电力电子技术第2章答案
电力电子技术第五版习题答案
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:UAK>0 且 UGK>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,各波形的电流最大值均为/m,12 = j£fa”sin 〃)2〃⑷)=斗i匸'd 庐莎彳,m 〃⑷)二*,m5•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血、加、k 各为多少? 这时,相应的电流最大值治1、&2、心3各为多少? 解: 额定电流/ T (AV ) =100A 的晶闸管, 允许的电流有效值/=157A, 由上题计算结果知 a) /mi^ ——-——a 329.35, 0.4767/di % 0.2717 /mi 89*48 b)Zm2^ ——-——« 232.90, /d2 a 0.5434 /m2 u 126.56 0.6741 c)/m3=2 / = 314, /d3—— /m3=7&5 4 第三章整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,£ = 20mH, U 2 = 100V, 求当a=o 。
和60。
时的负载 解: b)洁『£血曲)2心)吟Jlai = - l m sin 徹/(m)二仏(空 + 1) o 0.5434 l m n n 2 0.4767 /m4 2TTc) /3 = 图2-27晶闸管导电波形a) + 1)22717电流b并画出血与巾波形。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第2章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L =20mH ,U 2=100V ,求当α=0︒和60︒时的负载电流I d ,并画出u d 与i d 波形。
解:α=0︒时,在电源电压u 2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u 2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u 2的一个周期里,以下方程均成立:t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件:当ωt =0时i d =0可解方程得:)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图:当α=60°时,在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能,电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放,因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立:t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件:当ωt =60︒时i d =0可解方程得:)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图: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222U ;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。
电力电子技术第五版课后习题及答案
电力电子技术第五版课后习题及答案第二章电力电子器件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Imπ4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27晶闸管导电波形解:a)I d1=π21ππωω4)(sin t td I m=π2m I(122+)≈0.2717I m I1=ππωωπ42)()sin(21t d t I m=2m Iπ2143+≈0.4767I m b)I d2=π1ππωω4)(sin t td I m=πm I(122+)≈0.5434I m I 2=ππωωπ42)()sin(1t d t I m=22m Iπ2143+≈0.6741I m c)I d3=π2120)(πωt d I m=4 1I m I3=202)(21πωπt d I m=21I m2-5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 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≈0.2717I m1≈89.482/16b)I m2≈6741.0I≈232.90,I d2≈0.5434I m2≈126.56c)I m3=2I=314,I d3=41I m3=78.52-6GTO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a1和a2,由普通晶阐管的分析可得,a1+a2=1是器件临界导通的条件。
《电力电子技术》习题解答(高职高专第5版) 第2章习题答案
第2章思考题与习题2.1 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。
2.2 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。
2.3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。
2.4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,T2被烧坏,如下图:2.5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 =。
相控整流电路带大电感负载时,虽然U d 存在谐波,但电流是恒定的直流,故负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积等于负载有功功率。
电力电子技术课后答案精简版
IDVT=Id∕3=23.4∕3=7.8(A)
IVT=Id∕ =23.4∕ =13.51(A)
14.单相全控桥,反电动势阻感负载,R=1Ω,L=∞,E=40V,U2=100V,LB=0.5mH,当=60时求Ud、Id与的数值,并画出整流电压ud的波形。
解:考虑LB时,有:
解:ud、id、iVT、iD的波形如下图:
负载电压的平均值为:
=67.5(V)
负载电流的平均值为:
Id=Ud∕R=67.52∕2=33.75(A)
流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为:
IVT= Id=19.49(A)
流过二极管VD3、VD4的电流有效值为:
IVD= Id=27.56(A)
11.三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=5Ω,L值极大,当=60时,要求:
24.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。
25.12脉波、24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11次、13次、23次、25次等即12k1、(k=1,2,3···)次谐波,整流输出电压中含有12、24等即12k(k=1,2,3···)次谐波。
《电力电子技术》第五版机械工业出版社
课后习题答案
第二章电力电子器件
1.使晶闸管导通的条件是什么?
答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0且uGK>0。
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?
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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。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图1-43 晶闸管导电波形解:a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m=π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m5. 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 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≈89.48b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.56. 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 和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α,由普通晶闸管的分析可得,1α+2α=1是器件临界导通的条件。
《电力电子技术(第2版)》 王立夫、金海明版 第二章 习题答案
4
sin
t)2 d(t)
Im 2
3 1 4 2
0.4767Im
Kf1
I1 Id1
0.4767Im 0.2717Im
1.7545
b)
Id 2
1
4
Im
sin
td (t )
Im
(
2 2
1)
0.5434 I m
I2
1
(Im
sin
t)2 d(t)
4
2Im 2
3 1 4 2
0.6741Im
解: 对ⅠGBT、GTR、GTO 和电力 MOSFET 的优缺点的比较如下表:
器件
优点
缺点
IGBT
开关速度高,开关损耗小,具有 开关速度低于电力 MOSFET,
耐脉冲电流冲击的能力,通态 电压,电流容量不及 GTO
压降较低,输入阻抗高,为电压
驱动,驱动功率小
GTR
耐压高,电流大,开关特性好, 开关速度低,为电流驱动,所需
而普通晶闸管不能?
答:GTO 和普通晶闸管同为 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1 和2 ,由普通晶闸管的 分析可得,1 +2 =1 是器件临界导通的条件。1 +2 >1,两个等效晶 体管过饱和而导通;1 +2 <1,不能维持饱和导通而关断。
交大所用教材《电力电子技术》课后答案
第 2 章 思考题与习题交大教材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 t q = t rr + tgr 。
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 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 1.8T(AV m答:(a)因为IA=100V50KΩ= 2mA < IH,所以不合理。
电力电子技术第二章整流电路答案
21. 单相半波可控整流电路对电感负载供电, L =20mH , U 2=100V ,求当 α=0 和 60 时的负载电流 I d ,并画出 u d 与 i d 波形。
解: α=0 时,在电源电压 u 2 的正半周期晶闸管导通时,负载电感 导通时刻,负载电流为零。
在电源电压u 2 的负半周期,负载电感导通。
因此,在电源电压 u 2 的一个周期里,以下方程均成立:L di d 2U 2 sin tdt2考虑到初始条件:当 t =0时 i d =0可解方程得:2U 2 i d(1 cos t)L1 2 2U 22(1 cos t)d( t) L2U 2=2u d 与 i d 的波形如下图:量在 u 2负半周期180 ~300 期间释放,因此在 u 2 一个周期中 60 ~300 期间以下微分方程成 立: L d d itd2U 2 sin t其平均值为此时 u d 与 i d 的波形如下图:α = 60 °时, L 储能, 电感 L 储藏的能L 储能,在晶闸管开始 L 释放能量,晶闸管继续I d考虑初始条件:当t = 60 时 i d = 0 可解方程得:i d2U 2 L 1( cos t)I d52U 2 1 33 2U L 2 (12 cos t)d( t) =2U 22L =11.25(A)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2 2U2 ;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测绕组中,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VT 2为例。
电力电子技术(第二版)第2章答案
电力电子技术 ( 第二版 ) 第 2 章答案第 2 章可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 拥有续流二极管的单相半波可控整流电路,电感性负载,电阻为5Ω,电感为 0.2H,电源电压U2为 220V,直流均匀电流为10A,试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值,并指出其电压定额。
解:由直流输出电压均匀值U d的关系式:1 cosU d0.45U 22已知直流均匀电流I d为10A,故得:U d I d R 10 5 50A能够求得控制角α为:2U d1250cos0.451 00.45U2220则α =90°。
因此,晶闸管的电流有效值求得,I VT1I d2d t I d 2I d1I d 5A2222续流二极管的电流有效值为: I VD R I d 8.66 A2晶闸管蒙受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值U M2U2,考虑 2~3 倍安全裕量,晶闸管的额定电压为U TN 2~ 3U M 2~ 3 311 622~ 933V续流二极管蒙受的最大反向电压为电源电压的峰值U M2U2,考虑 2~3 倍安全裕量,续流二极管的额定电压为U TN2~ 3U M2~ 3 311 622~ 933V2-2 拥有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44 所示,问该变压器能否存在直流磁化问题。
试说明晶闸管蒙受的最大反向电压是多少?当负载是电阻或许电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时能否相同。
解:因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周内上下绕组内电流的方向相反,波形对称,其一个周期内的均匀电流为零,故不会有直流磁化的问题。
剖析晶闸管蒙受最大反向电压及输出电压和电流波形的状况:(1)以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时,晶闸管VT2经过VT1与2个变压器二次绕组并联,因此 VT2蒙受的最大电压为 2 2U 2。
(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,关于电阻负载:(0 ~ )时期无晶闸管导通,输出电压为0;(~)时期,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;(~)时期,均无晶闸管导通,输出电压为0;(~ 2)时期,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。
电力电子技术(王云亮第二版)第2章答案
第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路,电感性负载,电阻为5Ω,电感为0.2H ,电源电压2U 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,并指出其电压定额。
解:由直流输出电压平均值d U 的关系式:2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ,故得:A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为:0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。
所以,晶闸管的电流有效值求得, ()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为:A I I d VD R 66.82=+=παπ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,晶闸管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,续流二极管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示,问该变压器是否存在直流磁化问题。
试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少?当负载是电阻或者电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解:因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周上下绕组电流的方向相反,波形对称,其一个周期的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。
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 2VT 为例。
当1VT 导通时,晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联,所以2VT 承受的最大电压为222U 。
电力电子技术第2章 交流-直流变换电路习题和答案K
一、选择题2-1、单相半波电阻性负载可控整流电路中,控制角α的最大移相范围是( D)A、0º-90°B、0º-120°C、0º-150°D、0º-180°2-2、单相半波可控整流电路输出最大直流电压的平均值等于整流前交流电压的(C)倍。
A 1,B 0.5,C 0.45,D 0.9.2-3、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差(A )度。
A、180°,B、60°,C、360°,D、120°2-4、在单相桥式全控整流电路中,大电感负载时,控制角α的有效移相范围是(A)。
A、0°~90°B、0°~180°C、90°~180°2-5、普通的单相半控桥可控整流装置中一共用了(B )晶闸管。
A 一只,B 二只,C 三只,D 四只。
2-6、在单相全控桥整流电路中,两对晶闸管的触发脉冲,应依次相差(A)度。
A 、180度;B、60度;C、360度;D、120度2-7、α为( C )度时,三相半波可控整流电路电阻性负载输出电压波形处于连续和断续的临界状态。
A,0度,B,60度,C,30度,D,120度,2-8、晶闸管触发电路中,若改变(B)的大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制的目的。
A,同步电压,B、控制电压,C、脉冲变压器变比。
2-9、三相半波可控整流电路的自然换相点是( B)A、交流相电压的过零点;B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处;C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°;D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。
2-10、α=( 60度)度时,三相全控桥式整流电路带电阻负载电路,输出负载电压波形处于连续和断续的临界状态。
A、0度;B、60度;C、30度;D、120度;2-11、三相全控桥式整流电路带大电感负载时,控制角α的有效移相范围是(A)度。
电力电子技术 第2章 习题及答案
第2章习题(2)第1部分:填空题1. GTO的多元结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
2. GTO的开通控制方式与晶闸管相似,但是可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。
3. GTO导通过程与普通晶闸管一样,只是导通时饱和程度较浅,导通时管压降增大。
4. GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值I GM之比称为电流关断增益, 该值一般很小,只有5 左右,这是GTO的一个主要缺点。
5. GTR导通的条件是:集电极承受正电压(NPN型)且基极施加驱动电流。
6. 在电力电子电路中GTR工作在开关状态, 在开关过程中,在截止区和饱和区之间过渡时,要经过放大区。
7. 电力MOSFET导通的条件是:漏源极间加正电源且在栅源极间加正电压U GS,且大于开启电压。
8. 电力MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区、前者的非饱和区对应后者的放大区。
9.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。
10.IGBT是由MOSFET 和GTR 两类器件取长补短结合而成的复合器件。
11.IGBT导通的条件是:集射极间加正电源且u GE大于开启电压U GE(th)。
12. IGBT的输出特性分为三个区域,分别是:阻断区、有源区和饱和区。
IGBT的开关过程,是在阻断区和饱和区之间切换。
13.IGCT由IGBT 和GTO 两类器件结合而成的复合器件,目前正在与IGBT等新型器件激烈竞争,试图最终取代GTO 在大功率场合的位置。
14.将多个电力电子器件封装在一个模块中,称为功率模块。
15.与单管器件相比,功率模块的优点是:可缩小装置体积、减小线路电感。
16.功率集成电路将功率器件与逻辑、控制、保护、传感、检测、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上。
17.功率集成电路实现了电能和信息的集成,成为机电一体化的理想接口。
电力电子技术(广东工业大学)知到章节答案智慧树2023年
电力电子技术(广东工业大学)知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.逆变电路是一种()变换电路参考答案:DC/AC2.研制出第一个晶闸管的公司是参考答案:通用电气3.据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有()以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
参考答案:60%4.20世纪80年代后期,得到长足发展的器件是参考答案:IGBT5.下列学科中与电力电子学没有交叉关系的是参考答案:机械工程第二章测试1.IGBT是一个复合型的器件,它是参考答案:MOSFET驱动的GTR2.对于同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有,I L()I H。
参考答案:大于3.晶闸管的伏安特性是指( )参考答案:阳极电压与阳极电流的关系4.IGBT综合了BJT和MOSFET的优点参考答案:对5.SCR是一种流控器件参考答案:对第三章测试1.电阻性负载三相半波可控整流电路中,控制角的范围是参考答案:0°~150°2.三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态的条件是参考答案:3.无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。
参考答案:错4.在三相半波可控整流电路中,晶闸管承受的最大反压为2倍相电压U2。
参考答案:错5.三相全控桥整流电路中,输出电压的脉动频率为150Hz。
参考答案:错第四章测试1.单相桥式PWM逆变电路如下图,单极性调制工作时,在电压的正半周是()参考答案:V1常通,V2常断,V3与V4交替通断2.180°导电型电压型三相桥式逆变电路,其换相是在如下哪种情形的上、下二个开关之间进行参考答案:同一相3.直流测接大电感的逆变电路称为电流型逆变电路。
参考答案:对4.电压型逆变电路其直流电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。
参考答案:对5.有源逆变是将直流电逆变成其它频率的交流电供负载使用。
参考答案:错第五章测试1.采用多重化电压源型逆变器的目的,主要是为参考答案:减小输出谐波2.降压斩波电路中,已知电源电压U d =16V,导通比,则负载电压U0=参考答案:12V3.Buck电路中可以不包括电容器。
电力电子技术课后习题全部答案
第2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>01.2 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I1、I2、I3。
解:a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ1.4.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(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) I m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab) I m2,90.2326741.0AI≈≈I d2AIm56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78 413=mI1.9.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℃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。
电力电子技术第2至第8章作业答案
第2至第8章作业第2章电力电子器件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。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么?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。
3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答: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1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。
0022244254a)b)c)图1-430图1 晶闸管导电波形7. 晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件?答:(1)触发信号应有足够的功率。
(2)触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
第3章整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0°和60°时的负载电流I d,并画出u d与i d波形。
2.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,当α=30°时,要求:①作出u d、i d、和i2的波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,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。
3.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a=30°时,要求:①作出u d、i d和i2的波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,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。
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。
电力电子技术 第2至第8章作业 答案
第2至第8章作业第2章电力电子器件1、使晶闸管导通得条件就是什么?答:使晶闸管导通得条件就是: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。
2、维持晶闸管导通得条件就是什么?答:维持晶闸管导通得条件就是使晶闸管得电流大于能保持晶闸管导通得最小电流,即维持电流。
3、怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压与外电路得作用使流过晶闸管得电流降到接近于零得某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通得晶闸管关断。
4、图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间得电流波形,各波形得电流最大值均为I m,试计算各波形得电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。
πππ4π4π25π4a)b)c)图1-43图1 晶闸管导电波形7、晶闸管得触发脉冲需要满足哪些条件?答:(1)触发信号应有足够得功率。
(2)触发脉冲应有一定得宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
第3章整流电路1、单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0°与60°时得负载电流I d,并画出u d与i d波形。
2.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,当α=30°时,要求:①作出u d、i d、与i2得波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,变压器二次电流有效值I2;③考虑安全裕量,确定晶闸管得额定电压与额定电流。
3.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a=30°时,要求:①作出u d、i d与i2得波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,变压器二次侧电流有效值I2;③考虑安全裕量,确定晶闸管得额定电压与额定电流。
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得电压波形。
电力电子技术第2章答案
第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路,电感性负载,电阻为5Ω,电感为,电源电压2U 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,并指出其电压定额。
解:由直流输出电压平均值d U 的关系式:2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ,故得:A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为:0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。
所以,晶闸管的电流有效值求得, ()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为:A I I d VD R 66.82=+=παπ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,晶闸管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,续流二极管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示,问该变压器是否存在直流磁化问题。
试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少当负载是电阻或者电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解:因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中,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。
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 2VT 为例。
当1VT 导通时,晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联,所以2VT 承受的最大电压为222U 。
电力电子技术 第2至第8章作业 答案
第2至第8章作业第2章 电力电子器件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。
2. 维持晶闸管导通的条件是什么?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。
3。
怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答: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1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。
002π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1 晶闸管导电波形7。
晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件?答:(1)触发信号应有足够的功率。
(2)触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通.第3章整流电路1。
单相半波可控整流电路对电感负载供电,L=20mH,U2=100V,求当α=0°和60°时的负载电流I d,并画出u d与i d波形。
2.单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,当α=30°时,要求:①作出u d、i d、和i2的波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,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。
3.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a=30°时,要求:①作出u d、i d和i2的波形;②求整流输出平均电压U d、电流I d,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。
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。
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第2章 可控整流器与有源逆变器习题解答2-1 具有续流二极管的单相半波可控整流电路,电感性负载,电阻为5Ω,电感为0.2H ,电源电压2U 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,并指出其电压定额。
解:由直流输出电压平均值d U 的关系式:2cos 145.02α+=U U d 已知直流平均电流d I 为10A ,故得:A R I U d d 50510=⨯==可以求得控制角α为:0122045.0502145.02cos 2≈-⨯⨯=-=U U d α 则α=90°。
所以,晶闸管的电流有效值求得, ()A I I I t d I I d d d d VT 521222212==-=-==⎰ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为:A I I d VD R 66.82=+=παπ 晶闸管承受的最大正、反向电压均为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,晶闸管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==续流二极管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U U M =,考虑2~3倍安全裕量,续流二极管的额定电压为()()V U U M TN 933~6223113~23~2=⨯==2-2 具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路如图2-44所示,问该变压器是否存在直流磁化问题。
试说明晶闸管承受的最大反向电压是多少?当负载是电阻或者电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时是否相同。
解:因为单相双半波可控整流电路变压器二次测绕组中,正负半周上下绕组电流的方向相反,波形对称,其一个周期的平均电流为零,故不会有直流磁化的问题。
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 2VT 为例。
当1VT 导通时,晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联,所以2VT 承受的最大电压为222U 。
(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:(α~0)期间无晶闸管导通,输出电压为0;(πα~)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通,输出电压均与电源电压2u 相等;(παπ+~)期间,均无晶闸管导通,输出电压为0;(παπ2~+)期间,单相全波电路中2VT 导通,单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通,输出电压等于2u -。
对于电感负载:(απα+~)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通,输出电压均与电源电压2u 相等;(απαπ++2~)期间,单相全波电路中2VT 导通,单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通,输出波形等于2u -。
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。
2-3 单相桥式全控整流电路,电阻性负载,V U 2202=,Ω=2L R ,ο30=α,试计算(1) 输出电压d U 和输出电流d I ;(2) 晶闸管额定电压和额定电流。
解:(1)输出电压平均值为:V U U d 7.184230cos 12209.02cos 19.02=+⨯⨯=+=οα 输出电流为: A R U I L d d 35.9227.184=== (2)晶闸管承受的最大反向电压为电源电压的峰值22U ,考虑2~3倍的安全裕量,晶闸管的额定电压为()V U U M TN 933~6223~2==晶闸管流过的电流为负载电流的一半,A R U I T 76242sin 2=-+=παππα 考虑1.5~2倍的安全裕量,晶闸管的额定电流为:A I I T AV T 96~7357.1)2~5.1()(==2-4 单相桥式全控整流电路,V U 1002=,负载中Ω=2L R ,L 值极大,反电势E=60V ,当α=30°时,求:(1)画出d d i u ,和2i 的波形;(2)整流输出平均电压d U 、电流d I 及变压器二次侧电流有效值2I ;(3)考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:(1) ,,d d i u 和2i 的波形如下图:(2)输出平均电压d U ,电流d I ,变压器二次电流有效值2I 分别为 ()V U U d 97.7730cos 1009.0cos 9.02=⨯⨯==οαA R E U I d d 99.826097.77=-=-= ()A I I d 99.82==(3)晶闸管承受的最大反向电压为:)(4.141210022A U ==考虑2~3倍的安全裕量,晶闸管的额定电压为:)(424~2834.141)3~2(V U TN =⨯=流过晶闸管的电流有效值为:)(34.62I dA I T ==考虑1.5~2倍的安全裕量,晶闸管的额定电流为:())(08.8~06.657.1/34.6)2~5.1(A I AT T =⨯=2-5 单相桥式全控整流电路接电阻性负载,要求输出电压0~100V 连续可调,30V 以上要求负载电流达到20A 。
采用由220V 变压器降压供电,最小控制角ο30min =α.试求:(1)交流侧电流有效值; (2)选择晶闸管电压、电流定额。
解:(1)交流侧输出电压有效值为:()21sin d U td t παωωπ=⎰=21cos 0.92U α+ min α=30°,此时输出电压最大,代入上式得到:100230cos 19.02cos 19.022=+=+=U U U d α 得,2U =119Vd U =30~100V 变化时,d I =20A ,由于在30V 时,导通角小,因此此时的电流有效值最大,此时R =1.5Ω,触发角为302cos 11199.02cos 19.02=+⨯⨯=+=ααU U d 116=α交流侧电流有效值为:A R U I 382sin 2122=-+=παπαπ (2)晶闸管承受的最大正反向电压的最大值为22U ,考虑2~3倍的安全裕量,晶闸管电压定额为:V U U TN )424~8.282(2)3~2(2==晶闸管电流是输出电流的二分之一,考虑1.5~2倍的安全裕量, 则晶闸管的额定电流为:A I I I T AV T 34~26257.1)2~5.1(57.1)2~5.1(2)(===2-6 在单相桥式全控整流电路中,若有一晶闸管因为过流烧毁断路,画出此时输出电压波形。
如果有一晶闸管因为过流烧成短路,结果又会怎样?解:假设1VT 因为过流烧毁断路,则整流电压u d 波形与单相半波整流电路的波形一样,相位差180度。
假设1VT 因过流而短路,则当晶闸管2VT 导通时,将发生电源相间短路,使得2VT 也可能因为过流而烧毁。
如果2VT 因为过流烧毁断路,则整流电压u d 波形如上图所示,相位差180度;如果2VT 因为过流烧毁而短路,则会引起变压器和电源过流。
2-7 单相桥式全控整流电路中给电阻性负载供电和给反电势负载蓄电池供电,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得大一些?为什么?答:反电势负载蓄电池时晶闸管额定电流应该大一些。
因为在反电动势负载时,晶闸管导通角变小,波形系数变大,负载电流平均值相同的情况下,有效值电流变大,故要求晶闸管的额定电流比较大。
2-8三相半波整流电路中,如果U相电压消失,试画出在电阻性负载与电感性负载下的整流电压波形解假设α=0,当负载为电阻时,d U的波形如下:当负载为电感时,U的波形如下:d2-9 三相半波可控整流电路,电阻性负载。
已知Ω==20,2202L R V U ,当α=90°时,试计算d d I U ,并画出d d T u i u ,,1波形。
解:由输出电压平均值的关系式可求得: ()[]()[]V U U d 25.7426cos 1220675.06cos 1675.02=++⨯⨯=++=ππαπ 输出电流平均值为:A R U I L d d 7125.32025.74===2-10 三相半波整流电路,已知Ω==5.0,1102L R V U ,大电感负载, 当α=45°时,试计算d d I U ,并画出d d T u i u ,,1波形。
如果在负载端并接续流二极管,试计算流过晶闸管的电流平均值dT I 、有效值T I 和续流二极管的电流平均值dDR I 、有效值DR I 。
解:由输出电压平均值的关系式可求得:V U U d 9145cos 11017.1cos 17.12=⨯⨯==οα输出电流平均值为:A R U I L d d 1825.091=== 并接续流二极管时,输出电压平均值为:V U U d 47.93)]6cos(1[675.02=++=πα输出电流平均值为:A R U I L d d 94.1865.047.93=== 晶闸管的电流平均值为:A I I d dT 5.5421232=⨯-=πππ 有效值为:A I I d T 96.10021232=⨯-=πππ 续流二极管的电流平均值为:A I I d dDR 37.233212=⨯=ππ续流二极管电流有效值为:A I I d DR 1.663212=⨯=ππ2.11 三相半波整流电路,电感性负载,,,2∞=Ω=L R 调节α达到维持d I 为恒值250A ,已知,08.0Ω=B X 供电电压经常在1~1.152U 围变化,求:α和2U 的变化围;解:由题可知:三相半波整流电路,250223cos 1.172d ⨯=⨯=-=R I I X U U d d B πα U 2cos α=435.5为定值,cos α∈(0,1)所以α=0°时,2U 值为435.5,取2U 为440V ,则2U 的变化围为440~506V,2U =440V 时,得到α=8.2°当电压波动到1.152U =506V 时,得到α=30.6°2.12 三相半波整流电路,反电势电感性负载,V U 1002=,Ω=1R ,∞=L ,,︒=30αV E 50=,求: (1)输出电压d U 和输出电流d I ,晶闸管的额定电压和额定电流,并画出11,T T d i u u 和的波形;(2)当mH L B 1=时,输出电压和输出电流,并画出u T d i i u 和1,的波形。
解: (1)221.17cos 1.17cos30101.34d U U U α==︒=V 51.32d d U E I A R -== 晶闸管的额定电压:V U U N )735~490(6)3~2(2== 晶闸管的电流有效值: A I I d T 63.293== 晶闸管的额定电流: A I I T AV T 75.37~39.28)2~5.1(57.1)(=⨯=(2)考虑B L 时,有:21.17cos 32d d B dd dM d U U U X I U U E I R απ=-∆∆=-=三式联立求解得到:94.6344.63cos cos()d d U VI Aααγ==-+=即得出:()cos 300.752γ︒+=换流重叠角11.28γ=︒2.13 三相半波共阴极接法与共阳极接法,u, v 两相的自然换相点是同一点吗?如果不是,他们在相位上相差多少度?答:三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,两相之间换相的自然换相点不在同一点上。