哈工大学电力电子习题集6.7.8
哈工大电路习题答案第6章
答案6.1解：将i和i3改写为余弦函数的标准形式，即2i4cos(t190)A4cos(t190180)A4cos(t10)A2i5sin(t10)A5cos(t1090)A5cos(t80)A3电压、电流的有效值为1002U70.7V,I1.414A12245I2.828A,I3.54A2322初相位10,100,10,80uiii123相位差1ui1010090u与i1正交，u滞后于i1；12ui10100u与i2同相；23ui10(80)90u与i3正交，u超前于i33答案6.2au10cos(t10)V.-822bU610arctg10233.1V,u102cos(t233.1)V-622-20.8cI0.220.8arctg20.889.4A,i20.8cos(t89.4)Am0.2dI30180A,i302cos(t180)A答案6.3解：(a)利用正弦量的相量表示法的线性性质得：UI111n,UIn22(b)磁通相量通常用最大值表示，利用正弦量的相量表示法的微分性质得：UjNmm(c)利用正弦量的相量表示法的线性性质与微分性质得：URIjLI答案6.4解：由KCL得电流i的振幅相量IIIIm1m2m3m(2100410580)A(0.347j1.973.939j0.6950.868j4.924)A526.86A电流i的瞬时值为i5cos(t26.86)A答案6.5解：电压表和电流表读数为有效值，其比值为阻抗模，即2()2/RLUI将已知条件代入，得22R(2π50L) 100V 15A22R(2π100L)100V 10联立方程，解得L13.7mH,R5.08答案6.6解：(a)RC串联电路中电阻电压与电容电压相位正交，各电压有效值关系为2222UU2U15040V30V电流i的有效值为IIC UXC30V103A(b)UXICC302A60VI R UR60V500.3ARC并联电路中电阻电流与电容电流相位正交，总电流有效值为22221.222.33IIIAACR(c)UXI301A30VCCC由U30VCUUXII2ALCLLX15L并联电容、电感上电流相位相反，总电流为III1ALC电阻电压与电容电压相位正交，总电压为：2230240250UUUVVCR答案6.7解：感抗XL L3210rad/s0.1H200容抗X C 11C36210rad/s510F100图(a)电路的相量模型如图(b)所示。
电力电子技术(哈尔滨工程大学)电力电子技术习题及思考题4.docx
4.1有源逆变电路的交流侧接电网即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
4.2器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上。
环流不需要门极可关断能力，但不适用没有交流电网的无源逆变电路。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。
另外，由于可以控制励磁电流使负载呈现为容性，也可以换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强追施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
4.3按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要持点是：①直流侧为电压源或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动, 直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输岀电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变 桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现髙阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是 改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角 无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交 流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流测电惑起缓冲无功能量的作用。
因 为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开 关器件反并联二极管。
4.4答:在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧 电容起缓冲无功能量的作用。
哈工大电路理论基础课后习题答案（PDF精品）
答案2.1解：本题练习分流、分压公式。
设电压、电流参考方向如图所示。
(a) 由分流公式得：23A 2A 23I R Ω⨯==Ω+解得75R =Ω(b) 由分压公式得：3V 2V 23R U R ⨯==Ω+解得47R =Ω答案2.2解：电路等效如图(b)所示。
20k Ω1U +-20k Ω(b)+_U图中等效电阻(13)520(13)k //5k k k 1359R +⨯=+ΩΩ=Ω=Ω++由分流公式得：220mA 2mA 20k RI R =⨯=+Ω电压220k 40V U I =Ω⨯= 再对图(a)使用分压公式得：13==30V 1+3U U ⨯答案2.3解：设2R 与5k Ω的并联等效电阻为2325k 5k R R R ⨯Ω=+Ω(1) 由已知条件得如下联立方程：32113130.05(2) 40k (3)eqR U UR R R R R ⎧==⎪+⎨⎪=+=Ω⎩由方程(2)、(3)解得138k R =Ω 32k R =Ω 再将3R 代入(1)式得210k 3R =Ω答案2.4解：由并联电路分流公式，得1820mA 8mA (128)I Ω=⨯=+Ω2620mA 12mA (46)I Ω=⨯=+Ω由节点①的KCL 得128mA 12mA 4mA I I I =-=-=-答案2.5解：首先将电路化简成图(b)。
图 题2.5120Ω(a)图中1(140100)240R =+Ω=Ω2(200160)120270360(200160)120R ⎡⎤+⨯=+Ω=Ω⎢⎥++⎣⎦ 由并联电路分流公式得211210A 6A R I R R =⨯=+及21104A I I =-= 再由图(a)得321201A 360120I I =⨯=+由KVL 得，3131200100400V U U U I I =-=-=-答案2.6xRx(a-1)图2.6解：（a ）设R 和r 为1级，则图题2.6(a)为2级再加x R 。
哈工大电路理论基础课后习题答案6
U n1 j10V U n2 10 j10V
U12 U n1 U n2 (10 j20)V 22.36116.570 V
受控电流源的电压为 u12 22.36 2 cos t 116.570 V 答案 6.14 解：相量模型如图(b) 所示。
j C U
U C I R R 2000 V IC UC 2000V 290 A jX C j100
I1 I C I R (10 290)A=(1+2j)A 563.43 A U L jX L I1 j200 563.43V 200 5153.43 V U U L U C (200 5153.43 2000)V 200 2135 V 由以上各式画出电压、电流相量图如图(c)所示。由各相量值求得各元件电压、 电流瞬时值分别为 iC 2 2 cos( t 90)A, i1 10 cos( t 63.43)A
U 60V 1.2A R 50 RC 并联电路中电阻电流与电容电流相位正交，总电流有效值为 IR
I IC 2 I R 2 22 1.22 A 2.33 A
(c)
UC X C IC 301A 30V
由
U C 30V 2A X L 15 并联电容、电感上电流相位相反，总电流为 I I L IC 1A U L UC X L I I L
答案 6.12 解： 对节点①列节点电压方程
(
解得
1 1 U U S U C j C )U C R2 R1 R1 R1
UC
(1 ) R2 R1 j CR1R2
R2U S
答案 6.13 解：电压源和电流源的相量分别为 US 1000 V, IS 1000 A 对节点①和②列相量形式节点电压方程 1 1S)U n1 1S U n2 j C1U S gU 2 (j C1 j L 1S U j C 1SU I gU n1 2 n2 S 2 由图可知受控源控制量 U 2 U n1 解得
哈工大电力电子作业6-7章
黑龙江省精品课程电力电子技术基础作业（6-7章）第6章 交流-交流变流电路P161, 6-2;6-3 补充：1.关于交交变频器，回答下列问题： 1）什么是交交变频器？2）结合图6－1所示的单相交交变频器，说明其改变输出电压频率和幅值的方法。
图6－13）交交变频器输出频率的上限与哪些因素有关？当采用6脉波三相桥式变流器时，输出上限频率约为多少？ 4）与交直交变频器相比，简述交交变频器的优缺点，并说明交交变频器的主要应用领域。
2. 结合图6－2所示电路，简述斩控式交流调压器的工作原理；并说明与相控式交流调压器相比，斩控式交流调压器有何优点？图6－23. 图6－3为单相交流调压电路，电源u 1为工频220V ，负载电阻R ＝5Ω，电感L ＝0。
设VT 1和VT 2的控制角为α1＝α2＝π/3,回答下列问题：1)在一个相同的交流电周期内，相位对应地画出下列波形：负载电压u o ，负载电流i o ，晶闸管VT 1电流i VT1，晶闸管VT 2电流i VT2 2)计算输出电压有效值U o 和输出电流有效值I o 3)计算输出功率P o 和功率因数PFL图4-7V VD输出电压平均输出电压图4-18O u o αP =0αP =π2αP =π2ωt4)计算晶闸管VT1的电流有效值I VT1图6－34. 在3题基础上，负载参数变为R=0.5Ω，L=2mH，回答下列问题：1）计算控制角α的移相范围；2）α＝π/2时，在一个相同的交流电周期内，相位对应地画出下列波形：负载电压u o，负载电流i o，晶闸管VT1电流i VT1，晶闸管VT2电流i VT25. 交流调功电路如图6－3所示，电源u1为工频220V，负载电阻R＝5Ω，电感L＝0。
控制方式为晶闸管导通20个电周期，关断40个电周期。
试计算负载平均功率P o。
第7章PWM控制技术P184,7-1；7-3；7-5；7-9；7-10。
补充：1. 对于单相全桥逆变器，试从以下几个方面说明与双极性SPWM控制方式相比，单极性SPWM控制方式的优点，并分析这些优点对于逆变器的运行有什么好处？1）等效开关频率。
哈工大电路习题答案
哈工大电路习题答案哈工大电路习题答案在学习电路课程的过程中，我们经常会遇到各种各样的习题。
这些习题不仅能够帮助我们巩固所学的知识，还能够提高我们的解题能力。
然而，有时候我们可能会遇到一些难以解答的问题，这时候就需要一些参考答案来帮助我们。
下面，我将为大家提供一些哈工大电路习题的参考答案。
1. 电路基础习题1.1 电阻与电流关系题目：一个电阻为10欧姆的电路中，通过的电流为2安培，求电路中的电压是多少？答案：根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，所以电压等于2安培乘以10欧姆，即20伏特。
1.2 串联电路题目：有两个电阻分别为5欧姆和10欧姆的电路，串联连接在一起，通过的电流为3安培，求电路中的总电阻是多少？答案：串联电路中的总电阻等于各个电阻之和，所以总电阻等于5欧姆加上10欧姆，即15欧姆。
1.3 并联电路题目：有两个电阻分别为5欧姆和10欧姆的电路，并联连接在一起，通过的电流为2安培，求电路中的总电阻是多少？答案：并联电路中的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数，所以总电阻等于(1/5 + 1/10)的倒数，即6.67欧姆。
2. 电路分析习题2.1 戴维南定理题目：有一个电阻为10欧姆的电路，通过的电流为2安培，求该电路中的电压是多少？答案：根据戴维南定理，可以通过测量电阻两端的电压来求解。
由于电阻为10欧姆，电流为2安培，所以电压等于电阻乘以电流，即20伏特。
2.2 超节点法题目：有一个包含电流源和电阻的电路，其中一个节点既有电流源又有电阻，如何应用超节点法来简化电路分析？答案：超节点法是一种简化复杂电路分析的方法，可以将包含电流源和电阻的节点分解为两个节点，其中一个节点为电流源连接的节点，另一个节点为电阻连接的节点。
然后根据电流源和电阻之间的关系，可以求解出电路中的电流和电压。
3. 电路设计习题3.1 电路的功率计算题目：有一个电阻为10欧姆的电路，通过的电流为2安培，求该电路的功率是多少？答案：根据功率公式，功率等于电流的平方乘以电阻，所以功率等于2安培的平方乘以10欧姆，即40瓦特。
第8章习题解答哈工大习题册
121第8章 线性动态电路暂态过程的时域分析8.1 图示电路0<t 时处于稳态，0=t 时开关断开。
求初始值)0(+C u 、)0(1+i 和)0(+C i 。
解：0<t 时，电容处于开路，故V 20k 2m A 10)0(=Ω⨯=-C u由换路定律得：V 20)0()0(==-+C C u u换路后一瞬间，两电阻为串联，总电压为)0(+C u 。
所以 m A 5k )22()0()0(1=Ω+=++C u i 再由节点①的KCL 方程得：m A 5m A )510()0(m A 10)0(1=-=-=++i i C8.2 图示电路0<t 时处于稳态，0=t 时开关断开。
求初始值)0(+C u 、)0(+L i 及开关两端电压)0(+u 。
解：0<t 时电容处于开路，电感处于短路，Ω3电阻与Ω6电阻相并联，所以A 3)363685(V45)0(=Ω+⨯++=-i ，A 2)0(366)0(=⨯+=--i i L V 24)0(8)0(=⨯=--i u C由换路定律得：V 24)0()0(==-+C C u u ，A 2)0()0(==-+L L i i 图题8.2由KVL 得开关电压：V 8V )2824()0(8)0()0(-=⨯+-=⨯+-=+++L C i u u8.3 图(a)所示电路，开关原是接通的，并且处于稳态，0=t 时开关断开。
求0>t 时1u 的变化规律。
(a)图题8.3解：0<t 时电容处于开路，0=i ，受控源源电压04=i ，所以ΩΩ题图8.110Cu122V 6.0V 5.1)69(6)0()0()0(1=⨯Ω+Ω===--+u u u C C0>t 时，求等效电阻的电路如图(b)所示。
等效电阻 Ω=++-==5)36(4i i ii i u R时间常数 s 1.0i ==C R τ0>t 后电路为零输入响应，故电容电压为：V e 6.0e )0()(10/t t C C u t u --+==τΩ6电阻电压为：V e 72.0)d d (66)(101t Ctu Ci t u -=-⨯Ω-=⨯Ω-=)0(>t 8.4 图(a)所示电路，开关接通前处于稳态，0=t 时开关接通。
电力电子技术(哈尔滨工程大学)电力电子技术习题及思考题7.docx
7. 1PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）在采样控制理论中有一条重要的结论冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
述原理称为面积等效原理以正弦PWM控制为例。
把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于兀/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应止弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM波形。
各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。
根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
可见，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。
7.3 三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单…的极性，所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。
三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，贝I」称之为双极性PWM控制方式。
三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5S和・0.5 S。
输出线电压有三种电平5、0、-C/d o7.4首先尽量使波形具有对称性，为消去偶次谐波，应使波形正负两个半周期对称，为消去谐波中的余弦项，使波形在正半周期前后1/4 周期以兀/2为轴线对称。
考虑到上述对称性，半周期内有5个开关时刻可以控制。
利用其中的1个自由度控制基波的大小，剩余的4个自由度可用于消除4种频率的谐波。
7.5载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。
在异步调制方式中，通常保持载波频率£固定不变，因而当信号波频率兀变化时，载波比N是变化的。
哈工大电路原理基础课后习题集
第一章习题1.1 图示元件当时间t<2s时电流为2A，从a流向b；当t>2s时为3A，从b流向a。
根据图示参考方向，写出电流的数学表达式。
1.2图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V，τ>0。
分别求出t=0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。
图题1.1 图题1.21.3 图示电路。
设元件A消耗功率为10W，求；设元件B消耗功率为-10W,求；设元件C发出功率为-10W，求。
图题1.31.4求图示电路电流。
若只求，能否一步求得？1.5 图示电路，已知部分电流值和部分电压值。
(1) 试求其余未知电流。
若少已知一个电流，能否求出全部未知电流？(2) 试求其余未知电压u14、u15、u52、u53。
若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？1.6 图示电路，已知,,,。
求各元件消耗的功率。
1.7 图示电路，已知，。
求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。
1.8 求图示电路电压。
1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.10 求网络N吸收的功率和电流源发出的功率。
1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。
1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W，求r的值。
1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。
1.15图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。
试求出其端口特性，即关系。
1.16 讨论图示电路中开关S开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响，加深对独立源特性的理解。
第二章习题2.1 图(a)电路，若使电流A,，求电阻；图(b)电路，若使电压U=(2/3)V，求电阻R。
2.2 求图示电路的电压及电流。
2.3 图示电路中要求，等效电阻。
求和的值。
2.4求图示电路的电流I。
2.5 求图示电路的电压U。
2.6 求图示电路的等效电阻。
2.7 求图示电路的最简等效电源。
图题2.72.8 利用等效变换求图示电路的电流I。
哈工大电路习题答案
第十三章 习题13.1 在图示网络的图中，问下列支路集合哪些是割集？哪些不是割集？为什么？(1)1、3、5；(2)2、3、4、7、8；(3)4、5、6；(4)6；(5)4、7、9；(6)1、3、4、7。
图 题13.1图 题13.213.2 在图示网络的图中，任选一树，指出全部的基本回路的支路集合和全部基本割集的支路集合。
13.3 设某网络的基本回路矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=100100010111001110B（1） 若如已知连支电流44=i A,55=i A,66=i A ，求树支电流。
（2） 若已知树支电压11=u V ，22=u V ，33=u V ，求连支电压。
（3） 画出该网络的图。
13.4 网络的图如图所示，已知部分支路电流。
若要求出全部支路电流应该怎样补充已知条件？图 题13.41u 图 题13.513.5 网络的图如图所示，已知其中的三条支路电压，应该怎样补充已知条件，才能求出全部未知支路电压？13.6 设某网络图的关联矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=010110000101101110001A取1,2,3支路为树支，写出基本割集矩阵。
13.7 某网络图的基本割集矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=00111000011101001110001010010001C 画出对应的网络的图。
13.8 已知某网络图的基本回路矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----=10111000011101001100001001100001B 试写出此网络的基本割集矩阵C 。
13.9 某网络有6条支路，已知3条支路的电阻分别是Ω=21R ，Ω=52R ，Ω=103R ；其余3条支路的电压分别是44=u V ，65=u V ，126-=u V 。
又知该网络的基本回路矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-----=110100*********001B试求全部支路电流。
13.10 图示网络的图，根据所选的树，列出独立的KCL 方程和独立的KVL 方程，并写成矩阵形式。
电力电子技术(哈工程版)课后习题答案
电力电子技术（哈工程）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。
解：a) Id1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI 2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Id3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI 3=Im 21)(Im 21202=⎰t d ωππ2-5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≈≈I A, I d1≈0.2717I m1≈89.48Ab) 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。
哈工大学电力电子习题集3
文件: 电力电子技术16.11
电力电子技术
直流－直流变换器(8)
第3章 习题（2）
第2部分：简答题 5. 桥式可逆斩波电路如题图3－4所示， 电机为正向电动状态。
题图3－4 当电机处于低速轻载运行状态（即负载 电流较小且正负交变），完成下题： （1）采用双极型控制方式时，画出V1 ～V4驱动信号的波形，负载上电压和电流 的波形；并在此基础上结合电流波形说明 在一个周期内的不同区段上负载电流的路 径以及在该区段内电机的工作状态。
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电力电子技术
直流－直流变换器(8)
第3章 习题（3）
第2部分：简答题 1. 画出隔离型Buck变换器的电路结构并简述其工作原理。（略） 2. 隔离型Buck变换器在正常工作时为什么要设定最大占空比？ 解：为了防止变压器磁通饱和。 3. 画出隔离型Buck-Boost变换器的电路结构并简述其工作原理。（略） 4. 为什么反激式变换器不能在空载下工作？ 答：在负载为零的极端情况下，由于T导通时储存在变压器电感中的磁能 无处消耗，故输出电压将越来越高，损坏电路元件，所以反激式变换器不 能在空载下工作。
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第16讲
3 直流－直流变换器（8）
直流－直流变换器(8)
本讲是的习题课，讲解第3章所布置的习题。
第3章 习题（1）
第1部分：填空题 1.直流斩波电路完成的是直流到另一固定电压或可调电压的直流电的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波 电路。 3.斩波电路有三种控制方式：脉冲宽度调制、脉冲频率调制和混合型。 ，其中最常用的控制方式是：脉冲宽度调制。 4.脉冲宽度调制的方法是： 周期 不变，导通 时间变化，即通过导通占空比 的改变来改变变压比，控制输出电压。 5.脉冲频率调制的方法是:导通时间不变，周期变化，导通比也能发生变化 ，从而达到改变输出电压的目的。该方法的缺点是：导通占空比的变化范围 有限。输出电压、输出电流中的谐波频率不固定，不利于滤波器的设计 。 6.降压斩波电路中通常串接较大电感，其目的是使负载电流 连续 。 7.升压斩波电路使电压升高的原因：电感L储能使电压泵升，电容C可将输出 电压保持住 。 8.升压斩波电路的典型应用有直流电动机传动和单相功率因数校正等。 9.升降压斩波电路和Cuk斩波电路呈现升压状态的条件是开关器件的导通占 空比为1/2<α <1；呈现降压状态的条件是开关器件的导通占空比为0<α <1/2。
哈工大电力电子习题2 有答案
12三相逆变器，若输出线电压基波有效值(V LL )1 = 220 V ，频率为52Hz ，负载为三相对称的Y 型接法，解答下述问题：1）若逆变器工作于方波控制方式，计算直流电源电压V d 和负载相电压基波有效值(V An )1。
2）若逆变器工作于双极性SPWM 控制方式，m f =39 且 m a = 0.8，计算直流电源电压V d 和负载相电压基波有效值(V An )1。
解：1）若逆变器工作于方波控制方式，则 直流电源电压有效值 1282.10.78LL d V V V == 负载相电压有效值1()127An V V == 2）若逆变器工作于双极性SPWM 控制方式，则直流电源电压有效值 1220449.30.6120.6120.8LL d a V V V m ===×负载相电压有效值1()127An V V == 13. 三相桥式逆变器如图6－3所示，方波控制方式。
负载为三相平衡的纯阻性负载，Y 形连接，中性点为n 。
时间轴对应地画出稳态时下列两组电压和电流的波形，波形上应标注幅值（用V d 和一相负载电阻R 来表示）： 1）,,,,,AN BN CN AB nN An v v v v v v 2）,,,,,,A A An A B C T D d v i i i i i i ++图6－3解：（1）,,,,,AN BN CN AB nN An v v v v v v 的波形如下：（2）,,,,,,A A An A B C T D d v i i i i i i ++的波形如下：14.图6-4(a)所示的单相全桥逆变电路工作于双极性SPWM模式。
设载波比N=9要求：在图6-4(b)中画出1个调制信号波周期内的开关控制信号波形和输出电压u o的波形。
图6-4(a)解：1个调制信号波周期内的开关控制信号波形和输出电压u o的波形如下15桥式DC－DC变换电路如图7－6所示，负载为直流电动机，采用双极型PWM控制方式时，将电机处于正向电动状态时的电压、电流方向定义为正方向。
第7章习题解答哈工大习题册
第7章 频率特性和谐振现象习题解答7.1 求图(a)所示RC 并联电路的输入阻抗)j (ωZ ，大致画出其幅频特性和相频特性，确定通带、阻带和截止频率。
(a)Z (b)--图题7.1解：由阻抗并联等效公式得：36336310/(j 10)10(j )101/(j 10)1j 10Z ωωωω---==Ω++ 阻抗模及幅角分别为：233)10(110)j (ωω-+=Z ， )10arctan()(3ωωθ--=令2/1)j (c =ωZ ，求得截止角频率rad/s 103c =ω，故通带及阻带分别为： 通带=ω0~rad/s 103，阻带=ωrad/s 103~∞。
幅频特性和相频特性如图(b)和(c)所示。
7.2 求图示电路的网络函数，它具有高通特性还是低通特性？2图题7.2解： RC 并联的等效阻抗RCRC R C R Z RC ωωωj 1j /1j /+=+=RCRCZ L Z U U H +==ωωj /)j (12RL LC RC L R R /j 11)j 1(j 2ωωωω+-=++=幅频特性222)/()1(1)j (R L LC H ωωω+-=当0→ω时， 1)j (=ωH ；当∞→ω时，0)j (=ωH所以它具有低通特性。
7.3求图示电路的转移电压比21(j )/H U U ω=，当1122R C R C =时，此网络函数有何特性？2图 题7.3解：设1111111j j 1//C R R R C R Z ωω+==， 2222222j j 1//C R R R C R Z ωω+==由分压公式得：12122U Z Z Z U += )j 1()j 1()j 1()j (11222111212C R R C R R C R R U U H ωωωω++++== 当R 1C 1＝R 2C 2时，得212)j (R R R H +=ω，此网络函数模及辐角均不与频率无关。
7.4设图示电路处于谐振状态，其中S 1A I =，150V U =，1100C R X ==Ω。
第6章习题解答哈工大习题册
第 6 章非正弦周期电流电路习题解答A所以 f (t) 0.5A sink t k 1 k πC1 10 4F ，电压源) 8tco s( 1。
0试0求0R,7L5, C)2 。
VRi图题6.2解：由于电流中只含基波分量且与电源基波分量具有相同的初相位，则可知右侧部分对基波分量相当于短路，对二次谐波分量相当于开路。
基波作用时电路中相当于只有电阻作用，可得6.1 求图示倒锯齿波的傅里叶级数展开式，解： f (t) A(1 t /T)1 T 1 A0T1f(t)dtT1A(1 t/T)dt A t2TA[t2tT]T0 0.5A2Ta k 0A(1 t / T )cos( kt)dt [b kT2[ 2A(1 t /T) cos(k t)] Tk2A(1 t/T) sin(k t)]Tkk2AT2Tsin(k t)dt TA(1 t/T)sin( k2Ak T2cos(k t)dt 2A A0 kT k频谱图如图(b)所示。
6.2 图示电路中，电流i 2 2 cos(500t60 ) A ，u S 5 2 0 2 co s(t 5 00 6 0u SC2C1并画出频谱0tTRU 1 210 I11(j L )( ) j C 1 j C 2 Z11 jL j C 1 j C 2由右侧部分对基波分量相当于短路可得此时等效阻抗的分子为零或分母无穷大， 由阻抗表达式可知阻抗分子为零可行， 可得1j L 0j C 11带入已知条件得 L 21 0. 0 4H2C 1由右侧部分对二次谐波分量相当于开路可得 此时等效阻抗的分母为零或分子无穷大，由阻抗表达式可知阻抗分母为零可行， 可得1带入已知条件得C 2 1F 3 μ3F 2300006.3 图示电路 N 为无独立源网络， u [100cos(t 45 ) 50cos2t 25cos(3t 45 )]V ， i (80cos t 20cos 2t 10cos3t)mA 。
哈工大电路习题答案第06章
第六章 习题6.1 已知图示电路中)10 cos(100︒+=t u ωV 、)100 cos(21︒+=t i ωA 、）︒+-=190 cos(42t i ωA 、）︒+=10 sin(53t i ωA 。
试写出电压和各电流的有效值、初相位，并求电压越前于电流的相位差。
6.2 写出下列电压、电流相量所代表的正弦电压和电流(设角频率为ω)： (a)V 10/10m ︒-=U (b)V )8j 6(--=U (c)V )8j20.2.0(m-=I (d)-=I 30A 6.3 下列各式中电压、电流、磁通、电荷均为同频率的正弦量，设角频率为ω。
试将各式变换为相量形式。
(a)n u u =21，ni i 121-= (b)t Nu d d Φ= (c)u t i L Ri =+d d 6.4 用相量法计算图题6.1所示电路的总电流i 。
3图 题6.1图 题6.56.5 图示电路中正弦电流的频率为50Hz 时，电压表和电流表的读数分别为100V 和15A ；当频率为100Hz 时，读数为100V 和10A 。
试求电阻R 和电感L 。
6.6 图示各电路中已标明电压表和电流表的读数，试求电压u 和电流i 的有效值。
(a)(b)(c)图 题6.66.7 在图示电路中已知t i cos 2R ω=A ，3102⨯=ωrad/s 。
求各元件的电压、电流及电源电压u ，并作各电压、电流的相量图。
Ω200Ri 图 题6.7图 题6.86.8 在图示电路中各元件电压、电流取关联参考方向。
设1I =1A ，且取1I 为参考相量，画出各电流、电压相量图，根据相量图写出各元件电压、电流相量。
6.9 已知图示电路中10L R ==U U V ，Ω=10R ，Ω=10C X ，求S I 。
第六章 正弦电流电路-+L-+U 图 题6.9LX j 16.10 已知图示电路中的感抗L X ，要求12j I I =。
以电压U 为参考相量画出相量图，求电阻R 和容抗C X 。
哈工大电工试题及答案
哈工大电工试题及答案哈尔滨工业大学（以下简称“哈工大”）是中国著名的高等学府之一，电工专业一直以来都备受学生们的关注和追求。
为了帮助广大电工专业学生更好地备考，本文将提供一些哈工大电工试题及答案，供大家参考和学习。
一、单选题1. 阻抗的单位是：A. 欧姆B. 微法C. 瓦特D. 安培答案：A. 欧姆2. 交流电中的正弦波表示为：u(t) = U sin(ωt)，则 U 代表：A. 峰值电压B. 峰值电流C. 频率D. 角频率答案：A. 峰值电压3. 电感和电容的关系是：A. 电感是电容的倒数B. 电感和电容无关C. 电感是电容的导数D. 电感是电容的负导数答案：B. 电感和电容无关二、填空题1. 高斯定理为：∮S E · dS = ____答案：Q/ε02. 麦克斯韦方程组共有__个方程。
答案：43. 电磁波的传播速度等于光速，即__。
答案：3×10^8 m/s三、解答题1. 请简述直流电机的工作原理。
答案：直流电机是利用电流在磁场中受力的作用原理工作的。
当电流通过电枢的线圈时，电枢会产生磁场，这个磁场与磁铁呈现相互作用，从而使得电枢开始旋转。
当电枢旋转的同时，通过换流器使得电流始终流通在旋转的线圈上，从而保持电机的正常运行。
2. 请解释什么是欧姆定律，并写出其数学表达式。
答案：欧姆定律是电学中的基本定律之一，它描述了电阻中电流、电压和阻抗之间的关系。
根据欧姆定律，电流通过一个电阻的大小与电压成正比，与电阻的阻抗成反比。
其数学表达式为：I = V / R，其中I 代表电流（单位安培），V 代表电压（单位伏特），R 代表阻抗（单位欧姆）。
四、计算题1. 一个电路中的电阻为10欧姆，电流为5安培，求该电路的电压大小。
答案：根据欧姆定律，我们可以使用公式 V = I × R 计算电压。
代入已知数据，得到 V = 5 × 10 = 50（单位：伏特）。
2. 一个电容器的电容大小为2微法，电流为8安培，求该电容器的电压大小。
哈工大模电 第五章习题册答案
KCMR |
Aud | 4.2 Auc
【5-5】分析图 5.12.4 中的电路，在三种可能的答案（a：增大；b：减小；c：不变）中选 择正确者填空， 设元件参数改变所引起的工作点改变不致于造成放大管处于截止或饱和状态。 1． 若电阻 Re 增大， 则差模电压放大倍数 ， 共模电压放大倍数 。 2． 若电阻 R 增大， 则差模电压放大倍数 ； 共模电压放大倍数 。 3．若两个 RC 增大同样的数量，则差模电压放大倍数 ；共模电压放大倍 数 。
2．输出电压波形出现了顶部失真。若原因是第一级的 Q 点不合适，第一级产生了截止 失真，可以通过减小 Rb12 或增加 Rb11 的方法消除；若原因是第二级 Q 点不合适，第二级产 生了饱和失真。可以通过增加 Rb2 的方法消除。 【5-4】在图 5.12.3 所示的差分放大电路中，已知两个对称晶体管的 β=50，rbe=1.2kΩ。 1．画出共模、差模半边电路的交流通路。 2．求差模电压放大倍数 Aud 。 3．求单端输出和双端输出时的共模抑制比 KCMR。 解：
Au Au1 Au 2 ＝ －460.8
【5-7】在图 5.12.6 功放电路中，已知 VCC=12V，RL=8Ω。ui 为正弦电压，求： 1．在 UCES=0 的情况下，负载上可能得到的最大输出功率； 2．每个管子的管耗 PCM 至少应为多少？ 3．每个管子的耐压 U (BR)CEO 至少应为多少？ 解： 1. POmax=VCC2/2RL=9W； 2. PCM≥0.2Pomax=1.8W，| U＜BR＞CEO |≥2VCC=24V。
U o 1 Rc1 // Rb2 //[rbe2 (1 2 )( Re2 // RL )] (1 2 )( Re2 // RL ) Ui rbe1 (1 1 ) Re1 rbe2 (1 2 )( Re2 // RL ) ri Rb11 // Rb12 //[rbe1 (1 1 ) Re1 ] r Rc1 // Rb2 ro Re2 // be2 1 2
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U0 =
20 1 Ui = × 220 = 127V 20 + 40 3
U 0 2 127 2 P0 = = = 3226W R 5
（3）
λ = cos ϕ1 = 1
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电力电子技术47.9
电力章 习题（2）
第1部分：填空题 1.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交 交变频电路 。 2.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流方 向决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电压与电流的方 向是否相同决定的。 3.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20Hz 。 4.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和 输出星形联接方式 ，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母 线进线方式 。 5.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 器件是全控型器件；控制方式是斩控方式 。
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电力电子技术47.10
电力电子技术
组合变流电路 (3)
第6章 习题（2）
第2部分：简答题 1.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。（略） 2.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？ 答: 交交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便地实 观四象限工作：低频输出波形接近正弦波。 缺点是：接线复杂，受电网频率和变流电路脉波数的限制输出频率较 低；输入功率因数较低；输入电流谐彼含量大，频谱复杂。 交交变频电路主要用于500kw或 1000kw以上的大功率、低转速的交流 调速电路中。 3.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不 同？ 答：电路结构相同，但工作方式不同： 单相交交变频电路是交流输出，为此两组桥在交流输出的每个周期内都要 切换，且控制角要不断变化，使输出电压按照正弦规律变化。 反并联可控整流电路是直流输出，稳态时控制角不变，只有在电机运行状 态变化时，两组桥才进行切换。
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电力电子技术
组合变流电路 (3)
4.三相交流调压电路采用三相四线接法时，存在何种问题？ 答：三相的3的整数倍次谐波是同相位的，不能在各相之间流动，全部流 过零线，因此零线中会有很大的3次谐波电流及其它3的整数倍次谐波电流。 当 α = 90o 时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。 5.三相交流调压电路采用三相三线接法带电阻负载时，试分析电流的谐 波情况。 答：电流中含有许多谐波，按傅里叶分析后可知，所含谐波次数为 6k ± 1 （k=1，2，3…），谐波的次数越低，其含量越大。 6.什么是TCR，什么是TSC？它们的基本原理是什么？各有何特点？ 答：TCR是晶闸管控制电抗器电路，是支路控制三角形联结方式。通过 对α角的控制可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节电路从电网中吸收 的无功功率。 TSC是晶闸管投切电容器电路，可以跟据电网对无功的需求而改变投入电 容器的容量，成为断续可调的动态无功功率补偿器。
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电力电子技术
组合变流电路 (3)
第6章 习题（1）
第3部分：计算题 1.调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在 α=0°时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的 开通角α。
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第47讲
6-8章
习题课
组合变流电路 (3)
本讲是的习题课，讲解第6-8章所布置的习题。
第6章 习题（1）
第1部分：填空题 1.改变频率的电路称为变频电路 ，变频电路有交交变频电路和交直交 变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电 路。 2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为 0 ≤ α ≤ π ， 随 α 的增大， Uo降低 ，功率因数λ降低 。 3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜ϕ(ϕ=arctan(ωL/R) )时 ,VT1的导通时间逐渐缩短 ,VT2的导通时间逐渐延长。 4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR o o ， 属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为 90 ~ 180 线电流中所含谐波的次数为6k±1 。 5.晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源 电压应和电容器电压相等 。
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电力电子技术47.4
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组合变流电路 (3)
7.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。 答：交流调功电路和交流电力电子开关都是控制电路的接通和断开，但 交流调功电路是以控制电路的平均输出功率为目的，其控制手段是改变控制 周期内电路导通周波数和断开周波数的比。而交流电力电子开关并不去控制 电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，而只是根据需要控制电 路的开通和断开。另外，交流电力电子开关的控制频度通常比交流调功电路 低得多。 8.交流调功电路中电流的谐波有何特点？ 答：如果以电源周期为基准，电流中不含整数倍频率的谐波，但含有非 整数倍频率的谐波，而且在电源频率附近，非整数倍频率谐波的含量较大。
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组合变流电路 (3)
2.采用两晶闸管反并联相控的交流调压电路，输入电压U1＝220V，负载 电阻R＝5W。如α1＝α2＝π/3,求： (1)输出电压及电流有效值 (2)输出功率 (3)单个晶闸管的电流有效值 (4)电路的功率因数 解：（1）
U o = U1 1 α 1 2 1 sin 2α + 1 − = 220 sin π + 1 − = 197V 2π π 2π 3 3
Io =
U o 197 = = 39.4 A 5 R
（2） （3） （4）
P = U o I o = 197V × 39.4 A = 7762W
IT =
1 39.4 Io = = 27.9 A 2 2
λ=
U o 197 = = 0.9 U1 220
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电力电子技术47.7
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λ = cos ϕ = cos 51.5o = 0.62
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电力电子技术47.8
电力电子技术
组合变流电路 (3)
4.采用两晶闸管反并联相控的交流调功电路，输入电压U1＝220V，负载电 阻R＝5W。晶闸管导通20个周期，关断40个周期。求: (1)输出电压有效值Uo, (2)负载功率Po, (3)电路的功率因数λ。 解：（1） （2）
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组合变流电路 (3)
6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？ 答:改善功率因数，提高输出电压。 梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消 ，结果线电压仍为正弦波。在这种控制方式中，因为桥式电路较长时间工 作在高输出电压区域a角较小，因此输入功率因数可提高15％左右。 和正弦波相比，在同样幅值的情况下，梯形波中的基波幅值可提高15 ％左右。这样就可以使变频器的输出电压提高约15％。 7.试述矩阵式变频电路的基本原理和优缺点。为什么说这种电路有较好的 发展前景？ 答: 矩阵式变频电路的基本工作原理：对单相交流电压进行斩波控制 ，即进行PWM控制时，如果开关频率足够高则其输出电压 U 0 = σ U S ，σ为占 空比。在不同的开关周期中采用不同的σ，可得到与频率和波形都不同的 输出电压 。 优点：输出电压为正弦波，输出频率不受电网频率的限制；输入电流也可 控制为正弦波且和电压同相，功率因数为1。能量可双向流动，适用于交流 电动机的四象限运行；不通过中间直流环节而直接实现变频，效率较高。 因此，这种电路的电气性能是十分理想的,有较好的发展前景。 缺点：矩阵式变频电路所用的开关器件为18个，电路结构较复杂，成本较 高，控制方法还不算成熟。此外，其输出输人最大电压比只有0.866用于交 流电机调速时输出电压偏低。
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电力电子技术47.11
电力电子技术
组合变流电路 (3)
4.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么 ？ 答: 最高输出频率是电网频率的1/2～1/3，制约输出频率提高的因素是:电 压波形的畸变以及由此产生的电流波形的畸变、转矩脉动、电流死区和电 流断续。 5.三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？ 答:三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式 和输出星形联结方式。 公共交流母线进线方式的电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线 上。因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路的输出端必须隔离 。为此，交流电动机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。这种电路主要 用于中等容量的交流调速系统。 输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机 只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电 源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
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组合变流电路 (3)
第7章 习题
第1部分：填空题 1.抑制过电压的方法之一是用电容吸收可能产生过电压的能量，并用 电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于小功率装置 的保护 。 2.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数， 在 1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。并联使用时具有电流的自动 均衡能力，易于并联。 3.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是静态均压措施， 给每只管子并联RC支路是动态均压措施，当需同时串联和并联晶闸管时 ，应采用先串后并的方法。 4.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复型二极管，以 便与功率晶体管的开关时间相配合。 5.现代电力电子装置的发展趋势是小型化 、轻量化 ，同时对装置的效 率和电磁兼容性也提出了更高的要求。 6.使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为零电压开通 ，它需要 靠电路中的谐振来完成。