电力电子复习题-(第五版)
电力电子技术第五版课后习题答案
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：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 ，试计算各波形的电流平均值I 、I 、I 与电流有效值I 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2mI (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 =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22mI π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21I 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≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.5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，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。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
精心整理电力电子技术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，显着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。
或：uAK>0I m，试I1=b)II2=c)II3=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 m135.3294767.0≈≈IA,I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab)I m2,90.2326741.0AI≈≈I d2AIm56.1265434.02≈≈c)I m3=2I=314I d3=5.78413=m I2-6GTO 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 L ωsin 2d d 2d = 考虑到初始条件：当?t ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t LU i ωω-= =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：考虑初始条件：当?t ＝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-=⎰=LU ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：3-2．图3-10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。
西安交通大学《电力电子技术(第5版)》(试题及其解答)
2）如果采用全波整流电路，并采用通态压降为 0.64V 的肖特基二极管，整 流电路整体工作效率是多少？
注：本题计算中忽略器件开关损耗。
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西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准
6 有源逆变电路
无源逆变电路
采用
方法，在高频输出时采用 方法。
9．（4 分）零电压开关是指：
；零电流开关又
是指
。
二、简答（40 分） 1．（6 分）电力电子器件是如何定义的？同处理信息的电子器件相比，它的特点 是什么？ 2．（6 分）什么叫做多相多重斩波电路？什么叫做相数？什么叫做重数？试绘制
由基本升压斩波电路构成的二相二重斩波电路。
2 答：（a）要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应
大于变流器直流侧的平均电压；（3 分）
（b）要求晶闸管的控制角 >90°,使 Ud 为负值。（3 分） 3 答：三相桥式电压型逆变电路为纵向换流（1 分），因为电流在同桥臂上
下半桥之间换流（1 分）；三相桥式电压型逆变电路为横向换流（1 分），因
西安交通大学考试题
成绩
课程
学院 专业班号 姓名
电力电子技术 电气工程学院
考试日期 学号
2015 年 1 月 7 日
期中
期末
一、填空（29 分） 1．（3 分）电力电子技术是一门由________、_______、________三个学科交叉 而形成的。
2．（3 分） 电力电子器件一般工作在________状态。在通常情况下，电力电子
三 综合（33 分）
1.
电力电子技术答案第五版(全)
电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1、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:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或者UAK >0且UGK>01、2 维持晶闸管导通得条件就是什么？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。
1、3 图1－43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Im ,试计算各波形得电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
解:a) Id1=I1=b) Id2=I2=c) Id3=I3=1、4、上题中如果不考虑安全裕量,问100A得晶阐管能送出得平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应得电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?解:额定电流IT(AV)=100A得晶闸管,允许得电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im1A, Id10、2717Im189、48Ab) Im2 Id2c) Im3=2I=314 Id3=1、5、GTO与普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO与普通晶阐管同为PNPN结构,由P1N1P2与N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益与,由普通晶阐管得分析可得,就是器件临界导通得条件。
两个等效晶体管过饱与而导通;不能维持饱与导通而关断。
GTO之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,就是因为GTO与普通晶闸管在设计与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导通时得更接近于l,普通晶闸管,而GTO则为,GTO得饱与程度不深,接近于临界饱与,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,门极与阴极间得距离大为缩短,使得P2极区所谓得横向电阻很小,从而使从门极抽出较大得电流成为可能。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
简单，工作频率高，不存在二次击穿问题。
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。 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。
2-11 目前常用的全控型电力电子器件有哪些？
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 Im ， 试计算各波形的电流平均值 Id1、Id2、Id3 与电流有效值 I1、I2、I3。
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：
u2
O
t
ud
O
t
id
O i2
Id t
Id
O
t
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
3
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
电力电子技术第五版试题及答案4套
电力电子技术第五版试题及答案4套电力电子技术第五版试题及答案4套《电力电子技术》试题(1)一、填空（30分）1、双向晶闸管的图形符号是，三个电极分别是，和；双向晶闸管的的触发方式有、、、.。
2、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。
三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。
（电源相电压为U2）3、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用触发；二是用触发。
4、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达度；实际移相才能达度。
5、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有、、、。
6、软开关电路种类很多，大致可分成电路、电路两大类。
7、变流电路常用的换流方式有、、、四种。
8、逆变器环流指的是只流经、而不流经的电流，环流可在电路中加来限制。
9、提高变流置的功率因数的常用方法有、、。
10、绝缘栅双极型晶体管是以作为栅极，以作为发射极与集电极复合而成。
三、选择题（每题2分10分）1、α为度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，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、晶闸管触发电路中，若使控制电压U C=0，改变的大小，使触发角α=90º，可使直流电机负载电压U d=0。
达到调整移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。
A、同步电压，B、控制电压，C、偏移调正电压。
3、能够实现有源逆变的电路为。
A、三相半波可控整流电路，B、三相半控整流桥电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，D、单相桥式全控整流电路。
4、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（）A、700VB、750VC、800VD、850V5、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )A、90°B、120°C、150°D、180°四、问答题（20分）1、实现有源逆变必须满足哪些必不可少的条件？（6分）2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。
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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。
2-2. 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=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=⎰tdωππ2-5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 m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 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。
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电力电子技术2-1 与信息电子电路中的二极管对比，电力二极管拥有如何的构造特色才使得其拥有耐受高压和大电流的能力？答： 1.电力二极管多数采纳垂直导电构造，使得硅片中经过电流的有效面积增大，明显提升了二极管的通流能力。
2.电力二极管在 P 区和 N 区之间多了一层低混杂 N 区，也称漂移区。
低混杂 N 区因为混杂 浓度低而靠近于无混杂的纯半导体资料即本征半导体，因为混杂浓度低，低混杂 N 区就能够承 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：晶闸管蒙受正朝阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲） 。
或： uAK>0 且 uGK>0。
2-3. 保持晶闸管导通的条件是什么？如何才能使晶闸管由导通变成关断？答：保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， 即保持电流。
要使晶闸由导通变成关断， 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靠近于零的某一数值以下，即降到保持电流以下，即可使导通的晶闸管关断。
2-4 图 2-27 中暗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均匀值 I d1、I d2、 I d3 与电流有效值 I 1、I 2、I 3。
1 4 Im sin ( t) Im ( 21) 0.2717 Im解： a)I d122 2=1(Im sin t )2 d (wt )Im 31I 1= 242 421 Im sin td (wt )Im ( 2 1) 0.5434 Im b)I d2=42 21 (Im sin t )2 d (wt)2 Im 31I 2=424 21 2Im d ( t )1Imc)I d3= 2412Im 2d ( t )1ImI 3= 2 022-5 上题中假如不考虑安全裕量 ,问 100A 的晶阐管能送出的均匀电流 I d1、I d2、I d3 各为多少 ?这时，相应的电流最大值 Im1 、 I、 Im3 各为多少 ?m2解：额定电流 I T(AV) =100A 的晶闸管，同意的电流有效值 I=157A,由上题计算结果知Ia) I m1 I d1 m1A,I232.90 A,0.5434 I m2 126.56 Ab) I m2 I d2c) I m3=2I=3141I m3 I d3= 42-6 GTO 和一般晶闸管同为PNPN 构造 ,为何 GTO 能够自关断 ,而一般晶闸管不可以 ?答： GTO 和一般晶阐管同为PNPN 构造，由 P1N1P2 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1 、V2 ，分别拥有共基极电流增益 1 和2 ，由一般晶阐管的剖析可得， 1 2 1 是器件临界导通的条件。
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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：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 1、I 2、I 3。
2π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2mI (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 =41I m I 3=⎰22)(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≈0.2717I m1≈89.48 b) I m2≈6741.0I≈232.90 I d2≈0.5434I m2≈126.56c) I m3=2I =314 I d3=41I m3=78.5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，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。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
电力电子技术（王兆安第五版）课后习题全部答案电力电子技术答案2-1与信息电子电路中的二极管较之，电力二极管具备怎样的结构特点才使其具备耐热高压和大电流的能力？请问：1.电力二极管大都使用横向导电结构，使硅片中通过电流的有效率面积减小，明显提升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.并使晶闸管导通的条件就是什么？请问：并使晶闸管导通的条件就是：晶闸管忍受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uak>0且ugk>0。
2-3.保持晶闸管导通的条件就是什么？怎样才能并使晶闸管由导通变成斩波器？请问：保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在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id1、id2、id3与电流有效值i1、i2、i3。
1求解：a)id1=2??4imsin(?t)im2(?1)?0.2717im2?2i1=12??1??4(imsin?t)2d(wt)??im31??0.4767im242?b)id2=?1??imsin?td(wt)?4im2(?1)?0.5434im22i2=?2(imsin?t)d(wt)4?2im31??0.6741im242??1c)id3=2?1i3=2?20imd(?t)?im2d(?t)?1im41im220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，适当的电流最大值im1、im2、im3各为多少?解：额定电流it(av)=100a的晶闸管，允许的电流有效值i=157a,由上题计算结果知2-5i?329.35a)im10.4767a,id1?0.2717im1?89.48ai??232.90a,0.6741b)im2id2?0.5434im2?126.56a1im3?78.54c)im3=2i=314id3=2-6gto和普通晶闸管同为pnpn结构,为什么gto能自斩波器,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121v1、v2，分别具备共基极电流增益?1和?2，由普通晶阐管的分析可以得，1a两个等效晶体管过饱和而导通；?1??2＜1是器件临界导通的条件。
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简答题：1、 晶闸管导通条件？关断条件？维持晶闸管导通条件？怎么样才能由导通变为关断？稳定导通条件？导通条件：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。
门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流——擎住电流1L 以上。
关断条件：晶闸管的电流小于维持电流。
维持导通条件：阳极电流大于维持电流I H 。
由导通变为关断：加反向阳极电压或者去掉阳极正向电压或者增加负载回路中的电阻。
稳定导通条件：晶闸管的阳极电流大于擎住电流I L 。
2、 电压型逆变电路的主要特点？1） 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。
2） 交流侧输出电压波形为矩形波，输出电流的波形和相位因负载阻抗不同而不同。
3） 交流侧为阻感负载时需要提供无功功率。
为了交流侧给直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
3、 有源逆变的基本条件？什么是逆变失败？有源逆变失败原因？逆变失败的后果？哪些电路可以实现有源逆变？哪些不可以？逆变条件:①有直流电动势，极性和晶闸管导通方向一致，且d E U >。
②晶闸管控制角大于90度，使U d 为负值。
逆变失败：逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺势串联，形成很大的短路电流。
逆变失败原因：触发脉冲丢失，晶闸管损坏或快速熔断器烧断，电源缺相，逆变角太小。
逆变失败后果：会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。
可以实现有源逆变的电路有：不可以实现有源逆变的电路有：半控桥电路，有续流二极管电路 4、 变压器漏感对整流电路的影响？1）出现换相重叠角，整流输出电压平均值U d降低，整流电路的工作状态增多。
2）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
3）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通。
4）换相时晶闸管电压出现缺口，使晶闸管误导通。
电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
精心整理电力电子技术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，显着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。
或：uAK>0I m，试I1=b)II2=c)II3=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 m135.3294767.0≈≈IA,I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab)I m2,90.2326741.0AI≈≈I d2AIm56.1265434.02≈≈c)I m3=2I=314I d3=5.78413=m I2-6GTO 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 L ωsin 2d d 2d = 考虑到初始条件：当?t ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t LU i ωω-= =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：考虑初始条件：当?t ＝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-=⎰=LU ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：3-2．图3-10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。
电力电子技术答案第五版全
电子电力课后习题答案第一章电力电子器件使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管蒙受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或许 U AK >0 且 U GK>0保持晶闸管导通的条件是什么？如何才能使晶闸管由导通变为关断？答：保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，即保持电流。
1.3 图 1－ 43 中暗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均匀值 I d1、 I d2、I d3与电流有效值 I 1、I 2、 I 3。
14 Im sin( t)Im ( 21)0.2717 Im解： a)I d1222=1(Im sin t) 2 d ( wt)Im31I1=242421Im sin td( wt )Im21)0.5434 Im(b)I d2=4221(Im sin t) 2 d ( wt) 2 Im31I 2=424212 Im d (t)1 Imc)I d3=20412 Im 2 d (t )1 ImI3=2021.4. 上题中假如不考虑安全裕量, 问 100A 的晶阐管能送出的均匀电流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，同意的电流有效值I=157A, 由上题计算结果知a)Ib)I m1m2IIA,I232.90 A,Id1d20.5434 Im1m 2126.56 A1I m3c)m3Id3=4 I =2I=3141.5.GTO 和一般晶闸管同为PNPN构造 , 为何 GTO能够自关断 , 而一般晶闸管不可以 ?答： GTO和一般晶阐管同为PNPN构造，由 P1N1P2和 N1P2N2构成两个晶体管 V1、 V2，分别拥有共基极电流增益 1 和 2 ，由一般晶阐管的剖析可得， 1 2 1 是器件临界导通的条件。
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一、 填空题(25分).同一晶闸管，维持电流I H 与擎住电流I L 的数值大小上有I L > I H 。
1． 功率集成电路PIC 分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率集成电路。
2． 晶闸管断态不重复电压U DSN 与转折电压U BO 数值大小上应为，U DSM < U BO 。
3． 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2U 2，设U 2为相电压有效值。
4． 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180°。
5． 对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使输出电压平均值降低。
6． 晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R 是均压措施。
7． 三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有Y 、Δ二种方式。
8． 抑制过电压的方法之一是用RC 吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10．180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上、下二个开关元件之间进行。
11．改变SPWM 逆变器中的调制比，可以改变输出电压基波的幅值。
12．为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是平台。
13．恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小存储时间。
14．功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快速恢复型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
15.晶闸管是三端器件，三个引出电极分别为：阳极、阴极和门极。
22.处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极承受正向电压，且门级有触发电流时，才能使其开通。
23.晶闸管额定通态平均电流I VEAR 是在规定条件下定义的，条件要求环境温度为40℃。
24.在晶闸管单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始承受正向电压算起，到触发脉冲到来时刻为止，这段时间的电角度称为触发角。
25.在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2.452U 。
26.三相全控桥的共阴极组要求触发脉冲以120°为间隔，依次在电源电压的正半周触发共阴极组的各晶闸管。
27.在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路比单相可控整流电路可获得较高的输出电压。
28.有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回电网的逆变电路。
29.逆变器可分为无源逆变器和有源逆变器两大类。
30.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 的极性成反极性相连，且满足|U d |<|E d |。
31.三相桥式全控变流电路的同步相控触发电路，分为垂直控制和横向控制二种方式。
32.SPWM 有两种调制方式：单极性和双极性调制。
33.斩波器的时间比控制方式分为定宽调频、定频调宽、混合调宽三种方式。
34.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=r c f /f 。
35.DC/DC 变换的两种主要形式为逆变整流型和斩波电路控制型。
1. 处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极加正向电压，且在门极加正向触发电压时，才能使其开通。
2. 造成在不加门极触发控制信号，即能使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转折有二种因素。
一是阳极的电压上升率du/dt 太快，二是阳极电压过高。
3. 功率集成电路PIC 分为二大类，一类是智能功率集成电路，另一类是高压集成电路。
4. 单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a 大于不导电角δ时，晶闸管的导通角Ø=π-α-δ。
5.将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为有源逆变器。
6.确定最小逆变角βmin 要考虑的三个因素是晶闸管关断时间t af 所对应的电角度δ，安全裕量角Ø0和换向重叠角γ。
7. 三相全控桥式有源逆变电路，每个晶闸管导通角1200，每隔60°产生一次换相。
8. RC 电路可用作直流侧的过电压保护元件。
9. 金属氧化物非线性压敏电阻可作为过电压保护元件。
10. 晶闸管变流器主电路要求角发电路的触发脉冲应具有一定的宽度，且前沿尽可能陡。
11. 电流型逆变器中间直流环节以电感贮能。
12. 电流源型逆变器的输出电流波形为矩形波。
13. 在PWM 斩波器中，电压比较器两个输入端信号分别是三角波信号和直流信号。
14. 在升压斩波电路中，已知电源电压U d =16V,导通比31 Kv ,则负载电压U 0=24V 。
15. 功率晶体管的驱动电路，一般有恒流驱动电路和比例驱动电种型。
二、 单项选择题（10分）在每小题烈出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
16.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（ ① ）①减小至维持电流I H 以下 ②减小至擎住电流I L 以下③减小至门极触发电流I G 以下 ④减小至5A 以下17.功率晶体管的安全工作区由以下四条曲线限定:集电极-发射级允许最高击穿电压线,集电极最大允许直流功率线,集电极最大允许电流线和( ④ )①基极最大允许直流功率线 ②基极最大允许电压线③临界饱和线 ④二次击穿触发功率线18.对于同一晶闸管,维持电流I H 与擎住电流I L 的关系是( ② )①I H ≈(2~4)I L ②I L ≈(2~4) I H ③I H =I L ④I H ≥I L19.可关断晶闸管，（GTO ）的电流关断增益βaff 的定义式为（ ① ）① minG A I I - ②A G I I min -③ A G I I -min ④minG A I I - 20. 单相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ ② ）①U 2 ②22U ③222U ④26U21. 单相半控桥式整流电阻性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（ ④ ）①90° ②120° ③ 150° ④180°22. 单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的目的是（ ④ ）①增加晶闸管的导电能力 ②抑制温漂③增加输出电压稳定性 ④防止失控现象的产生23. 电阻性负载二相半波可控整流电路，控制角a 的范围是（ ④ ）①30°~150° ②0°~120° ③15°~125° ④0°~150°24. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，处于关断状态的晶闸管承受的的反向电压的期间角为（ ④ ）①120° ②120°—β ③180°—β ④β25. 在三相全控式变流电路直流电动机托动系统中，当a> 时，网侧功率因数为（ ① ）①0cos <ϕ ②0cos >ϕ ③0cos =ϕ ④ϕcos 正负不定26. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，输出电压平均值U d 的表达式是（ ① ） ①U d =- 2.34U 2cos β ②U d =1.17U 2cos β③U d = 2.34U 2cos β ④U d =-0.9U 2cos β27.可在第二象限工作交流电路是（ ③ ）①单相全控桥 ②单相半控桥③单相反并联(双重)全控桥④三相半波可控变流电路28. 在高压直流输电系统中,变流器1和变流器2中间的直流环节起着功率传输作用,控制率流向的方法是( ④)①调节变流1侧变压器②调节变流器2侧变压器③同时调节两侧变压器④调节变流器1和变流器2的U d1、U d2的极性和大小29. 若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用的控制方法是（③）①减小三角波频率②减小三角波幅度③减小输入正弦控制电压幅值④减小输入正弦控制电压频率30. SPWM逆变器有两种调制方式：双极性和（①）①单极性②多极性③三极性④四极性31. 以下各种过流保护方法，动作速度排在第二位的是（③）①快速熔断器过流保护②过流继电器保护③快速开关过流保护④反馈控制过流保护32. 三相桥式全控变流电路的同步相控触发电路，分为垂直控制和（②）①时间比控制②横向控制③定频调宽④瞬时值控制33. 对于移相控制电路，为了限制最小移相控制角和设置移相范围，可在输入控制信号的输入控制信号的输入端再叠加一个（②）①交流电压②偏移电压③同步信号④触发信号34. KC04型集成触发电路的引脚1和15输出的触发脉冲是两个相位互差180°（②）①负脉冲②正脉冲③双脉冲④尖峰脉冲35. 电流源型逆变器，在每一个周期的0~600期间，晶闸管T6，T1导通，输出电流为i a=+I d ,i b=-I-d, i c=0,则在2400~3000期间（③）①i a=-I d , i b=I d, i c=0, ②i a=I d , i b=0, i c=- I d,③i a=-I d , i b=0, i c=+I d, ④i a= 0 i b=-L d , i c=+I d,36.定宽调频控制方式中，导通比K t的改变会导致改变斩波器的（①）①输出电压频率②输出电压最大值③电源电压④输出电流幅值37. 降压斩波电路中，已知电源电压U d=16V,负载电压U0=12V,斩波周期T=4ms，则开通时间T ab=（③）①1ms ②2ms ③3ms ④4ms38. 恒流驱动电路中，加速电容C 的作用是（ ① ）①加快功率晶体管开通 ②延缓功率晶体管关断③加深功率晶体管的饱和深度 ④保护器件39. 恒流驱动电路中截上反偏驱动电路的主要作用是（ ① ）①加速功率管关断 ②加速功率晶体管开通③过电流保护 ④减小延迟时间40. 为限制功率晶体管的饱和深度，减小存储时间，恒流驱动电路经常采用（ ② ） ① dt du 抑制电路 ②抗饱和电路 ③dtdi 抑制电路 ④吸收电路15．功率晶体管GTR 从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为（ ② ）①一次击穿 ②二次击穿 ③临界饱和 ④反向截止16．逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( ① )①大功率三极管 ②逆阻型晶闸管 ③双向晶闸管 ④可关断晶闸管17．在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（ ①）①干扰信号 ②触发电压信号 ③触发电流信号 ④干扰信号和触发信号18．当晶闸管随反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（② ）①导通状态 ②关断状态 ③饱和状态 ④不定19．单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（ ④）①90° ②120° ③150° ④180°20．单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（ ② ） ①2U 22 ②2U 2 ③2U 22 ④2U 6 21．单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（ ③） ①2U 2 ②2U 22 ③2U 22 ④2U 6 22．单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是（① ）①0°~90° ②0°~180° ③90°~180° ④180°~360°23．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＝（ ③）① π-α ②π+α ③π-δ-α ④π+δ-α24.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角与哪几个参数有关（① ）① α、负载电流I d 以及变压器漏抗X c ②α以及负载电流I d③α和U 2 ④α、U 2以及变压器漏抗X c25．三相半波可控整流电路的自然换相点是（② ）① 交流相电压的过零点② 本相相电压与相邻电压正半周的交点处② 比三相不控整流电路的自然换相点超前30°③ 比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°26．可在第一和第四象限工作的变流电路是（① ）① 三相半波可控变流电路②单相半控桥③接有续流二极管的三相半控桥④ 接有续流二极管的单相半波可控变流电路27．快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是（ ④）① 功率晶体管 ②IGBT ③功率MOSFET ④晶闸管28．若增大SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用控制方法是（ ③）① 增大三角波幅度 ②增大三角波频率③增大正弦调制波频率 ④增大正弦调制波幅度29．采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（③ ）① 减小输出幅值 ②增大输出幅值③减小输出谐波 ④减小输出功率30．电流源型逆器中间直流环节贮能元件是（ ②）。