电力电子技术(第二版)第2章答案

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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:

2

cos 145.02

α

+=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:

01220

45.050

2145.02cos 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=+=

π

α

π 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 。

(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 , 30=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 7.1842

30cos 12209.02cos 19.02=+??=+=

α

输出电流为:

A R U I L d d 35.922

7

.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=-+=

π

α

ππα 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=??== α

A R E U I d d 99.82

60

97.77=-=-=

()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:

)

(34.62

I d A 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 30m in =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:

()21

2sin d U U td t π

α

ωωπ

=

?=2

1cos 0.92

U α

+ min α=30°,此时输出电压最大,代入上式得到:

1002

30

cos 19.02cos 19.022

=+=+=U U U d α 得,2U =119V

d 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

302

cos 11199.02cos 19.02

=+??=+=α

αU U d 116=α

交流侧电流有效值为:

A R

U I 382sin 212

2=-+=

π

απαπ (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 34~262

57.1)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:

d

2-9 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 25.742

6

cos 1220675.06

cos 1675.02=++??=++=π

π

απ

输出电流平均值为:

A R U I L d d 7125.320

25.74===

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=??== α

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=?-=

π

π

π

有效值为: A I I d T 96.10021232=?-=π

π

π

续流二极管的电流平均值为:

A I I d

dDR 37.233

212=?=

ππ

续流二极管电流有效值为:

A

I I d

DR 1.663

212=?=

ππ

2.11 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 范围内变

化,求:α和2U 的变化范围;

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

π

α

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 的变化范围为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 d d d

M

d U U U X I U U E I R

απ=-??=-=

三式联立求解得到:

2

94.6344.632cos cos()6d d B d U V I A X I U ααγ==-+=

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。相位相差180 °。

2.14 三相全控桥整流电路,当一只晶闸管短路时,电路会发生什么

情况?

答:假设VT 1短路,则当晶闸管VT 3或VT 5导通时,将发生电源相间短路,使得VT 3、VT 5也可能过流烧毁。

2.15 三相全控桥,反电势电感性负载,V E 200=,V U 2202=,

Ω=1R ∞=L ,?=60α 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) )(4.25760cos 22034.2cos 34.202V U U d =??==α

)(4.571

200

4.257A R E U I d d =-=-=

(2) 当mH L B 1= 时, 可得:

R

E

U I I X U U U U d d d

B d d

d -=

=??-=π

α3cos 34.22

解方程组可得

)(15.244V U d =

)(15.44A I d =

又因为:

()2

2cos cos()6cos 600.44853.35B d X I U ααγγγ-+=

?+==?

2.16 在三相桥式全控整流电路中,已知V U 1102=,Ω=2.0L R ,电感足够大,当o 45=α时,试计算d d I U ,及流过晶闸管的电流平均值dT I 和有效值T I ,并画出 , , ,1d d T u i u 1T i 的波形。 解: =??==0245cos 11034.2cos 34.2αU U d 182 V ∴ R U I d d ==2.0182=910 A ∴

3.3033

9103===d dT I I A A I I d

T 1.5273

==

2.17试画出三相桥式逆变电路中当β=π∕4时晶闸管4VT 两端电压波形。

2.18 变流器工作于有源逆变状态的条件是什么?

答:变流器有源逆变的条件是:(1)负载有直流电动势,其极性必须和晶闸管导通方向一致,其值应该大于变流器直流侧的平均电压,

(2) 晶闸管的控制角2

π

α>,即d U 为负。

2.19 三相全控桥逆变电路,反电动势电感性负载,2U =220V ,R=1Ω,L=∞,M E =﹣400V ,β=60°。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d u 、1T u 和1T i 的波形;

(2)当B L =1mH 时输出电压和输出电流,并画出d u 、1T i 和u i 的波形 解: 由于此三相全控桥电路中,L=∞,

所以 )(4.25760cos 22034.2cos 34.202V U U d -=??-=-=β )(6.1421

)

400(4.257A R E U I d d =---=-=

所以,晶闸管的额定电流为:

)(105~66.783

57.12~5.1)(A I I d

AV T =?=)(

额定电压为V U 1617~107863~22=?)( (2) 由题意可列出如下三个等式:

()22.34cos 3d d B d

d d M

d U U U X I U U E I R

πβπ

=--??=-=

三式联立求解得到:

290.3d U V =- 109.7d I A =

由下列公式计算换流重叠角:

2

2cos cos()0.1279

6cos(120)0.6279

8.90B d X I U ααγγγ-+=

=?+=-=?

2.20 三相半波整流电路带直流电动机负载,2U =220V ,求当α=15°,30°,45°,60°,75°,90°时,电动机的理想空载电势。

答:三相半波整流电路带直流电动机负载时, 当α≤60°时,电动机的理想空载电势为V U 31122=; 当α>60°时,电动机的理想空载电势为)6sin(22απ

+U ; 将上述角度分别代入即可得理想空载电势。

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 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: 2 cos 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: 01220 45.0502145.02cos 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 52 1222212==-=-==?ππππαπωππα 续流二极管的电流有效值为:A I I d VD R 66.82=+=π απ 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 。 (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

电力电子技术第四版课后题答案

第6章 PWM控制技术 1.试说明PWM控制的基本原理。 答:PWM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(吠形状和幅值)。 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。上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π/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正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。 2.设图6-3中半周期的脉冲数是5,脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍,试按面积等效原理计算脉冲宽度。 解:将各脉冲的宽度用i(i=1, 2, 3, 4, 5)表示,根据面积等效原理可得 1= = =0.09549(rad)=0.3040(ms) 2 = = =0.2500(rad)=0.7958(ms) 3 = = =0.3090(rad)=0.9836(ms) 4 = = 2 =0.2500(rad)=0.7958(ms) 5 = = 1 =0.0955(rad)=0.3040(ms) 3. 单极性和双极性PWM调制有什么区删?三相桥式PWM型逆变电路中,输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压SPWM波形各有几种电平?答:三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性,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,则称之为双极性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:0.5Ud和-0.5 Ud。输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud。 4.特定谐波消去法的基本原理是什么?设半个信号波周期内有10个开关时刻(不吠0和时刻)可以控制,可以消去的谐波有几种? 答: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/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。 5.什么是异步调制?什么是同步调制?两者各有何特点?分段同步调制有什么优点?

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

电力电子技术期末考试试题及答案修订稿

电力电子技术期末考试 试题及答案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

电力电子技术试题 第1章电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为__开关损耗__。 3.电力电子器件组成的系统,一般由__控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加_保护电路__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。 6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。 7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。 9.对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为,UDSM_大于__Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 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_饱和区__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE(th)随温度升高而_略有下降__,开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 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。 18.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,属于不可控器件的是_电力二极管__,属于半控型器件的是__晶闸管_,属于全控型器件的是_GTO 、GTR 、电力

电力电子技术试卷3份答案

《电力电子技术》试卷1答案 一、填空(每空1分,36分) 1、请在正确的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,输出电流波形为方波。 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。 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。 7、当温度降低时,晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降;当温度升高时,晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。 8、在有环流逆变系统中,环流指的是只流经逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采控用控制角α大于β的工作方式。 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、双向晶闸管的触发方式有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+、Ⅲ-四种。 二、判断题,(每题1分,10分)(对√、错×) 1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中,电路出故障时会出现失 控现象。(√) 2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统,使直流电动机实现四象限运行时,其中 一组逆变器工作在整流状态,那么另一组就工作在逆变状态。(×) 3、晶闸管串联使用时,必须注意均流问题。(×) 4、逆变角太大会造成逆变失败。(×) 5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。(√) 6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。(×) 7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。(×) 8、在单相全控桥整流电路中,晶闸管的额定电压应取U2。(×) 9、在三相半波可控整流电路中,电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。(×) 10、变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。 (√) 三、选择题(每题3分,15分)

电力电子技术课后题答案

0-1.什么是电力电子技术? 电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术;它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。国际电气和电子工程师协会(IEEE)的电力电子学会对电力电子技术的定义为:“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。” 0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么? 电力电子器件是基础。电能变换技术是核心. 0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。 电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。 0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型? AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。 常用基本控制方式主要有三类:相控方式、频控方式、斩控方式。 0-5.从发展过程看,电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。可分为:集成电晶闸管及其应用;自关断器件及其应用;功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。集成电晶闸管及其应用:大功率整流器。自关断器件及其应用:各类节能的全控型器件问世。功率集成电路和智能功率器件及其应用:功率集成电路(PIC),智能功率模块(IPM)器件发展。 0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么? 传统电力电子技术的特征:电力电子器件以半控型晶闸管为主,变流电路一般 为相控型,控制技术多采用模拟控制方式。 现代电力电子技术特征:电力电子器件以全控型器件为主,变流电路采用脉宽 调制型,控制技术采用PWM数字控制技术。 0-7.电力电子技术的发展方向是什么? 新器件:器件性能优化,新型半导体材料。高频化与高效率。集成化与模块化。数字化。绿色化。 1-1.按可控性分类,电力电子器件分哪几类? 按可控性分类,电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。 1-2.电力二极管有哪些类型?各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少? 电力二极管类型以及反向恢复时间如下: 1)普通二极管,反向恢复时间在5us以上。 2)快恢复二极管,反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者在100ns 以下,甚至达到20~30ns,多用于高频整流和逆变电路中。 3)肖特基二极管,反向恢复时间为10~40ns。 1-3.在哪些情况下,晶闸管可以从断态转变为通态? 维持晶闸管导通的条件是什么? 1、正向的阳极电压; 2、正向的门极电流。两者缺一不可。阳极电流大于维持电流。

电力电子技术第2章-习题-答案

第2章电力电子器件课后复习题 第1部分:填空题 1. 电力电子器件是直接用于主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。 2. 主电路是在电气设备或电力系统中,直接承担电能变换或控制任务的电路。 3. 电力电子器件一般工作在开关状态。 4. 电力电子器件组成的系统,一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成, 由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。 5. 按照器件能够被控制的程度,电力电子器件可分为以下三类:不可控器件、半控型器件 和全控型器件。 6.按照驱动电路信号的性质,电力电子器件可分为以下分为两类:电流驱动型和电压驱动型。 7. 电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。 8. 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。 9. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为1K Hz以下的整流电路。其 反向恢复时间较长,一般在5μs以上。 10.快恢复二极管简称快速二极管,其反向恢复时间较短,一般在5μs以下。 11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在10~40ns之间。 12.晶闸管的基本工作特性可概括为:承受反向电压时,不论是否触发,晶闸管都不会导 通;承受正向电压时,仅在门极正确触发情况下,晶闸管才能导通;晶闸管一旦导通, 门极就失去控制作用。要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降至维持电流以下。 13.通常取晶闸管的U DRM和U RRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时,一般取 为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3 倍。 14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流。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称为擎住电流。对同一晶闸管来说,通常I L约为I H的称为2~4 倍。 15.晶闸管的派生器件有:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管。 16. 普通晶闸管关断时间数百微秒,快速晶闸管数十微秒,高频晶闸管10微秒左右。 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额不易做高。 17.双向晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。 18.逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。 19. 光控晶闸管又称光触发晶闸管,是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。光触 发保证了主电路与控制电路之间的绝缘,且可避免电磁干扰的影响。

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;

电力电子技术第二版张兴课后习题问题详解

一、简答题 2.1 晶闸管串入如图所示的电路,试分析开关闭合和关断时电压表的读数。 题2.1图 在晶闸管有触发脉冲的情况下,S开关闭合,电压表读数接近输入直流电压;当S开关断开时,由于电压表内阻很大,即使晶闸管有出发脉冲,但是流过晶闸管电流低于擎住电流,晶闸管关断,电压表读数近似为0(管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值)。 2.2 试说明电力电子器件和信息系统中的电子器件相比,有何不同。 电力电子系统中的电子器件具有较大的耗散功率;通常工作在开关状态;需要专门的驱动电路来控制;需要缓冲和保护电路。 2.3 试比较电流驱动型和电压驱动型器件实现器件通断的原理。 电流驱动型器件通过从控制极注入和抽出电流来实现器件的通断;电压驱动型器件通过在控制极上施加正向控制电压实现器件导通,通过撤除控制电压或施加反向控制电压使器件关断。 2.4 普通二极管从零偏置转为正向偏置时,会出现电压过冲,请解释原因。 导致电压过冲的原因有两个:阻性机制和感性机制。阻性机制是指少数载流子注入的电导调制作用。电导调制使得有效电阻随正向电流的上升而下降,管压降随之降低,因此正向电压在到达峰值电压U FP 后转为下降,最后稳定在U F。感性机制是指电流随时间上升在器件内部电感上产生压降,d i/d t 越大,峰值电压U FP 越高。 2.5 试说明功率二极管为什么在正向电流较大时导通压降仍然很低,且在稳态导通时其管压降随电流的大小变化很小。 若流过 PN 结的电流较小,二极管的电阻主要是低掺杂 N-区的欧姆电阻,阻值较高且为常数,因而其管压降随正向电流的上升而增加;当流过 PN 结的电流较大时,注入并积累在低掺杂 N-区的少子空穴浓度将增大,为了维持半导体电中性条件,其多子浓度也相应大幅度增加,导致其电阻率明显下降,即电导率大大增加,该现象称为电导调制效应。 2.6 比较肖特基二极管和普通二极管的反向恢复时间和通流能力。从减小反向过冲电压的角度出发,应选择恢复特性软的二极管还是恢复特性硬的二极管? 肖特基二极管反向恢复时间比普通二极管短,通流能力比普通二极管小。从减少反向过冲电压的角度出发,应选择恢复特性软的二极管。

现代电力电子技术作业及答案

2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。 2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些? 2.3 阅读参考文献一,说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。 2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。 3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流? 3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数(基波功率因素)和整流输入功率因数? 3.3 简述谐波与低功率因数(电力公害)的危害,并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。 4.1 画出降压换流器(Buck电路)的基本电路结构,简要叙述其工作原理,并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时,如何避免负载电流断续。 4.2 画出升压换流器(Boost电路)的基本电路结构,推证其输入/输出电压的变压比M表达式,说明Boost电路输出电压的外特性。 4.3 画出升降压换流器(Buck-Boost电路)的基本电路结构,说明电路工作原理,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 4.4 画出丘克换流器(Cuk电路)的基本电路结构,说明电路工作原理及主要优点,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 5.1 正弦脉宽调制SPWM的基本原理是什么?幅值调制率ma和频率调制率mf的定义是什么? 5.2 逆变器载波频率fs的选取原则是什么? 5.3 简要说明逆变器方波控制方式与PWM控制方式的优缺点。 5.4 画出三相电压型逆变器双极性驱动信号生成的电路原理图,指出图中各变量的含义,简要叙述其工作原理。 6.1 柔性交流输电系统(FACTS)的定义是什么?FACTS控制器具有哪些基本功能类型? 6.2 什么是高压直流输电(HVDC)系统?轻型高压直流输电系统在哪些方面具有良好的应用前景? 6.3 晶闸管控制电抗器(TCR)的基本原理是什么?晶闸管触发控制角α<90°与α=90°两种情况下等效电抗是否相等,为什么? 6.4 作图说明静止无功发生器(SVG)的工作原理与控制方式,分析其与5.4节所述三相逆变器的异同点? 6.5 简要说明有源电力滤波器(APF)和动态电压恢复器(DVR)的基本功能和系统组成? 6.6 阅读参考文献三,简要说明当前在风力发电技术领域中运用的储能技术、输电技术以及滤波与补偿技术?

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

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

电力电子技术期末考试试题及答案

电力电子技术试题 第1章 电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为__开关损耗__。 3.电力电子器件组成的系统,一般由__控制电路__、_驱动电路_、 _主电路_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加_保护电路__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _双极型器件_ 、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。 6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、 _肖特基二极管_。 7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 9.对同一晶闸管,维持电流IH 与擎住电流I L 在数值大小上有I L __大于__IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDSM 与转折电压Ubo 数值大小上应为,UDSM _大于__Ubo 。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 13.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_饱和区__。 14.电力MOSFET 的通态电阻具有__正__温度系数。 15.IGBT 的开启电压UGE (th )随温度升高而_略有下降__,开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 17.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。 18.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,属于不可控器件的是_电力二极管__,属于半控型器件的是__晶闸管_,属于全控型器件的是_ GTO 、GTR 、电力MOSFET 、IGBT _;属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET _,属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR _,属于复合型电力电子器件得有 __ IGBT _;在可控的器件中,容量最大的是_晶闸管_,工作频率最高的是_电力MOSFET ,属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT _,属于电流驱动的是_晶闸管、GTO 、GTR _。 第2章 整流电路 1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_,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_0-180O _。 2.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变,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__0-180O _ , 2__,续流二极管承受的最大反向电压为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__0-180O _,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22 和2;带 阻感负载时,α角移相范围为_0-90O _,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_。 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 =_π-α-δ_; 当控制角α小于不导电角 δ 时,晶闸管的导通角 θ =_π-2δ_。 5.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UFm 2_,晶闸管控制角α的最大移相范围是_0-150o _,使负载电流连续的条 件为__o 30≤α__(U2为相电压有效值)。 6.三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_120o _,当它带阻感负载时,α的移相范围为__0-90o _。 7.三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_最高__的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_的相电压;这种电路 α 角的移相范围是_0-120o _,u d 波形连续的条件是_o 60≤α_。 8.对于三相半波可控整流电路,换相重迭角的影响,将使用输出电压平均值__下降_。 9.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2_,随负载加重Ud 逐渐趋近于_0.9 U 2_,通常设计时,应取RC ≥_1.5-2.5_T ,此 时输出电压为Ud ≈__1.2_U 2(U 2为相电压有效值,T 为交流电源的周期)。 10.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流 id 断续和连续的临界条件是_=RC ω。 11.实际工作中,整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数,当 α 从0°~90°变化时,整流输出的电压ud 的谐波幅值随 α 的增大而 _增大_,当 α 从90°~180°变化时,整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 α 的增大而_减小_。

电力电子技术(第二版)第4章答案

第四章 直流直流变换器习题解答 4-1 降压型斩波电路,直流电压为80V ,负载电阻为10Ω,斩波频率为50kHz ,导通比为0.5。 (1) 画出各电流波形。 (2) 求输出电压和电流的平均值。 解: T t off t 1t 2 I 20 s kHz f T s μ205011=== 5.00==d U U D V U U d 40805.05.00=?== A R U I 410 4000=== 4-2 在降压变换器中,认为所有的元件都是理想的。通过控制占空比D 保持输出电压不变,U o =5V ,输入电压为10~40V ,P o ≥5W ,f s =50kHz ,为保证变换器工作在电流连续模式,计算要求的最小电感量。 解:s f T kHz f s s s μ201,50=== ∴在该变换器中,V U u 500==不变, 5000≥=I U P 即 A U P I 10 00=≥

要求在电流连续模式下的最小电感,电感电流在电流临界情况下。 当输入电压为10~40V 时,D=0.5~0.125 在输出电压不变时,由)1(2o s LB D L U T I -=得, H D D I U T L μ75.43~25)1(1 251020)1(26LB o s =-???=-=- 当D=0.125~0.5变化时,保持连续的电感的取值如上式,所以保持在整个工作范围内连续的最小电感是43.75μH 4-3 在降压变换器中,认为所有的元件都是理想的,假设输出电压U o =5V ,f s =20kHz ,L =1mH ,C =470μF ,当输入电压为12.6V ,I o =200mA ,计算输出电压的纹波。 解: 因为 ms f T s s 05.020/1/1=== 假设 电路工作在电路连续的模式下, 所以有:6.12/5/==d O U U D =0.397 电路在临界状态下时,有 L U U DT I o d S O B 2/)(-==mA 4.75102/)56.12(1005.0397.033=?-???-- 由于O OB I I <,所以电路工作在电流连续模式下, 电压纹波为 mV D LC U T U o s o 065.2)379.01(10 47085)1050()1(89262=-????=-=?-- 输出电压的纹波2.065mV 4.4 (略) 4-5 在升压型斩波器电路中,直流电压为100V ,R L =50Ω,t on =80 μs ,t off =20 μs ,设电感和电容的值足够大。 (1) 画出u o 、i C 的波形。 (2) 计算输出电压U o 。 解:(1):

电力电子技术第四版三四章课后答案

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 ?+off on 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 =50 20020?=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 =Ω,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 =100 10= τ=R L =5.0001.0= 当t on =5μs 时,有 ρ=τT = = τon t = 由于 11--ραρe e =1101.00025.0--e e =>m

所以输出电流连续。 此时输出平均电压为 U o = E T t on =20 5100?=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 =(A) I min =R E m e e ??? ? ??---11ραρ=5.01001.01101.00025.0???? ??---e e =(A) 当t on =3μs 时,采用同样的方法可以得出: αρ= 由于 11--ραρe e =1 101.0015.0--e e =>m 所以输出电流仍然连续。 此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为: U o = E T t on =203100?=15(V) I o =R E U M o -=5.01015-=10(A) I max =5.01001.01101.00015.0???? ??-----e e =(A) I min =5.01001.01101.00015.0??? ? ??---e e =(A) 4.简述图3-2a 所示升压斩波电路的基本工作原理。 答:假设电路中电感L 值很大,电容C 值也很大。当V 处于通态时,电源E 向电感L 充电,充电电流基本恒定为I 1,同时电容C 上的电压向负载R 供电,因C 值很大,基本保持输出电压为恒值U o 。设V 处于通态的时间为t on ,此阶段电感L 上积蓄的能量为on 1t EI 。当 V 处于断态时E 和L 共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。设V 处于断态的时间为t off ,则在此期间电感L 释放的能量为()off 1o t I E U -。当电路工作于稳态时,一个周期T 中电感L 积蓄的能量 与释放的能量相等,即: ()off 1o on 1t I E U t EI -=

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