江西理工大学 电力电子技术 作业+考试 第三章复习题答案
电工电子学第三章习题答案 (2)
第三章交流电路3-1 试写出表示u A =)120314sin(2220,314sin 22200-==t u tV u B A 和V t u C )120314sin(22200+=的，并画出相量图。
解：V U V U V U C B A 0.00120220,120220,0220∠=-∠=∠=•••3-2 如图所示的是时间t=0时电压和电流的相量图，并已知U=220V ，I 1=10A ，I 2=52A ，试分别用三角函数式和复数式表示各正弦量。
3-3已知正弦电流i 1=22sin(100πt+60°)A, i 2=32sin(100πt+30°)A,试用相量法求i=i 1+i 2。
解A tg j j j j I I I 010000210.4284.4)598.3232.3(3914.23232.3598.3)213232(23321230sin 330cos 360sin 260cos 2∠=∠=+=⨯+⨯+⨯+⨯=+++=+=-•••i= 4.842 sin （100πt+42.00） A3-4在图示电路中，已知R=100Ω，L=31.8mH ，C=318uF 。
求电源的频率和电压分别为50Hz 、100V 和1000Hz 、100V 的两种情况下，开关S 合向a 、b 、c 位置时电流表的读数，并计算各元件中的有功功率和 无功功率.解：当F=50HZ 、U=100V 时，S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(1099.9100108.312501003A LV ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Q=UIb=1000Var S 接到c ，)(10100103182506A C V Ic =⨯⨯⨯⨯==-πω。
无功功率为：q=UIc=-1000Var当F=1000HZ 、U=100V 时S 接到a ，Ia=)(1100100A =；有功功率为：P=UIa=100WS 接到b ，Ib=)(5.08.199100108.31210001003A L V ==⨯⨯⨯=-πω 无功功率为：Qb=UIb=50Var S 接到c ，)(8.19910010318210006A C V Ic=⨯⨯⨯⨯==-πω。
(完整版)电力电子学课后题答案第三章
第3章复习题及思考题解答1. 直流/直流电压变换中开关器件的占空比D是什么？推证图 3.1(c)所示脉宽时间为onT、脉宽角度为θ、周期为ST、幅值为SV的方波脉冲电压O()v t的直流平均值及各次谐波的幅值。
图3.1 Buck变换器电路结构及降压答：占空比D是开关管导通时间onT与开关周期ST的比值。
图 3.1(c)中方波脉冲电压O()v t可以表示为如下傅里叶表达式：SO S12()sin(π)cos()πnVV t DV nD n tnωω∞==+⋅∑，其中常数项为直流平均值，即O SV DV=，各余弦项为各次谐波，其幅值为：S Sn22sin()sin(π)π2πV Va n nDn nθ==。
2. 脉冲宽度调制PWM和脉冲频率调制PFM的优缺点是什么？答：脉冲宽度调制方式PWM，保持ST不变（开关频率不变），改变onT调控输出电压V；脉冲频率调制方式PFM，保持onT不变，改变开关频率或周期调控输出电压V。
实际应用中广泛采用PWM方式。
因为采用定频PWM开关时，输出电压中谐波的频率固定，滤波器设计容易，开关过程所产生电磁干扰容易控制。
此外由控制系统获得可变脉宽信号比获得可变频率信号容易实现。
但是在谐振软开关变换器中为了保证谐振过程的完成，采用PFM控制较容易实现。
3. Buck变换器中电感电流的脉动和输出电压的脉动与哪些因数有关，试从物理上给以解释。
答：电感电流的脉动量与电感量L、开关频率Sf、输入电压SV、输出电压OV有关，输出电压的脉动量与电感量L、电容量C、开关频率S f、输出电压O V有关。
电感量L、电容量C越大其滤波效果越好，而开关频率S f越高，滤波电感的交流阻抗Lω就越大，它对直流电压的阻抗基本为0，同时滤波电容的交流阻抗1/Cω越小。
4. Buck变换器断流工况下的变压比M与哪些因数有关，试从物理上给以解释。
答：Buck变换器在电流断续工况下其变压比M不仅与占空比D有关，还与负载电流OI的大小、电感L 、开关频率S f 以及电压O V 等有关。
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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整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)
I2＝Id＝9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为： U2＝100 ＝141.4（V）
流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕ ＝6.36（A）
②Ud、Id、IdT和IVT0×cos60°＝117（V）
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相同时，对于电阻负载：（0~α）期间无晶闸管导通，输出电压为0；（α~π）期间，单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VT1、VT4导通，输出电压均与电源电压u2相等；(π~π＋α)期间，均无晶闸管导通，输出电压为0；(π＋α ~2π)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。
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a) Im1 A, Id1 0.2717Im1 89.48A
b) Im2 Id2
c)Im3=2I=314Id3=
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 和 ，由普通晶阐管的分析可得， 是器件临界导通的条件。 两个等效晶体管过饱和而导通； 不能维持饱和导通而关断。
整流二极管在一周内承受的电压波形如下：
3-5．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当=30时，要求：作出ud、id和i2的波形；
1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；
2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：
故晶闸管的额定电压为：UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）
晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）
晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
3-6.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，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当=60时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。
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 较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时 的更接近于l，普通晶闸管 ，而GTO则为 ，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。
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3 章 交流 - 直流变换电路 课后复习题第 1 部分：填空1. 阻 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 相半波可控整流 阻性 路中，晶 管控制角 α的最大移相范 是 0 ≤a ≤ 180 。
2. 阻感 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 相半波可控整流 阻感 并 流二极管的 路中，晶 管控制角 α 的最大移相范 是 0 ≤ a ≤ 180，其承受的最大正反向 均 2U 2， 流二极管承受的最大反向2U 2（ U 2 相 有效 ）。
3. 相 式全控整流 路中， 阻 ，α 角移相范 0≤a ≤ 180 ，个晶 管所承受的最大正向 和反向 分2U 2 和2U 2； 阻感 ，α 角移相范 0 ≤a ≤ 90 ， 个晶 管所承受的最大正向 和反向 分 2U 2和2U 2 ； 反 ，欲使 阻上的 流不出 断 象，可在主 路中直流 出串 一个 平波电抗器 ( 大电感 ) 。
4. 相全控 反 路中，当控制角 α 大于不 角 ，晶 管的 通角 = 180 -2 ; 当控制角 小于不 角 ，晶 管的 通角 = 0 。
5. 从 入 出上看， 相 式全控整流 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 较低出 的 合。
6. 容 波 相不可控整流 阻 路中，空 ， 出 2U 2，随 加重 U d 逐 近于 0.9 U 2，通常 ， 取≥，此 出 U d≈1.2URC 1.5 ~2.5T(U 相 有效 ) 。
2 27. 阻性 三相半波可控整流 路中，晶 管所承受的最大正向U Fm 等于6U 2 ，晶 管控制角 α的最大移相范 是 0 ≤ a ≤ 90 ，使 流 的条件a ≤30(U 2 相 有效 )。
8.三相半波可控整流 路中的三个晶 管的触 脉冲相位按相序依次互差 120，当它 阻感 ， 的移相范 0 ≤ a ≤90 。
9.三相 式全控整流 路 阻 工作中，共阴极 中 于通 的晶 管 的 是电压最高 的相 ，而共阳极 中 于 通的晶 管 的是 电压最低的相 ； 种 路角的移相范 是0 ≤ a ≤ 120 ，u d 波形 的条件是≤ 60 。
江西理工大学 电力电子技术 作业+考试 第三章复习题答案
1三相零式可控整流电路带电阻性负载工作时，在控制角α>30°时，负载电流出现 断续_。
晶闸管所承受的最大反向电压为26u 。
2 单相全控桥整流电路，其输出电压的脉动频率是100hz ，三相零式可控整流电路，其输出电压的脉动频率为 150hz 。
3 三相半波可控整流电路，带大电感负载，移相范围为（ 90° ）。
4三相全控桥整流电路，带电阻负载，控制角α=30°，试画出整流输出电压u d 的波形，画出晶闸管V11的电压u v11的波形；5单相半波可控整流电路接电阻负载。
α=30°，画出输出电压U d 和晶闸管承受的电压Uvt 波形。
6 三相半波可控整流电路，变压器二次相电压为20V ，带大电感负载，无续流二极管，试计算O=45α时输出电压，如负载为200A ，求晶闸管上最高电压和晶闸管电流的平均值I dT 、有效值I T 。
解：V COS U U d 5.1617.12==αφ V U U TM 4962==φA I d 200=A I I d dT 7.663/==A I I d T 5.1153/==7在单相半波可控整流大电感负载有续流二极管的电路中，晶闸管的控制角a 的最大移相范围是多少？晶闸管的导通角、续流二极管的导通与a 关系如何？ 答: a 的最大移相范围1800晶闸管的导通角=Л-a 续流二极管的导通角=Л+a8 单相全控桥式变流电路如图所示，工作于有源逆变状态，β=60°，变压器二次相电压有效值U2=220V ，Ed=-150V ，R=l Ω，L 足够大，试按要求完成下列各项： (1)画出输出电压ud 的波形； (2)画出输出电流id 的波形； (3)计算输出电流平均值Id ；(4)计算晶闸管电流的平均值IdV1和有效值IV1。
解：（3）v u u d 99cos 9.02==α A R u E I dd 51=-=（4）A 5.252I IdV1d==A 06.362I IV 1d ==9三相零式可控整流电路，在电阻性负载时，当控制角α≤30°，每个晶闸管的导通角θ= 120°。
江西理工大学 电力电子技术 复习题答案
江西理工大学电力电子技术复习题答案江西理工大学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，就会使晶闸管子外观uu误导通信，如果di/DT太大，将导致晶闸管uuu损坏uu。
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，绝缘栅双极晶体管。
晶闸管正向伏安特性的简要描述？答:晶闸管的伏安特性正向特性当Ig=0时，如果正向电压施加在器件两端，晶闸管处于正向阻断状态，只有少量正向泄漏电流流过。
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。
随着栅极电流幅值的增大，正转电压降低，晶闸管本身的压降很小，约为1V。
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被称为维持电流。
3.使晶闸管导通的条件是什么?答：晶闸管导通的条件是晶闸管承受正极电压，并在栅极处施加触发电流（脉冲）。
或者：uak>0和ugk>0。
4.在以下装置中：功率二极管、可控硅、GTO、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il答：晶闸管只需从断开状态切换到接通状态并消除触发信号，即可保持导通所需的最小电流。
6.晶闸管通态平均电流it（AV）答：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极电压到触发脉冲施加时间的电角度，用a表示，也称为触发角或控制角。
8.常见的电力电子设备有哪些？答：不可控装置：功率二极管。
半控设备：晶闸管。
全控型器件：绝缘栅双极晶体管igbt，电力场效应晶体管（电力mosfet），门极可关断晶闸管（gto），电力晶体管。
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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︒ 。
《电力电子技术》(第三四五章)习题答案
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，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I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010=0.1 τ=R L =5.0001.0=0.002当t on =5μs 时，有ρ=τT=0.01=τon t=0.0025由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =0.249>m 所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =30.19(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =29.81(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出：αρ=0.0015由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =0.149>m 所以输出电流仍然连续。
电力电子技术(第二版)第3章答案
第三章 交流-交流变换器习题解答3-1. 在交流调压电路中，采用相位控制和通断控制各有什么优缺点？为什么通断控制适用于大惯性负载？ 答：相位控制：优点：输出电压平滑变化。
缺点：含有较严重的谐波分量 通断控制：优点：电路简单，功率因数高。
缺点：输出电压或功率调节不平滑。
由于惯性大的负载没有必要对交流电路的每个周期进行频繁的控制，所以可以采用通断控制。
对时间常数比较小负载的工作产生影响。
3-2. 单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，问控制角α的有效移相范围有多大？如为三相交流调压电路，则α的有效移相范围又为多大？ 答：单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，控制角α的有效移相范围是30°-180°；如为三相交流调压电路，α的有效移相范围是30°-150°。
3-3. 一电阻性负载加热炉由单相交流调压电路供电，如α=0°时为输出功率最大值，试求功率为80%，50%时的控制角α。
解：α＝0时的输出电压最大，为()222max sin 21U t d t U U o ==⎰πωωπ此时负载电流最大，为R U R U I o o 2max max ==因此最大输出功率为R U I U P o o o 22maxmax max ==输出功率为最大输出功率的80%时，有：R U P P o 22max8.08.0⨯==又由παππα-+=22sin 2U U o)22sin (12παππα-+==R R U P o o化简得παα4.02sin 2=- 由图解法解得 α=60°同理，输出功率为最大输出功率的50%时，有： α=90°3-4. 单相交流调压电路，电源电压220V ，电阻负载R=9Ω,当α=30°时，求： （1）输出电压和负载电流；（2）晶闸管额定电压和额定电流； （3）输出电压波形和晶闸管电压波形。
《电力电子技术(第2版)》 王立夫、金海明版 第三章 部分习题答案
3.1 具有续流二极管的单相半波相控整流电路，U 2=220V ，R=7.5Ω，L 值极大，当控制角当α=︒30和60︒时，要求： ①作出d u ，d i ，2i 的波形②计算整流输出平均电压U d 、输出电流I d 、变压器二次侧电流有效值I 2； ③计算晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值； ④考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解： 当α=︒30时 ① d u ，d i ，2i 的波形②输出平均电压U d 、输出电流I d 、变压器二次侧电流有效值I 2分别为d 21cos 0.450.4522092.3672U U α+==⨯=（V ） d 92.36712.31567.5d U I R ===（A ）212.31567.95dI I ===（A ） ③晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值 晶闸管的电流平均值 d V T 55.1315212d d I I I παπ-===（A ） 晶闸管的电流有效值 V T 27.95I I ==（A ） 续流二极管的电流平均值 Rd V D 7212d d I I I παπ+===7.1841（A ）续流二极管的电流有效值 R VD 12.31569.4062I I ===（A ）④考虑安全裕量晶闸管的额定电压为正常工作峰值电压的(2~3)倍2(2~3)(2~622.16~933.24R M U U ===（V ） 晶闸管的额定电流为T(AV)7.95(1.5~2)(1.5~2)(1.5~2)7.5955~10.1271.571.57 1.57f d VT k I I I ====（A ） 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
当α=60︒时① d u ，d i ，2i 的波形 略②输出平均电压U d 、输出电流I d 、变压器二次侧电流有效值I 2分别为d 21cos 11/20.450.4522074.2522U U α++==⨯⨯=（V ） d 74.259.97.5d U I R ===（A ）29.9 5.7159dI I ===（A ） ③晶闸管和续流二极管的电流平均值和有效值 晶闸管的电流平均值 d V T 13.323d d I I I παπ-===（A ） 晶闸管的电流有效值 V T 2 5.7159I I ==（A ） 续流二极管的电流平均值 Rd V D 26.623d d I I I παπ+===（A ）续流二极管的电流有效值 R VD 9.98.0833dI I ===（A ） ④考虑安全裕量晶闸管的额定电压为正常工作峰值电压的(2~3)倍2(2~3)(2~622.16~933.24R M U U ===（V ） 晶闸管的额定电流为T(AV) 5.7159(1.5~2)(1.5~2)(1.5~2) 5.46~7.28141.571.57 1.57f d VT k I I I ====（A ） 具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
电力电子技术第三章整流电路的答案
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2.1 电力电子器件概述
2.1.1 电力电子器件的概念和特征 2.1.2 应用电力电子器件的系统组成 2.1.3 电力电子器件的分类 2.1.4 本章内容和学习要点
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2.1.1 电力电子器件的概念和特征
■电力电子器件的概念 电力电子器件（ ◆电力电子器件（Power Electronic Device）是 ） 指可直接用于处理电能的主电路 主电路中 指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的 变换或控制的电子器件 电子器件。 变换或控制的电子器件。 主电路：在电气设备或电力系统中， ☞主电路：在电气设备或电力系统中，直接 承担电能的变换或控制任务的电路。 承担电能的变换或控制任务的电路。 ☞广义上电力电子器件可分为电真空器件和 半导体器件两类，目前往往专指电力半导体器件。 半导体器件两类，目前往往专指电力半导体器件。
A
K A I P J b) N K
K A a)
A
K c)
电力二极管的外形、 图2-2 电力二极管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 基本结构 c) 电气图形符号
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2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理 结与电力二极管的工作原理
《电力电子技术(第二版)》课后习题和解答
WORD格式.整理版《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U A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。
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。
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。
电力电子技术试题及答案(分章节的)
电力电子技术试题（第一章）一、填空题1、普通晶闸管内部有PN结,，外部有三个电极，分别是极极和极。
1、两个、阳极A、阴极K、门极G。
2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。
2、正向、触发.3、、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。
3、阻断、导通、阻断.4、某半导体器件的型号为KP50-7的，其中KP表示该器件的名称为，50表示,7表示.4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。
5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
5、维持电流。
6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会.6、减小。
7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。
7、电阻、电感、反电动势.8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。
8、减小、并接、续流二极管。
9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。
要求管子的额定电流值要些。
9、小、脉冲、小、大。
10、单结晶体管的内部一共有个PN结,外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。
10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。
11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止.11、峰点、谷点。
12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。
12、同步、时刻。
13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。
13、正弦波、锯齿波。
14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小,来实现移相控制.14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。
15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。
15、关断过电压。
16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。
电工电子技术习题答案第三章
iC(t) =－1.33e－25t mA
1.33mA
3－4 S打开0.2s后，uC＝8V，试求C、 i(0+ )、
uC(t)。
1mA
i S
10K C
解: 电路为零状态响应 uC(0+)=uC(0－)=0
uC
uC(∞) =20×10＝10V τ= 10×103 C
C=4μF，US= 20V, t =0，打开S，求uC(t) 、 iC(t) 、并画出变化曲线 。 iC R1 解: 电路为零输入响应 13.3V S uC(t) uC(0+)=uC(0－) uC R2 C + =US· 2/（ R1 +R2） R t US － =20×10/15=13.3V iC(t) -1.33mA i (∞) =0 C uC(∞) =0 τ= R2 C=4×10－2s uC(t) =13.3e－25t V
-750 t
e
-750 t
A V
d i (t ) dt
3－13 已知R1=200Ω, R2=400Ω, C1=0.1μF， C2 ＝0.05μF，U= 25V, t=0，断开S，求uC1(t) 、 uC2(t) 、 i(t) 。 uC2 C1 R2 解: uC1(0+)=uC1(0－) + U S =25×400/(200+400) － R1 C2 uC2 =50/3V τ01= R1 C1=2×10－5s - 51 t iC 1 ( t ) = C 1 4 1 .5 e mA τ2= R2 C2=2×10－5s =25×200/(200+400) dt
iL ( i [12 ( － 33 6 12 3 33 6 ) 3 // 6 3 // 6 3 3.8A
电力电子技术第3章 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 ，其承受的最大正反向电压均为 22U ，续流二极管承受的最大反向电压为 22U （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 22U 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 和 22U ；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大于不导电角时，晶闸管的导通角= 180-2 ; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角= 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 U 2，通常设计时，应取RC≥ ~，此时输出电压为U d ≈ 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 等于 26U ，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，的移相范围为 0≤a ≤90 。
江西理工大学电力电子技术作业考试复习题答案
1、直流斩波电路按照输入电压与输出电压旳高下变化来分类有 降压 斩波电路； 升压 斩波电路； 升降压 斩波电路。
2．对于桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于正转电动状态，试分析此时电路旳工作状况，并绘制对应旳电流流通途径图，同步标明电流流向。
解：需使电动机工作于正转电动状态时，由V 3和VD 3构成旳降压斩波电路工作，此时需要V 2保持导通，与V 3和VD 3构成旳降压斩波电路相配合。
当V 3导通时，电源向M 供电，使其反转电动，电流途径如下图：ELR+-V 1VD 1u o V 3E MV 2VD 2i oV 4VD 3VD 4M当V 3关断时，负载通过VD 3续流，电流途径如下图：ELR+-V 1VD 1u o V 3E MV 2VD 2i oV 4VD 3VD 4M3、分析Cuk 斩波电路旳工作原理。
Cuk 斩波电路工作原理V 导通时，E —L1—V 回路和R —L2—C —V 回路分别流过电流。
V 关断时，E —L1—C —VD 回路和R —L2—VD 回路分别流过电流。
输出电压旳极性与电源电压极性相反。
◆基本旳数量关系C 旳电流在一周期内旳平均值应为零，即 得 从而可得由L1和L2旳电压平均值为零，可得出输出电压Uo 与电源电压E 旳关系4． 如图所示斩波电路，直流电源电压E=100V ，斩波频率f=1kHz 。
若规定输出电压ud 旳平均值=25V~75V 可调，试计算斩波器V 旳占空比α旳变化范围以及对应旳斩波器V 旳导通时间t0n 旳变化范围。
解：E u α=0 75.0~25.0=αms T 1=Tt on=α ms t on 75.0~25.0=⎰=TC t i 0d offon t I t I 12=αα-=-==112on on on off t t T t t I I E E t T t E t t U on on off on o αα-=-==15．分析下图所示斩波电路旳基本工作原理。
电力电子技术课程复习题_解答参考_V2
导体器件。单极型器件：Power MOSFET。 第2章部分: 一，教材P.97---99中的第2.---13. 题, 第16.---17.①题，第18.--19. 题, 第22.---26. 题, 第29.---30. 题的全部习题。 提示：对第2．题，写出正、负半波的磁链增量之差的积分表达式来 说明；对第3．题，L为极大，即电感电流连续，且为恒流状态，② Ud80V，Id=I240A；对第5．题，半控桥中的两个二极管可以起续流二极 管的作用；对第7．题，当a相触发脉冲消失，则整流电路只对b、c相整 流 ，电路变为两相整流电路。对第11．题，Ud58.5V， IdVT =Id /33.9A；对第13．题，对照第11．题来理解、列式可简单地得出答案； 对第17．①题，Ud257.4V；对第22．题，要考虑负载是恒流性质这个电 路条件来简化解题。 二，补充题： 1．在电阻性负载、大电感性负载、大电感加有输出续流二极管性负载 这三种典型负载条件下，对SCR单相全控桥、三相半波、三相全控桥电 路三种典型整流电路，列表分别填写：电路输出直流电压、电流，SCR 的最大移相范围、导通角、承受的最大正、方向电压、电流平均值、电 流有效值；输入变压器的最大功率（）；输入电流的最低次谐波频率等 各数学表达式（包括原始积分表达式）。 分析：本题主要考察不同情况下整流电路的工作原理，各电压电流波 形；明确平均值、有效值的定义，在此基础上求解电路相关参数。详见 本文档尾页附录。 2．单相桥式全控整流电路，接电阻性负载，要求电路输出的直流平均 电压Ud从20～100V连续可调，负载平均电流均能达到20A,考虑最小控制 角为30度。试计算SCR导通角的变化范围，要求的电源容量及功率因 数，并选择SCR。提示：αmin =30，αmax =129º；S=119*42.8VA； cosφ(αmax)=0.36。 解： 1）由 ，在最小控制角α=30时，Ud=20V，可得U2=119V 由此可解出100V时的触发角α=128.8。导通角为（180-α）。提示给的 是触发角，非导通角。 2) 得： λ（α=128.8）=0.36 分析知，α在 (0,180) 区间，S单调递增，
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1三相零式可控整流电路带电阻性负载工作时，在控制角α>30°时，负载电流出现 断续_。
晶闸管所承受的最大反向电压为26u 。
2 单相全控桥整流电路，其输出电压的脉动频率是100hz ，三相零式可控整流电路，其输出电压的脉动频率为 150hz 。
3 三相半波可控整流电路，带大电感负载，移相范围为（ 90° ）。
4三相全控桥整流电路，带电阻负载，控制角α=30°，试画出整流输出电压u d 的波形，画出晶闸管V11的电压u v11的波形；5单相半波可控整流电路接电阻负载。
α=30°，画出输出电压U d 和晶闸管承受的电压Uvt 波形。
6 三相半波可控整流电路，变压器二次相电压为20V ，带大电感负载，无续流二极管，试计算O=45α时输出电压，如负载为200A ，求晶闸管上最高电压和晶闸管电流的平均值I dT 、有效值I T 。
解：V COS U U d 5.1617.12==αφ V U U TM 4962==φA I d 200=A I I d dT 7.663/==A I I d T 5.1153/==7在单相半波可控整流大电感负载有续流二极管的电路中，晶闸管的控制角a 的最大移相范围是多少？晶闸管的导通角、续流二极管的导通与a 关系如何？ 答: a 的最大移相范围1800晶闸管的导通角=Л-a 续流二极管的导通角=Л+a8 单相全控桥式变流电路如图所示，工作于有源逆变状态，β=60°，变压器二次相电压有效值U2=220V ，Ed=-150V ，R=l Ω，L 足够大，试按要求完成下列各项： (1)画出输出电压ud 的波形； (2)画出输出电流id 的波形； (3)计算输出电流平均值Id ；(4)计算晶闸管电流的平均值IdV1和有效值IV1。
解：（3）v u u d 99cos 9.02==α A R u E I dd 51=-=（4）A 5.252I IdV1d==A 06.362I IV 1d ==9三相零式可控整流电路，在电阻性负载时，当控制角α≤30°，每个晶闸管的导通角θ= 120°。
10 有源逆变失败的原因？答：逆变失败的原因1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。
2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。
3）交流电源缺相或突然消失。
4）换相的裕量角不足，引起换相失败。
11 在三相全控桥式有源逆变电路中，以连接于A相的共阴极组晶闸管V1为例，说明其在一个周期中，导通及关断期两端承受电压波形的规律。
答:V1导通期间为其正向管压降(≈0)为120°期间；V 1关断期间首先为承受线电压UAB为120°期间；之后承受线电压UAC为120°期间。
12 .在三相半波整流电路中，α=60°,如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载整流电压ud的波形和晶闸管V1的电压uv1的波形。
13有一个三相全控桥整流电路如图所示。
已知电感负载L=0.2H 、α=75°、R=1Ω、变压器二次相电压U 2=100V 。
试画出u d 的波形，计算负载的平均整流电压U d 和负载电流平均值I d ，计算变压器二次电流的有效值I 2。
解：ωL=2πfL=6.28×300×0.2=376.8Ω>>R,可视为大电感负载。
U d =U 2cos α≈2.34U 2cos α=2.34×100×cos75°=60.56VI d = = =60.56A变压器二次电流的有效值I 2I 2=I d ≈0.816I d=0.816×60.56=49.42A14单相桥式全控整流电路接阻感负载。
α=30°，画出输出电压u d 和输出电流i d 的波形。
15 有源逆变产生的条件？答: （1）在负载将产生负向电压，且|U d |<|E d | （2）β<90゜16 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。
防止逆变失败的方法有：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。
17有一单相半波相控整流电路，负载电阻R d =10Ω，直接接到交流220V 电源上，如图所示。
在控制角α=60°时，求输出电压平均值U d 、输出电流平均值I d ，并选择晶闸管元件（考虑两倍裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流）。
解：V u U d 25.742cos 145.02=+=αA R U I ddd 425.7==晶闸管承受的最大电压v 311U 22=311×2＝622V 选800V 7.425×2＝14.85A 选20A18 有一个三相半波可控整流电路如图所示。
已知带大电感负载，a=45°，R=2Ω变压器二次相电压U 2=380V 。
试(1) 计算负载的平均整流电压U d 和负载电流I d 。
(2) 计算晶闸管电流的有效值I V1。
(3) 按裕量系数2确定晶闸管的额定电压。
解：（1）Vu u d 3.314cos 17.12==α(2)(3)V u 93162=V 18622931=⨯选晶闸管的额定电压为2000V19 在三相全控桥式有源逆变电路中，直流侧输出电流电压Ud=__-2.34 U 2__cos β。
（电路中电感L 足够大且电流连续，设变压器二次侧相电压有效值为U 2） 20在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，假设VT 1不能导通，画出0=α整流电压u d 波形。
（5分）21单相全控桥式整流电路接大电感负载。
已知R=10Ω，a=45°，U 2=100V ，试回答： （1） 计算输出整流电压U d ，输出电流平均值I d ； （2） 计算晶闸管电流的有效值I V1;（3） 按裕量系数2确定晶闸管的额定电流。
答: (1)V COS U U d 63.63459.02==)(363.6A R U I dd == (2))(5.421A I I d v ==A RU Idd2.157==A7.903I IV 1d ==(3))(85.257.1AII VIVIEAR==2×2.85=5.7(A)选额定电流为10(A)的晶闸管。
22控制角α与逆变角β之间的关系为β=л-α。
23三相全控桥式整流电路在运行中，当晶闸管触发脉冲丢失或电源缺相，将会出现什么现象，如果是逆变电路又将如何？答：（1）丢失一只晶闸管上的触发脉冲时；①会使输出电压波形缺少2个波头，在电流连续的情况下输出电压约降低1/3。
②某一已导通的晶闸管会关不断二失控，从而导致长期导通而可能过载损坏。
（2）电源缺一相时，①会使输出电压波形缺少四个波头。
②在电流连续的情况下输出电压约降低2/3。
如果是逆变电路，将造成短路故障，使逆变失败。
24分别画三相半波整流电路电感性负载α=0°和三相全控有源逆变电路电感性负载β=60°的输出电压u d波形。
25对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取>60º度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为60º度。
26在三相半波整流电路中，α=90°，试绘出在电阻性负载整流电压ud和电流id的波形；27 晶闸管触发电路的要求？答：晶闸管触发电路应满足下列要求：1） 触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念）。
2） 触发脉冲应有足够的幅度。
3） 不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。
4）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
28 阻感负载的特点是 电流不能突变 ，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 180 ，其承受的最大正反向电压均为 22U ，续流二极管承受的最大反向电压为22U （设U2为相电压有效值）。
1三相全控桥整流电路，带电阻负载，控制角α=30°，试画出整流输出电压u d的波形，画出晶闸管V11的电压u v11的波形；2单相半波可控整流电路接电阻负载。
α=30°，画出输出电压U d和晶闸管承受的电压Uvt波形。
3在三相半波整流电路中，α=90°，试绘出在电阻性负载整流电压ud 和电流id的波形；4有一个三相半波可控整流电路。
已知带大电感负载，a=45°，R=2Ω变压器二次相电压U2=380V。
试(1)计算负载的平均整流电压Ud和负载电流Id。
(2)计算晶闸管电流的有效值IV1。
(3)按裕量系数2确定晶闸管的额定电压。
5有一单相半波相控整流电路，负载电阻Rd=10Ω，直接接到交流220V电源上，如图所示。
在控制角α=60°时，求输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id，并选择晶闸管元件（考虑两倍裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流）。