晶闸管承受的最大反向电压为22U2;

②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化的问题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称, 其一个周期内的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。

①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为22U2。

②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时,对于电阻负载;(O~α)期间无晶闸管导通,输出电压为0；(α~∏)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中VTl、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等;( ∏~∏+α)期间均无晶闸管导通,输出电压为0;( ∏+α~2∏)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出电压等于－U2。

对于电感负载;( α~∏+α)期问,单相全波电路中VTl导逼,单相全控桥电路中VTl、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等;( ∏+α~2∏+α)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出波形等于-U2。

可见,两者的输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。

30时,

2.3.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20Ω,L值极大当α=?

要求:①作出Ud、Id、和I2的波形;

②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2;

③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解:①Ud、Id、和I2的波形;如下图:

②输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2分别为

30＝77.97（V）

Ud=0.9U2cosα=0.9×100×cos?

Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)

I2=Id=38.99(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为:

2U2=1002=141.4(V) - 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为:

U N=(2~3)×141.4=283~424(V)

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

流过晶闸管的电流有效值为:

I VT=Id/2=27.57(A)

晶闸管的额定电流为:

I N=(1.5~2)×27.57/1.57=26~35(A)‘

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

2.4.单相桥式半控整流电路,电阻性负载,画出整流二极管在一周内承受的电压波形。

解:注意到二极管的特点:承受电压为正即导通。因此,二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段,交流电源电压由晶闸管平衡。整流二极管在一周内承受的电压波形如下:

2.5.单相桥式全控整流电路,U2 =100V ,负载R=20Ω,L 值极大,反电势E=60V ,当?=30α时,要求:

①作出Ud 、Id 和I2的波形;

②求整流输出平均电压Ud 、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2; ③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。解:①Ud 、Id 和I2的波形如下图:

②整流输出平均电压Ud 、电流Id,变压器二次测电流有效值I 分别为: Ud=0.9U 2cos α=O.9×100×cos ?30=77.97(V) Id=(Ud 一E)/R=(77.97一60)/2=9(A) I2=Id=9(A) ③晶闸管承受的最大反向电压为:

2U 2=1002=141.4(V)

流过每个晶闸管的电流的有效值为: I VT =Id/2=6.36(A) 故晶闸管的额定电压为:

U N =(2~3)×141.4=283~424(V) 晶闸管的额定电流为:

I N =(1.5~2)×6.36/1.57=6~8(A)

晶闸管额定电压和电流的具体敢值可按晶闸管产品系列参数选取。

2.6.晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管),电路如图2-11所示,U 2=100V 电阻电感负载, R=20,L 值很大,当α=?60时求流过器件电流的有效值,并作出Ud 、Id 、I VT ,I D 的波形。

解: Ud 、Id 、I VT ,I D 的波形如下图

负载电压的平均值为:

Ud=

)(59.672

)

3cos(12

9.0)(sin 2213

V U t td U =∏

+=∏?∏

∏ωω 负载电流的平均值为:

Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A) 流过晶闸管VTl 、VT2的电流有效值为: I VT =

=Id 3

19.49(A) 流过二极管VD3、VD4的电流有效值为: I VD =

Id 3

=27.56(A) 2.7.在三相半波整流电路中,如果a 相的触发脉冲消失,试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压Ud 的波形。

解:假设α=?0,当负载为电阻时,Ud 的波形如下:

当负载为电感时，Ud的波形如下：

2.8.三相半波整流电路,可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法,每段的电动势相同,其分段布置及其矢量如图所示,此时线圈的绕组增加了一些,铜的用料约增加10%,问变压器铁心是否被直流磁化,为什么?

图变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图

答: 变压器铁心不会被直流磁化。原因如下:

变压器二次绕组在一个周期内:当a1c2对应的晶闸管导通时,al的电流向下流,c3的电流向上流;当clb2对应的晶闸管导通时,cl的电流向下流,b2的电流向上流;当bla2对应的晶闸管导通时,bl的电流向下流,a2的电流向上流;就变压器的一次绕组而言,每一周期中有两段时间120)由电流流过,流过的电流大小相等而方向相反,故一周期内流过的电流平均值为(各为

零,所以变压器铁心不会被直流磁化。

2.9.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b两相的自然换相点是同一点吗?如

果不是,它们在相位上差多少度?

答:三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b两相之间换相的的自然换相点不是同

180

一点。它们在相位上相差?

2.10.有两组三相半波可控整流电路,一组是共阴极接法,一组是共阳极接法,如果它们的触发角都是α,那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说,例如都是a相,在相位上差多少度?

180

答:相差?

60时,要2.ll.三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=50Ω,L值极大,当α＝?

求:

①画出Ud, Id和I VT1的波形;

②计算U d、I d、I dT和I VT

解: ①Ud, Id和I VT1的波形如下图:

②U d、I d、I dT和I VT分别如下

60=58.5(V)

Ud=1.17U2cosα=1.17×100×cos?

Id＝Ud/R=58.5/5=11.7(A)

Idv T=Id/3=11.7/3=3.9(A)

I VT=Id/3=6.755(A)

12.在三相桥式全控整流电路中,电阻负载,如果有一个晶闸管不能导通,此时的整流电压Ud 波形如何?如果有一个晶闸管被击穿而短路,其他晶闸管受什么影响?

答:假设VTl不能导通,整流电压波形如下:

假设VT1被击穿而短路,则当晶闸管VT3或VT5导通时,将发生电源相间短路,使得VT3、VT5也可能分别被击穿。

60时, 2.13.三相桥式全控整流电路,U2 =100V,带电阻电感负载R=50Ω,L值极大, 当α=?

要求:

①画出Ud, Id和I VT1的波形

②计算Ud、Id、IdT和I VT

解:①Ud, Id和I VT1的波形如下:

②Ud、Id、IdT和I VT分别如下

60=117(V)

Ud=2.34U2cosα=2.34×100×cos?

Id=Ud/R=117/5=23.4(A)

I DVT =Id/3=23.4/3=7.8(A) I VT =Id/3=23.4/3=13.51(A)

2.14.单相全控桥,反电动势阻感负载,R=1Ω,L=∞,E=40V , U2=100V ,L B =0.5mH,当α=?60时,求Ud 、Id 与γ的数值,并画出整流电压Ud 的波形。解:考虑L B 时,有:

Ud=0.9U2cos α-Δud Δud=2X B Id/∏ Id ＝(Ud-E)/R 解方程组得:

2.15.三相半波可控整流电路,反电动势阻感负载,U2=100V , R=1Ω,L= B=lrnH, 求当α=?30时、E=50V 时Ud 、Id 、γ的值并作出Ud 与I VTl 和I VT2的波形。解:考虑LB 时，有:

Ud=1.17U2cos α-Δud Δud=3X B Id/2∏ Id ＝(Ud-E)/R

解方程组得:

Ud ＝)(63.94)32/()3cos 17.1(2V X R E X U R B B =+∏+∏α

△Ud=6.7(V) Id=44.63(A) 又因为：

26/2)cos(

cos U IdX B =+-γαα 即得出

cos(?30＋γ)=0.752 换流重叠角

γ =?=?-?28.113028.41

Ud 与I VTl 和I VT 2的波形如下:

2.16.单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪儿次?

答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2K (K=l 、2、3…)次谐波,其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2K+l(K=Ⅰ、2,3……)次即奇次谐波,其中主要的有3次、5次谐波。

2.17.三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?

答:三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6K(K=l 、2、3……)次的谐波,其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6K+l(K=l 、2、3……)次的谐波,其中主要的是5、7次谐波。

2.18.试计算第2.3题中I2的3、5、7次谐波分量的有效值I 23,I 25,I 27 解:在第3题中己知电路为单相全控桥,其输出电流平均值为

Id=38.99 (A) 于是可得:

I 23=223/22=∏Id ×38.99/3∏ =11.7(A) I 25=225/22=∏Id x38.99/5∏=7.02(A) I 37=227/22=∏Id X38.99/7∏=5.01(A)

2.19.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同? 答:带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点: ①三相桥式电路是两组三相半波电路串联,而双反星形电路是两组三相半波电路并联,且后者需要用平衡电抗器;

②当变压器二次电压有效值U 2相等时,双反星形电路的整流电压平均值Ud 是三相桥式电路的1/2而整流电流平均值Id 是三相桥式电路的2倍。

③在两种电路中,晶闸营的导通及触发脉冲的分配关系是一样的,整流电压Ud 和整流电流Id 的波形形状一样。

2.20.整流电路多重化的主要目的是什么?

答:整流电路多重化的目的主要包括两个方面,一是可以使装置总体的功率容量大,二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。

2.21.十二脉波、二十四脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐波?

答:12脉波电路整流电路的交流输入电流中含有ll 次、13次、23次、25次等即12K ±l(K=1,2,3....)次谐涉,整流输出电压中含有12、24等即12K(K=1,2,3...)次谐波。

24脉波整流电路的交流输入电流中含有23次、25次、47次、49次等,即24K ± 1(K=l, 2,3...)次谐波,整流输出电压中含有24、48等即24K(K=1,2,3...)次谐波。

2.22.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么? 答:条件有二:

①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压;

②要求晶闸管的控制角2

∏

α使Ud 为负值。

2.2

3.什么是逆变失败?如何防止逆变失败?

答：逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。

防止逆变夫败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等。

2.24.单福桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中,当负载分别为电阻负载或电感负载时,要求的晶闸管移相范围分别是多少?

答:单相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求的晶闸管移相范围是0~?180，当负载为电感负载时,要求的晶闸管移相范围是O~?90。

三相桥式全控整流电路,当负载为电阻负载时,要求的晶闸管移相范围是0~?120，当负载为电感负载时,要求的晶闸管移相范围是O~?90

2.25某一电阻负载，要求输出直流电压Ua=0---24v,最大负载电流I d =30A 。采用单相半波可控整流电路。用220V 直接供电或用变压器降压到60V 供电。计算两种方案下，不考虑完全裕量时，晶闸管的导通角θ，额定电流I N , 额定电压U N ,电源的功率因数和电源容量。解：①U2=220v 时

Ud=0.45U2

cos 1(1α+

Cos α=245.02U U d ——1=220

45.0242??－1= －

0.5

1α ＝120° θ1=180°－120°＝60°

电流平均值 Id=30A Rd=

Rd Ud =30

==0.8Ω 电流有效值 I ==

Rd U ==Rd

U 2

A 8322

42sin =∏

-∏+∏α 额定电流I N ≥

57.1I =57

.14.83==53A 额定电压U N ≥ U dm =V U 311220222=?=

功率因数 Cos ?==

∏

-∏+∏22sin 41αα==0.302

电源视在功率 S 1=U 2I=220KVA 36.184.83=? ②

U 2=60v 时

1412=θ° I N A 8.33≥ U N ≥84.2

Cos 71.02=? S2=3.18KV A

2.26 阻感负载，电感极大，电阻Rd=5Ω,电路为此有连续二极管的单相半控桥电路，输入电压U 2=220V ,当控制角α＝260°时，求流过晶闸管平均电流值I dT 有效值I T ,流过续流二极管电流平均值I Dd 有效值I D 解：整流的平均电压

Ud=0.9U 2

V 1492

60cos 12209.02cos 1=?

+?=+α

负载平均电流： I d =A Rd Ud 305

149

流过晶闸管电流平均值I dT =A I d 1030360

1802=?-=∏-∏α

电流有效值 I T =

A Id 3.1722

=∏

-∏ 电流续流二极管电流平均值 I Dd =

A Id 1030180602=?=∏ 有效值 I Dd =A Id 3.1730180

602=?=∏

2.28单相全控桥式电路，电阻性负载，控制角?=60α

画出电气原理图，整流电压Ud 波形图，任意晶闸管在一个周期内两端电压波形图，变压器付边电流i 2波形图，变压器付边电流I 2波形图解：见P47图2－5

2.29三相半波可控整流电路，电压极大，电阻Rd=2Ω U2=220V ,当?=60α，求出按续流二极管和不按续流二极管两种电路结构下的整流电压，整流电流并选择晶闸管。

解： ①按续流二极管的时

Ud=0.675??

??????

??+∏+?α6cos 12U =0.675V 135)36cos(

1200=??

?∏+∏+?

Id=

A Rd Ud 5.672

135

== I T =

A Id 75.335.67360

150360150=?-=?-?α

晶闸管：I N ＞（1.5~2）

423157

.1--=T

I A U N ＞（2~3）70062=U ~1000V

②不接续流二极管

Ud=1.17U 2V

11760cos =?

Id=

A Rd Ud 5.582117

== I T =

A Id 75.335.583

131=?= 晶闸管：I N ＞（1.5~2）

3157

.1=T

I ~42A U N ＞（2~3）26U ＝750~1000V

2.30单相半波可控整流电路中，脉冲间隔τ= ( ),晶闸管最大导通角=max

θ（）

，晶闸管承受的=max

（）

，晶闸管可以承受的最大电压Udm=（），整流电压的脉动次数m=（）；三相桥式可控整流电路中的τ＝（），m ax θ＝

（）, Udm=( ), m=( )。答案：单相：2∏，∏，2U 2, 1

三相：,6,3

,32U ∏∏ 6

2.31单相桥式电路中脉冲间隔τ＝（），晶闸管最大导通=m a x

（）

，晶闸管承受的最大电压Udm=( ), 整流电压脉冲次数m=( ); 三相半波电路中τ= ( ),整流电压脉动次数m=( );三相半波电路中τ＝（），=m a x θ （），Udm= ( ), m= ( ); 答案：单相桥式： ∏，∏，2U 2，2 三相半波：

,6,3

,32U ∏∏ 3 2.32电阻性负载：单相桥式电路，脉冲移相范围α=( ),电流开始断续时k α＝（）;三相半波电路脉冲移相范围α＝（），电流开始断续时k α＝（）;三相桥式电路脉冲移相范围α＝（），电流开始断续时k α＝

（）

答案：单相桥式0――∏，0；三相半波0――?150，?30；三相桥式0――－?120，?60 2.33．三相半波可控整流电路对直流电动机供电，当?=60α，理想空载转速n 0=1000rpm,

在?=30α时，理想空载转速n 01=( ); ?=902α时，理想空载转速n 02=( ),

?=1203α, n 03=( )

答案：1000rpm, 866rpm, 500rpm

2.34.电路形式为两组三相桥式并联可逆电路，负载为直流电动机，请画出：电气原理图和直流电动机运行四个象限变流器的工作情况（电动机运行状态，变流器工作状态，整流电压极性，直流电动机反电势极性，主电路电流方向）答案：p89 图2－5b , c

2.35.电路形式为三相半波电路，负载为电阻，当?=30α时，请画出电气原理图，整流电

压波形图，脉冲序列，晶闸管T 1在一个周期内承受电压波形图。答案：P52图2－12a,图2－13

2.36．电路形式为三相桥式可控整流电路，负载电极大，当?=90α请画出电气原理图，整

流电压Ud 波形图，脉冲序列，晶闸管T 1在一个周期内承受电压U T1波形图。

答案：P59图2－24

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

电力电子技术试题及答案(B)

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 、I 、I 。 πππ4 π4 π2 5π4a) b)c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1= π21?π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π1?π πωω4)(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ? π π ωωπ 4 2) ()sin (1 t d t I m = 2 2m I π 21 43+ ≈0.6741I m c) I d3=π21?2 )(π ωt d I m =41 I m I 3 =? 2 2 ) (21π ωπt d I m = 2 1 I m 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 a) I m1≈4767.0I ≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b) I m2≈ 6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3= 4 1 I m3=78.5 2-6 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 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益 1α和2α，由普通晶阐管的分析可得， 121=+αα是器件临界导通的条件。1 21＞αα+两个等效晶体管过饱和而导通；

电力电子技术复习题答案

第二章： 1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等，若 du/dt过大，就会使晶闸管出现_ 误导通_，若di/dt过大，会导致晶闸管_损坏__。 2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。简述晶闸管的正向伏安特性答: 晶闸管的伏安特性正向特性当IG=0时，如果在器件两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低，晶闸管本身的压降很小，在1V左右。如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态，IH称为维持电流。 3.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。 4.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于半控型器件的是 SCR 。 5.晶闸管的擎住电流I L 答：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。 6.晶闸管通态平均电流I T(AV) 答：晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 7.晶闸管的控制角α（移相角）答：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。

电力电子技术试题及答案(1)

《电力电子技术》试卷一．填空（共15分，1分/空） 1.电力电子技术通常可分为（）技术和（）技术两个分支。 2.按驱动电路信号的性质可以将电力电子器件分为（）型器件和（）型器件两类，晶闸管属于其中的（）型器件。 3.晶闸管单相桥式全控整流电路带反电动势负载E时（变压器二次侧电压有效值为U ，忽略主电路 2 各部分的电感），与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为（）角，数量关系为δ=（）。 4.三相桥式全控整流电路的触发方式有（）触发和（）触发两种，常用的是（）触发。 5.三相半波可控整流电路按联接方式可分为（）组和（）组两种。 6.在特定场合下，同一套整流电路即可工作在（）状态，又可工作在（）状态，故简称变流电路。 7.控制角α与逆变角β之间的关系为（）。二．单选（共10分，2分/题） 1．采用（）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。 A.直流断路器 B. 快速熔断器 C.过电流继电器 2．晶闸管属于（）。 A.不可控器件 B. 全控器件 C.半控器件 3．单相全控桥式整流电路，带阻感负载（L足够大）时的移相范围是（）。 A．180O B.90O C.120O 4．对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位应依次差（）度。 A.60 B. 180 C. 120 5．把交流电变成直流电的是（）。 A. 逆变电路 B.整流电路 C.斩波电路三．多选（共10分，2分/题） 1．电力电子器件一般具有的特征有。 A.所能处理电功率的大小是其最重要的参数 B.一般工作在开关状态 C.一般需要信息电子电路来控制 D.不仅讲究散热设计，工作时一般还需接散热器 2．下列电路中，不存在变压器直流磁化问题的有。 A.单相全控桥整流电路 B.单相全波可控整流电路 C.三相全控桥整流电路 D.三相半波可控整流电路 3．使晶闸管关断的方法有。 A.给门极施加反压 B.去掉阳极的正向电压 C.增大回路阻抗 D.给阳极施加反压 4．逆变失败的原因有。 A.触发电路不可靠 B.晶闸管发生故障 C.交流电源发生故障 D.换相裕量角不足 5．变压器漏抗对整流电路的影响有。 A.输出电压平均值降低 B.整流电路的工作状态增多 C.晶闸管的di/dt减小 D.换相时晶闸管电压出现缺口四．判断（共5分,1分/题） 1.三相全控桥式整流电路带电阻负载时的移相范围是150O。（） 2.晶闸管是一种四层三端器件。（）

电力电子技术习题与解答

《电力电子技术》习题及解答思考题与习题什么是整流它与逆变有何区别答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。单相半波可控整流电路中，如果： (1)晶闸管门极不加触发脉冲； (2)晶闸管内部短路； (3)晶闸管内部断开；试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同；（2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0；（3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。

某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。解：设α=0，T 2被烧坏，如下图：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量Λ ,,21U U 和Λ,,21I I ，负载上有功功率为Λ+++=22212P P P P d >d d d I U P =。

王兆安版电力电子技术试卷及答案

20××－20××学年第一学期期末考试《电力电子技术》试卷(A) （时间90分钟满分100分）（适用于 ××学院 ××级 ××专业学生）一、填空题（30分,每空1分）。 1．如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR ）、门极可关断晶闸管（GTO ）、电力晶体管（GTR ）、电力场效应管（电力MOSFET ）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有 ________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是________，属于电流驱动的是________。（只写简称） 2．单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和；带阻感负载时，α角移相范围为，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和。 3．直流斩波电路中最基本的两种电路是和。 4．升降压斩波电路呈现升压状态时，占空比取值范围是__ _。 5．与CuK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有、和。 6．当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz 时，单相交交变频电路的输出上限频率约为。 7．三相交交变频电路主要有两种接线方式，即 _和。 8．矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是；控制方式是。 9．逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为型逆变器和型逆变器。 10．把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为。二、简答题（18分,每题6分）。 1．逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各应用于什么场合？ 2．交流调压电路和交流调功电路有什么异同？ 3．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？三、计算题（40分，1题20分，2题10分，3题10分）。 1．一单相交流调压器，电源为工频220V ，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH 。试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当2πα＝时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。 2．.三相桥式电压型逆变电路，工作在180°导电方式，U d =200V 。试求输出相电压的基波幅值U UN1m 和有效值U UN1、输出线电压的基波幅值U UV1m 和有效值U UV1、输出线电压中7次谐波的有效值U UV7。 3 ．如图所示降压斩波电路E=100V ，L 值极大，R=0.5Ω，E m =10V ，采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值

《电力电子技术第二版》习题答案

《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题 1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压UＡ决定。 1．2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流ＩＡ减小，ＩA下降到维持电流I H以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A决定。 1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化? 答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流IＨ会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。１.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种? 答：非正常导通方式有:（1) I g=0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率ｄu/dt过高；(3) 结温过高。 1.5请简述晶闸管的关断时间定义。答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时

间。即gr rr q t t t +=。 1.６试说明晶闸管有哪些派生器件? 答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。１.7请简述光控晶闸管的有关特征。答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。 1.8型号为KP1０0-3，维持电流I H =４ｍＡ的晶闸管，使用在图题1．8所示电路中是否合理,为什么?（暂不考虑电压电流裕量）图题１.8 答:(a ）因为H A I mA K V I <=Ω =250100,所以不合理。 (b) 因为A V I A 2010200=Ω =, ＫP100的电流额定值为１00A ，裕量达5倍,太大了。 (c)因为A V I A 1501150=Ω= ，大于额定值，所以不合理。 1．９图题1.９中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ,试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数。解：图(ａ): I Ｔ（A Ｖ)=π 21?πωω0)(sin t td I m =πm I ＩT ＝?πωωπ02)()sin (21t d t I m =2 m I

电力电子技术复习题及答案汇编

电力电子技术试题 1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET 和GTR 的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波波。 5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。 6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_不同桥臂上的元件之间进行的。 9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。（写出四种即可） 10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电流型型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180o 度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120o 度。 11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路；升压斩波电路；升降压斩波电路。 12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。 13、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源、逆变器与无源逆变器两大类。 14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。 15、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。 19、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I Tn等于 1.57倍I T（AV），如果I T（AV）=100安培，则它允许的有效电流为157安培。通常在选择晶闸管时还要留出 1.5—2倍的裕量。 20、通常变流电路实现换流的方式有器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流四种。 21、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0，负载是阻感性时移相范围是。 22、在电力晶闸管电路中，常用的过电压保护有避雷器；阻容吸收；硒堆；压敏电阻；整流式阻容吸收等几种。 23、。晶闸管的维持电流I H是指在温度40度以下温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小阳极电流。 25、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流I H时，导通的晶闸管关断。.。 27、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极；作为栅极，以以电力晶体管集电极和发射极复合而成。 29、晶闸管的换相重叠角与电路的触发角α；变压器漏抗X B；平均电流I d；电源相电压U2。等到参数有关。

《电力电子技术》习题解答-2011

《电力电子技术》习题解答第1章电力电子器件思考题与习题 2.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 2.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 2.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？ 2.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？ 2.5请简述晶闸管的关断时间定义。 2.6试说明晶闸管有哪些派生器件？ 2.7请简述光控晶闸管的有关特征。 2.8型号为KP100-3，维持电流I H=4mA的晶闸管，使用在图题2.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量) 图题2.8 2.9 图题2.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各图的电流平均值．电流有效值和波形系数。

图题2．9 2.10上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流100A的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少? 2.11某晶闸管型号规格为KP200-8D，试问型号规格代表什么意义? 2.12如图题2.12所示，试画出负载R d上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。图题2.12 2.13在图题2.13中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T导通，门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流I L=15mA）？图题2.13 2.14单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题2.14所示，交流电源电压有效值为220V。 (1)考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？ (2)若当电流的波形系数为K f=2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A，考虑晶闸管的安全余

电力电子技术习题资料整理

图1-31习题1-5附图图1-32习题1-9附图 6.为什么晶闸管不能用门极负脉冲信号关断阳极电流，而GTO却可以？ 7.GTO与GTR同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？ 8.试比较GTR、GTO、MOSFET、IGBT之间的差异和各自的优缺点及主要应用领域。 9.请将VDMOS（或IGBT）管栅极电流波形画于图1-32中，并说明电流峰值和栅极电阻有何关系以及栅极电阻的作用。 10.全控型器件的缓冲吸收电路的主要作用是什么？试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。 11.限制功率MOSFET应用的主要原因是什么？实际使用时如何提高MOSFET的功率容量？习题二

电力电子技术_习题集(含答案)

电力电子技术》课程习题集、单选题

1. 晶闸管内部有（）PN结。 A 、一个B 、二个 C 、三个D 、四个 2. A电力二极管内部有（）个PN结。一个B 、二个 C 、三个D 、四个 3. 双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（）电极。 A 、一个B 、两个 C 、三个D 、四个 4. 比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 SR 5. 下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（） A 、GTR B 、 MOSFET C 、IGBT D 、 SR 6. 比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 IGBT 7. 下列半导体器件中属于电压型控制器件的是（）。 A 、GTO B 、 GTR C 、MOSFET D 、 SR 8. 压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来作（）。 A 、分流B 、降压 C 、过电压保护D 、过电流保护 9. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（）。 A 、分流B 、降压 C 、过电压保护D 、过电流保护 10 . 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（） A 、有效值B 、最大值 C平均值D最小值 11. 晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好。来表示的。

A 、愈大 B 、愈小 C 、不变 D 、为零 12. 快速熔断器在晶闸管整流电路中主要是用来作（ A 、分流 B 、降压 C 、过电压保护 D 、过电流保护 13. 当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相 A 、串联 B 、并联 C 、串并联 14. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）。 A 、导通状态 B 、关断状态 C 、饱和状态 D 、不定 15. 当晶闸管的额定电流小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相 A 、串联 B 、并联 C 、串并联 A 、电阻性 B 、电感性 C 、反电动势 D 、不定 17. 晶闸管可控整流电路中的控制角 α 减小，则输出的电压平均值会（ A 、不变 B 、增大 C 、减小 D 、不定 18. 三相可控整流与单相可控整流相比较，输出直流电压的纹波系数（ A 、三相的大 B 、单相的大 C 、一样大 D 、不定 19. 单相半波可控整流电路输出直流电压的平均值最大等于整流前交流电压有效值的倍。 B 、0.5 C 、 0.45 D 、0.9 20. 单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值最大等于整流前交流电压有效值的倍。 A 、 1 B 、0.5 C 、 0.45 D 、0.9 21. 为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中负载两端并联接入（）。 A 、三极管 B 、续流二极管 C 、保险丝 D 、晶闸管 22. 晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（ A 、电阻性 B 、电感性 16. 晶闸管整流电路中直流电动机应该属于（）负载。）。）。）。 A 、1 ）负载。

电力电子技术试题及答案(3)

考试试卷一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分） 1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。 2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。 3、晶闸管的导通条件是。 4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为U DSM U BO。 5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。 6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。 7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是触发方法。 8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。 9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。 10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。 11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。 12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。 13、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U d的极性必须保证与直流电源电势E d的极性成相连，且满足|U d|<|E d|。 14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取，以保证逆变时能正常换相。 15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。设正弦调制波的频率为f r，三角波的频率为f c，则载波比表达式为K= 。 16、抑制过电压的方法之一是用吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。 17、斩波器的时间比控制方式分为、、三种方式。二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分） 1、晶闸管的伏安特性是指( ) A、阳极电压与门极电流的关系 B、门极电压与门极电流的关系 C、阳极电压与阳极电流的关系 D、门极电压与阳极电流的关系

电力电子技术习题答案

3章交流-直流变换电路课后复习题第1部分：填空题 1.电阻负载的特点是电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0? ≤a ≤ 180? 。 2.阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0? ≤a ≤ 180? 2 ， 2 （设U 2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 0? ≤a ≤ 180? ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为2 和 22U ；带阻感负载时，α角移相范围为 0? ≤a ≤ 90? ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 22U 2 ；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器(大电感) 。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = 180?-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0? 。 5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单相全波可控整流电路的波形基本相同，只是后者适用于较低输出电压的场合。 6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为 22U ，随负载加重U d 逐渐趋近于0.9 U 2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T ，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U 2(U 2为相电压有效值)。 7.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压 U Fm 2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0?≤a ≤90? ，使负载电流连续的条件为 a ≤30? (U 2为相电压有效值)。 8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 120? ，当它带阻感负载时，α的移相范围为 0?≤a ≤90? 。 9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是电压最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是 0?≤a ≤120? ，u d 波形连续的条件是 a ≤60? 。

《电力电子技术》习题解答

《电力电子技术》习题解答第2章思考题与习题 2.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。 2.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。 2.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H 会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。 2.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。 2.5请简述晶闸管的关断时间定义。答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。即gr rr q t t t +=。 2.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。 2.7请简述光控晶闸管的有关特征。答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。 2.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题2.8所示电路中是否合理，为什

电力电子技术习题及答案

电力电子技术习题集习题一 1. 试说明什么是电导调制效应及其作用。 2. 晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断的条件是什么，如何实现？ 3. 有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？ 4. 图1-30中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值、有效值。如不考虑安全裕量，额定电流100A 的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d 各位多少？ (f) 图1-30 习题1-4附图 5. 在图1-31所示电路中，若使用一次脉冲触发，试问为保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽度至少要多宽？图中，E =50V ；L =0.5H ；R =0.5?; I L =50mA （擎住电流）。图1-31习题1-5附图图1-32习题1-9附图 6. 为什么晶闸管不能用门极负脉冲信号关断阳极电流，而GTO 却可以？ 7. GTO 与GTR 同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？ 8. 试比较GTR 、GTO 、MOSFET 、IGBT 之间的差异和各自的优缺点及主要应用领域。 9. 请将VDMOS （或IGBT ）管栅极电流波形画于图1-32中，并说明电流峰值和栅极电阻有何关系以及栅极电阻的作用。 10. 全控型器件的缓冲吸收电路的主要作用是什么？试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。 11. 限制功率MOSFET 应用的主要原因是什么？实际使用时如何提高MOSFET 的功率容量？习题二

1．具有续流二极管的单相半波可控整流电路，带阻感性负载，电阻为5?，电感为0.2H，电源电压的有效值为220V，直流平均电流为10A，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出晶闸管的电压定额（考虑电压2-3倍裕度）。 2．单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。系统采用220V的交流电压通过降压变压器供电，且晶闸管的最小控制角αmin＝30°，（设降压变压器为理想变压器）。试求：（1）变压器二次侧电流有效值I2；（2）考虑安全裕量，选择晶闸管电压、电流定额；（3）作出α＝60°时，u d、i d和变压器二次侧i2的波形。 3．试作出图2-8所示的单相桥式半控整流电路带大电感负载，在α＝30°时的u d、i d、i VT1、 i VD4的波形。并计算此时输出电压和电流的平均值。 4．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2 ?，L值极大，反电动势E＝60V，当α＝30°时，试求：（1）作出u d、i d和i2的波形；（2）求整流输出电压平均值U d、电流I d，以及变压器二次侧电流有效值I2。 5. 某一大电感负载采用单相半控桥式整流接有续流二极管的电路，负载电阻R=4Ω，电源电压U2=220V，α=π/3，求： (1) 输出直流平均电压和输出直流平均电流； (2) 流过晶闸管（整流二极管）的电流有效值； (3) 流过续流二极管的电流有效值。 6．三相半波可控整流电路的共阴极接法和共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？试作出共阳极接法的三相半波可控的整流电路在α＝30°时的u d、i VT1、u VT1的波形。 7. 三相半波可控整流电路带大电感性负载，α＝π/3，R=2Ω，U2=220V，试计算负载电流I d，并按裕量系数2确定晶闸管的额定电流和电压。 8．三相桥式全控整流电路，U2＝100V，带阻感性负载，R＝5 ?，L值极大，当α＝60°，试求：（1）作出u d、i d和i VT1的波形；（2）计算整流输出电压平均值U d、电流I d，以及流过晶闸管电流的平均值I dVT和有效值 I VT；（3）求电源侧的功率因数；（4）估算晶闸管的电压电流定额。 9．三相桥式不控整流电路带阻感性负载，R＝5 ?，L＝∞，U2＝220V，X B=0.3 ?，求U d、I d、 I VD、I2和γ的值，并作出u d、i VD1和i2的波形。 10．请说明整流电路工作在有源逆变时所必须具备的条件。 11．什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 12. 三相全控桥变流器，已知L足够大、R=1.2Ω、U2=200V、E M= -300V，电动机负载处于发电制动状态，制动过程中的负载电流66A，此变流器能否实现有源逆变？求此时的逆变角β。 13．三相全控桥变流器，带反电动势阻感负载，R＝1 ?，L＝∞，U2＝220V，L B=1mH，当 E M＝－400V，β＝60°时求U d、I d和γ的值，此时送回电网的有功功率是多少？

电力电子技术考试试题

北京交通大学学生考试试题课程名称：电力电子技术（A 卷） 2009 –2010学年 2学期出题：课程组题号一二三四五六七总成绩得分阅卷人一、单选题（每题2分，共20分） 1、下列功率器件中，哪种器件最适合于小功率、高开关频率的变换器？ ① SCR ② IGBT ③ MOSFET ④ IGCT 2、在单相全控桥带大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为： ① 0.707U 2 ② 1.414U 2 ③ 0.9U 2 ④ 3.14U 2 3、对三相半波可控整流电路电阻性负载来说，触发脉冲的移相范围是： ① 0 ~90 ② 0 ~120 ③ 0 ~150 ④ 0 ~180 4、下列哪个电路不能实现输入输出之间的能量双向流动： ① PWM 整流电路 ② 无源逆变电路 ③ 交交变频电路 ④ BUCK 电路 5、单端反激变换器是 ① BOOST 变换器的派生电路 ② BUCK 变换器的派生电路 ③ 丘克变换器的派生电路 ④ BUCK —BOOST 变换器的派生电路 6、在谐振变换器中，ZVS 表示 ① 零电压开关 ② 零电流开关 ③ 硬开关 ④ PWM 开关 7、采用并联缓冲吸收电路的目的是为了学院班级学号姓名 ------------------------------------装 -------------------------------------------------------------------订--------------------------------------线-----------------

电力电子技术习题解答

电力电子技术习题解答教材：《电力电子技术》，尹常永田卫华主编

第一章电力电子器件 1-1晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由哪些因素决定？答：当晶闸管承受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管才能导通；导通后流过晶闸管的电流由电源和负载决定； 1-2维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？答：晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极出发信号是否还存在，晶闸管都保持导通，只需保持阳极电流在维持电流以上；但若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，则晶闸管关断。 1-3型号为KP100—3，维持电流IH = 4mA 晶闸管使用在图1-32的各电路中是否合理,为什么？(暂不考虑电压、电流裕量) 答：（a ）因为 100250A H V I mA I k = =<Ω，所以不合理。（b ）因为 2002010A V I A = =Ω，KP100 的电流额定值为 100Ａ，裕量达５倍，太大了，所以不合理。（c ）因为 1501501A V I A = =Ω，小于额定电流有效值1.57?100=157A ，晶闸管承受的电压150V ，小于晶闸管的而定电压300V ，在不考虑电流、电压裕量的前提下，可以正常工作，所以合理。 1-4晶闸管阻断时，其承受的电压大小决定于什么？答：晶闸管阻断时,其可能承受的电压大小决定于制造工艺，也就是取决于基板的厚度、基板宽度、电击所掺的杂质的量大小。 1-5某元件测得V U DRM 840=，V U RRM 980=，试确定此元件的额定电压是多少，属于哪个电压等级？答：根据将DRM U 和RRM U 中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，将两者较小的840V 按教材表取整得800V ，该晶闸管的额定电压为8级（800V ）。 1-6图1-10中的阴影部分表示流过晶闸管的电流的波形，各波形的峰值均为Im ，试计算各波形的平均值与有效值各为多少？若晶闸管的额定通态平均电流为100A ，问

电力电子技术 第一、二章习题解