电力电子第三章

电力电子技术试题(第三章)

一、填空题

1、某半导体器件的型号为KS50—7的，其中KS表示该器件的名称为，50表示，7表示。

1、双向晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。

2、某半导体器件的型号为KN 100 / 50 —7，其中KN 表示该器件的名称为100表示，50表示，7表示。

2、逆导晶闸管，晶闸管额定电流为100A，二极管额定电流为50A，额定电压100V。

3、双向晶闸管的四种触发方式分别是、、和。实际工作时尽量避免使用方式。

3、Ⅰ+，Ⅰ-，Ⅲ+，Ⅲ-。Ⅲ+

5、晶闸管整流装置的功率因数定义为侧与之比。

3、交流、有功功率、视在功率

6、晶闸管装置的容量愈大，则高次谐波，对电网的影响。

4、愈大，愈大。

7、在装置容量大的场合，为了保证电网电压稳定，需要有补偿，最常用的方法是在负载侧。

5、无功功率；并联电容。

二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1

分、共10分）

1、型号为KS50—7的半导体器件，是一个额定电流为50A

的普通晶闸管。（）

2、双向晶闸管的额定电流是用有效值来表示的。（√）

3、普通单向晶闸管不能进行交流调压。（×）

3、双向触发二极管中电流也只能单方向流动。（×）

4、单结晶体管组成的触发电路也可以用在双向晶闸管电路中。（√）

5、两只反并联的50A的普通晶闸管可以用一只额定电流为100A的双向晶闸管来替代。

（×）

三、单项选择题把正确答案的番号填在括号内（每小题1分，共10分）

1、双向晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（A）

来表示的。

A 有效值

B 最大值

C 平均值

2、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（C）电极。

A 一个，

B 两个，

C 三个，

D 四

个。

3、双向晶闸管的四种触发方式中，灵敏度最低的是（C）。

A、Ⅰ+，

B、Ⅰ-，

C、Ⅲ+，

D、

Ⅲ-。

四、问答题（每小题6分，共计24分）

1、双向晶闸管有哪几种触发方式？使用时要注意什么问

题？

答：双向晶闸管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+和Ⅲ-四种触发方式。由于Ⅲ+触发方式的灵敏度最低，在使用时应尽量避开。

2、双向晶闸管有哪几种常用的触发电路？

答：双向晶闸管常用的触发电路有：本相强触发电路；双向触发二极管组成的触发电路；单结晶体管组成的触发电路；程控单结晶体管组成的触发电路以及用集成触发器组成的触发电路等。

3、双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？

五、计算题（每小题10分，共计20分）

1、单相交流调压电路，其中U2为工频交流电，L=5.516mH，R=1Ω，求：⑴控制角的移相范围；⑵负载电流最大有效值。

解：ω=2πf=2×3.14×50=314

φ=arctg

R

L

ω=arctg

1

10

516

.5

3143-

?

?Ω=

2、一台220V、10kW的电炉，采用晶闸管单相交流调压，现使其工作在5kW，试求电路的控制角α的范围、工作电流及电源侧功率因数。

3、采用双相晶闸管的交流调压器接三相电阻负载，如电

源线电压为220V，负载功率为10kW，试计算流过双相晶闸管的最大电流，如使用反并联联接的普通晶闸管代替，则流过普通晶闸管的最大有效电流为多少。

解：线电压为220V，

220= 127 V

则相电压应为：

3

10k÷127 = 26.24 A 流过双相晶闸管的最大电流为：

3

电力电子第三章

电力电子技术试题(第三章) 一、填空题 1、某半导体器件的型号为KS50—7的，其中KS表示该器件的名称为，50表示，7表示。 1、双向晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。 2、某半导体器件的型号为KN 100 / 50 —7，其中KN 表示该器件的名称为100表示，50表示，7表示。 2、逆导晶闸管，晶闸管额定电流为100A，二极管额定电流为50A，额定电压100V。 3、双向晶闸管的四种触发方式分别是、、和。实际工作时尽量避免使用方式。 3、Ⅰ+，Ⅰ-，Ⅲ+，Ⅲ-。Ⅲ+ 5、晶闸管整流装置的功率因数定义为侧与之比。 3、交流、有功功率、视在功率 6、晶闸管装置的容量愈大，则高次谐波，对电网的影响。 4、愈大，愈大。 7、在装置容量大的场合，为了保证电网电压稳定，需要有补偿，最常用的方法是在负载侧。 5、无功功率；并联电容。 二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1 分、共10分） 1、型号为KS50—7的半导体器件，是一个额定电流为50A 的普通晶闸管。（） 2、双向晶闸管的额定电流是用有效值来表示的。（√） 3、普通单向晶闸管不能进行交流调压。（×） 3、双向触发二极管中电流也只能单方向流动。（×） 4、单结晶体管组成的触发电路也可以用在双向晶闸管电路中。（√） 5、两只反并联的50A的普通晶闸管可以用一只额定电流为100A的双向晶闸管来替代。

（×） 三、单项选择题把正确答案的番号填在括号内（每小题1分，共10分） 1、双向晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（A） 来表示的。 A 有效值 B 最大值 C 平均值 2、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（C）电极。 A 一个， B 两个， C 三个， D 四 个。 3、双向晶闸管的四种触发方式中，灵敏度最低的是（C）。 A、Ⅰ+， B、Ⅰ-， C、Ⅲ+， D、 Ⅲ-。 四、问答题（每小题6分，共计24分） 1、双向晶闸管有哪几种触发方式？使用时要注意什么问 题？ 答：双向晶闸管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+和Ⅲ-四种触发方式。由于Ⅲ+触发方式的灵敏度最低，在使用时应尽量避开。 2、双向晶闸管有哪几种常用的触发电路？ 答：双向晶闸管常用的触发电路有：本相强触发电路；双向触发二极管组成的触发电路；单结晶体管组成的触发电路；程控单结晶体管组成的触发电路以及用集成触发器组成的触发电路等。 3、双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有什么不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可用额定电流多大的双向晶闸管代替？ 五、计算题（每小题10分，共计20分） 1、单相交流调压电路，其中U2为工频交流电，L=5.516mH，R=1Ω，求：⑴控制角的移相范围；⑵负载电流最大有效值。 解：ω=2πf=2×3.14×50=314 φ=arctg R L ω=arctg 1 10 516 .5 3143- ? ?Ω= 2、一台220V、10kW的电炉，采用晶闸管单相交流调压，现使其工作在5kW，试求电路的控制角α的范围、工作电流及电源侧功率因数。 3、采用双相晶闸管的交流调压器接三相电阻负载，如电

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? 2 ，续流二极管承受的最大反向电压 2 （设U2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 2和 2 ；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 2 2U 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. 2 ，随负载 加重U d 逐渐趋近于0.9 U2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U2(U2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?(U2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?。 9.三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 电压最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0?≤a≤120?，u d波形连续的条件是a≤60?。 10*.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流i d断续和连续的临界条件是C Rω 3 =，电路中的二极管承受的最大反向电压为 2 U2。 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u d 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u d的谐波幅值随 α 的增大而减小。 12.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L为足够大。当 α ＝30°时，三相电流有效值与直流电流的关系为I I d，交流侧电流中所含次谐波次数为 6k±1,k=1,2,3…，其整流输出电压中所含的谐波次数为 6k, k=1,2,3…。 13.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值减小。

电力电子学课后答案第三章

答案3.1 直流－直流电压变换中开关器件的占空比是什么？推证图3.1(c) 所示脉宽时间为 、脉宽角度为、周期为、幅值为的方波脉冲电压的直流平均值及各次谐波的幅值。 答：占空比是开关管导通时间与开关周期的比值。 图3.1(c)中方波脉冲电压可以表示为如下傅立叶表达式： 其中常数项为直流平均值，即 ； 各余弦项为各次谐波，其幅值为： 图3.1 Buck变换器电路结构及降压 答案 3.2 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 ，保持不变（开关频率不变），改变调控输出电压。 脉冲频率调制方式PFM 。保持不变，改变开关频率或周期调控输出电压。 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。 答案 3.3 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、开关频率 、输入电压、输出电压有关，输出电压的脉 动量与电感量、电容量、开关频率、输出电压有关。电感量、电容量越大其滤波效 果越好，而开关频率越高，滤波电感的交流阻抗就很大，它对直流电压的阻抗基本为0，同时滤波电容的交流阻抗很小。 答案 3.4 Buck变换器断流工况下的变压比与哪些因数有关，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不仅与占空比有关，还与负载电流的 大小、电感、开关频率以及电压等有关。 答 案 3.5 图3.2(a)、3.5(a)电路稳态时在一个开关周期中，电感电流的增量，电感L的磁通增 量是否为零，为什么？电容的电流平均值为零，电容端电压的增量是否为零，为什么？ 答：电路处于稳态时，在一个开关周期内电感电流的增量，同时电感的磁通增量，因为如果一个周期内电感的磁通增量，那么电感上的磁通将无法复位，也即电感上的能量不断累积，最终将达到饱和，甚至烧毁电感，所以稳态工作时应使一个开关周期内电感的磁通增量。电容的电流平均值为0，那么电容端电压的增量也为0，因为稳态时一个周期内电容 上的充电电荷等于放电电荷，即电容上电荷增量，而电容端电压增量，故电容端电压的增量也为0。 答 案 3.6 Buck 变换器中电流临界连续是什么意思？当负载电压、电流一定时在什么条件下可以避免电感电流断流? 答：Buck变换器中电感电流临界连续是指处于电感电流连续和电感电流断流两种工况的临界点的工作状态。这时在开关管阻断期结束时，电感电流刚好降为零。当负载电压、电流一定时

电力电子第3章部分答案

3-13. 三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况，由整流变压器供电，电源是三相线电压为380V 的交流电网，要求输出电压V U d 220=，输出电流A I d 400=，考虑ο 30min =α，计算整流变压器二次侧容量2S ，与ο 0=α时二次侧容量比较，并计算晶闸管定额。 解：α=30°时，21.17cos d U U α=，可得2217U V = 220 0.55400 d d U R I = ==Ω 2I = =可得2250.35=I A ，2223163020.39==P U I W 流过晶闸管的电流就是变压器的二次侧某相的电流，2vt I I = 晶闸管承受的最大正向电压2FM U ，最大反向电压2RM U = 考虑2~3倍的裕量 ()(2~3)318.9~478.4()1.57 =? =vt T AV I I A 2(2~3)1077~1616()?=RM U V 可选额定电流为400A ，额定电压为1700V 的晶闸管 同理α=0°时，21.17cos d U U α=，2188U V = 2I = =2234.6=I A 2223132314.4==P U I W 3-14. 三相半波可控整流电路中，相电压V U 1102=，负载反电势30E V =，负载电阻 15R =Ω，电感L 值极大以致输出电流可以认为恒定，触发角ο60=α时，求：○1 输出电流平均值和有效值；○2 a 相电流a i 的有效值；○3 画出1VT u 、d i 、d u 、a i 波形。

解：在三相整流可控整流电路中： （1） 负载电流连续： 输出电压平均值： 21.17cos 1.17110cos 6064.35==???=d U U α 输出电流平均值： d d I (U E)/R (64.3530)/15 2.29A =-=-= 输出电流有效值：2 2.29==d I I A （2） a 相电流的有效值等于晶闸管电流有效值： 1.32== =a VT d I I I A （3） 3-17. 三相桥式全控整流电路，负载电阻Ω=4R ，电感H L 2.0=，要求输出电压d U 从 0~220V 之间变化，求：○ 1 不考虑控制裕量，整流变压器二次侧相电压；○ 2 计算晶闸管的电压、电流定额（考虑2倍裕量）；○ 3 变压器二次侧电流有效值2I ；○ 4 变压器二次侧容量2S 。 ()cos cos ααγ-+= 3.34γ=?

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 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? 。 9.三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 电压最高 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低 的相电压；这种电路角的移相范围是 0?≤a ≤120? ，u d 波形连续的条件是 a ≤60? 。 10* .电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 i d 断续和连续的临界条件是 C R ω3= ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 26U U 2。 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，当从0°～90°变化时，整流输出的电压u d 的谐波幅值随的增大而 增大 ，当从90°～180°变化时，整流输出的电压 u d 的谐波幅值随的增大而 减小 。 12.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L 为足够大。当＝30°时，三相电流有效值与直流电流的关系为I = 3 2 I d ，交流侧电流中所含次 谐波次数为 6k ±1,k=1,2,3… ，其整流输出电压中所含的谐波次数为 6k, k=1,2,3…。 13.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值 减小 。

电力电子第3章 习题带答案

第5章 交流-直流变换器 习题（2） 第1部分：填空题 1.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 U2 ，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 α≤30o (U 2为相电压有效值)。 2.三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 0-90 o 。 3.三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0-120 o ，u d 波形连续得条件是 α≤60o 。 4.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ωRC = ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U 2。 5.填写下表 电路名称电路结构图负载电压波形 整流电压平均值移相范围 电阻阻感（L极大） 电阻 阻感（L极大） 三相整流电路比较 三相半波三相全控桥

第2部分：简答题 1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？ 如果不是，它们在相位上差多少度？ 答：不是同一点，相位相差180 ?。 2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的 触发角都是 α ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说， 例如都是阿相，在相位上差多少度？ 答：相位相差180 ? 。 3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电 压 u波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？ d 答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不能导通为例。 如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。 4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负 载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？ 答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～ 180 ?。当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。三相桥式全控整 流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～120 ?。当负载为电感 负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。 第3部分：计算和画图题 1.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝400V，负载电阻R d＝10Ω, 控制角 α＝ π/2 rad, 试求：（1）输出电压平均值U d；（2）输出电流平均值I d。 2.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压u d的波形。 3.三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α =60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。 4.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当 α =60°时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。 提示：可在下图基础上绘制波形图。

电力电子技术-徐春燕-第3章答案-

电力电子技术-徐春燕-第3 章答案- -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第3章习题及参考或标准答案 1. 简述3-1a所示的降压斩波电路的工作原理。 说明：工作原理在教材中已经分析得很详细，读者可自行对照理解并陈述，表达方式并不唯一。 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，EM=30V。采用脉宽调制控制方式，当T=50μs，ton=20μs时，计算输出电压平均值Uo、输出电流平均值Io。 解：由题目已知L值极大，则负载电流连续，那么： 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Uo，输出电流平均值Io，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： （1）当ton=5μs时， a ) 判断I0是否连续： 因此，负载电流连续； b ) 计算Uo、Io： c) 计算Imax、Imin：

（2）当ton=3μs时，同理： 可知，负载电流仍连续，则： 同上，可算出： 4. 简述图3-4a所示升压斩波电路的基本工作原理。 解：工作原理在教材中已经分析得很详细，读者可自行对照理解并陈述，表达方式并不唯一。 5. 在图3-4a所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大， R=20Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 解: 由于L和C值极大，所以负载电流连续，则：

电力电子第三章课后习题

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,U 2=100V ,求当?=0α时和?60时的负载电流 I d ,并画 出u d 与i d 波形。 解: ?=0α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 dt di L d ωsin 22= 考虑到初始条件：当0=t ω时i d =0可解方程： ） －（t cos 1L U 22 d ωω= i ? =π ωωωπ20 2 d )(d t cos 1L U 221t I ）－（ )(51.22U 22 A L == ω u d 与i d 的波形如下图： 当α=?60时,在u 2的正半周期?60~?180期间, 晶闸管导通使电惑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的一个周期中?60~?300期间，以下微分方程成立： t U dt di L d ωsin 22= 考虑到初始条件：当?=60t ω时i d =0可解方程得： i d = )cos 2 1 22t L U ωω－（ 其平均值为 I d = ? =-3 53 2 2)25.11L 2U 2)()cos 21(221ππ ωωωωπ A t d t L U （＝

此时u d与i d的波形如下图： 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22U2; 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侧绕组中,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VT2为例。当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为22U2。 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;(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。 对于电感负载;( α~π+α)期问,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+α~2π+α)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出波形等于-u2。 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。 30时, 3. 单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大，当α=? 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。 解:①u d、i d、和i2的波形;如下图:

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a的最大移相范围是_0 w a w 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a的最大移相范围是0 wa w 180 ，其承受的最大正反向电压均为—.2U2—, 续流二极管承受的最大反向电压为 _ 2U2_ （设U2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，a角移相范围为0 w a w 180 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_.2U2_和_ 、..2匕_；带阻感负载时，a角移相范围为0 w a w 90 ，单个晶闸管所承受 的最大正向电压和反向电压分别为2U2和_? 2U2_ ；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a大于不导电角时，晶闸 管的导通角二180-2 ;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_ -2U2 —，随负载加重U d逐渐趋近于0.9 U2,通常设计时，应取RO 1.5?2.5T，此时输出电压为U d~ 1.2 U2（U2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_、6U2_，晶闸管控制角a的最大移相范围是0 w aw 90 ，使负载电流连续的条件为aw 30 （U2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 w aw 90 。 9.三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

电力电子第3章习题(4)-带答案

第5章交流-直流变换器习题（4） 第1部分：填空题 1.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为有源逆变，欲实现有源 逆变，只能采用全控型可控整流电路，当控制角0<<时，整流电路工作在整 流状态；时，整流电路工作在逆变状态。 2.在整流电路中，能够实现有源逆变的有三相全控桥、单相全控桥等（可控整流 电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是符合要求的直流电动势和>。 3.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组平行直线，当电流断续时，电动机的理想空载转速将升高，随的增加，进入断续区的 电流增大。 4.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作电动运行，电动机正转，正组桥工作在整流状态；当其处于第四象 限时，电动机做发电运行，电动机反转，正组桥工作在逆变状态。 5.大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即脉冲形成和放大、锯齿波的形成和脉冲移相和同步环 节。 第2部分：简答题 1.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？ 答：1)要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致。其值应大于变流电路直流侧的平均电压。 2)要求晶闸管的控制角>，使Ud为负值。 两者必须同时具备才能实现有源逆变。 2.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 答：逆变运行时，一旦发生换相失败，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成顺 向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况 称为逆变失败，或称为逆变颠覆。 为了防止逆变失败，不仅逆变角不能等于零，而且不能太小，必须限 制在某一允许的最小角度内。 3.锯齿波触发电路由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？

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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? 。 9.三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 电压最高 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低 的相电压；这种电路 α 角的移相范围是 0?≤a ≤120? ，u d 波形连续的条件是 a ≤60? 。

电力电子第3章-习题(2)-带答案

第5章交流-直流变换器习题（2） 第1部分：填空题 1.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_ &U2 ，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-150 O ，使负载电流连续的条件为______________ a W 300 （U 2为相电压有效值）。 —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，的移相范围为0-90 o 。 3.三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;这种电路角的移相范围是0-120 o ，u d波形连续得条件是aW 60o 。 4?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 3 RC = 二—，电路中的二极管承受的最大反向电压为M —U2。 5.填写下表 三相整流电路比较

第 2 部分：简答题 1. 三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b 两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？答：不是同一点，相位相差180 ? 。 2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发 角都是，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是阿 相，在相位上差多少度？ 答：相位相差180 ? 。 3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压 u d 波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？ 答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不能导通为例 如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。

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第5章交流-直流变换器习题（1） 第1部分：填空题 1.电阻负载的特点是电压和电流成正比，两者波形相同，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.阻感负载的特点是电流电感不能突变，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，其承受的最大正反向电压均为 U2 ，续流二极管承受的最大反向电压为U2 （设U2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 U2 和U2 ；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U2 和U2 ；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 ; 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向全波可控整流电路的波形 基本相同，只是后者适用于低输出电压的场合。 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U2 ， 随负载加重U d逐渐趋近于 0.9U2 ，通常设计时，应取RC≥ 1.3-2.5 T，此时输 出电压为U d≈ 1.2 U2(U2为相电压有效值)。 7.填写下表

单相整流电路比较

第2部分：简答题 1.如题图5-1所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？ 题图5-1 题图5-2 答：当α突然增大至180o 或触发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud 成为正弦半波，即半周期ud 为正弦，另外半周期ud 为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，称为失控。 在负载上并联一个续流二极管，续流过程由其完成，即可抑制失控。 2.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的，那么二者是否有区别呢？ 答：有区别 ①单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。 绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金 属资源有限的情况下，这是不利的。 ②单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路 少2个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少2个；但是在单相全波可控整 流电路中，晶闸管承受的最大电压是单相全控桥式整流电路的2倍。 ③单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个， 因而也少了一次管压降。 3.题图5-2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；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on T 、脉宽角度为θ、周期为S T 、幅值为S V 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on T 与开关周期S T 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： S O S 1 2()sin(π)cos()πn V V t DV nD n t n ωω∞==+?∑ ，其中常数项为直流平均值，即O S V DV =，各余弦项为各次谐波，其幅值为：S S n 22sin()sin(π)π2πV V a n nD n n θ==。 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S T 不变（开关频率不变），改变on T 调控输出电压0V ；脉冲频率调制方式PFM ，保持on T 不变，改变开关频率或周期调控输出电压0V 。 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S f 、输入电压S V 、输出电压O V 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L ω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/C ω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O I