电力电子技术题解实例与习题

第一章绪论1.1题解实例一、填空题：1、电力电子技术是一门交叉学科，其内容涉及、和三大学科。答：电气工程、电子科学与技术、控制理论2、电力电子技术是依靠电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的高效率转换与控制的一门学科，它涉及、和三个组成部分。答：电力电子器件、电力电子电路、控制技术3、电力电子电路的主线任务是实现电能变换和控制。电能变换的基本形式有：变换、变换、变换、变换四种。答：AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC4、硅晶闸管派生器件双向晶闸管常用于交流和电路中。 答：调压、调功5、光控晶闸管是通过光信号控制晶闸管导通的器件，它具有很强的、良好的和较高的瞬时承受能力，因而被应用于高压直流输电、静止无功功率补偿等领域。答：光信号、抗干扰能力、高压绝缘性能、过电压6、第二代电力电子器件以具有自关断能力的全控型器件、和为代表。答：GTR、MOSFET、IGBT7、IGBT器件是一种复合器件。它兼有和的开关速度快、安全工作区宽、驱动功率小、耐高压、载流能力大等优点。答：功率MOSFET、双极型器件8、直流电动机变速传动控制是运用或获得可变的直流电源，对直流电动机电枢或励磁绕组供电，实现直流电动机的变速传动控制。答：整流器、斩波器9、交流电动机变速传动控制则是运用或对交流电动机供电，通过改变的供电电源的频率和电压等来达成交流电动机的变速传动。答：逆变器、交－交直接变频器10、太阳能电池板获得的原始直流电压是与太阳光强度等因素有关的，它需要通过一个变换器来稳定直流电压，再通过变换器变为所规定的交流电供负载使用或将电能馈入市电。答：DC－DC、DC－AC二、问答题：1、什么是电力电子技术？它有几个组成部分？答：电力电子技术是依靠电力电子器件组成各种电力变换电路，实现电能的高效率转换与控制的一门学科，它涉及电力电子器件、电力电子电路（变流电路）和控制技术三个组成部分。2、电能变换电路有哪几种形式？各自的功能是什么？答：电能变换电路有四种形式：AC/DC变换电路、DC/AC变换电路、DC/DC变换电路、AC/AC变换电路。①AC/DC变换电路：将交流电能转换为固定或可调的直流电能的电路。②DC/AC变换电路：将直流电能转换为频率固定或可调的交流电能的电路。③DC/DC变换电路：将一种直流电能转换为另一固定或可调电压的直流电能的电路。④AC/AC变换电路：将固定大小和频率的交流电能转换为大小和频率均可调的交流电能的电路。3、简述电力电子技术的重要应用领域。答：电力电子技术广泛的应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域。如：电源、电气传动与控制、电力系统、新能源开发等领域。第二章电力电子器件2.1题解实例一、填空题1、电力二极管在电力电子电路中可作为、、和保护等元件。答：整流、续流、隔离2、晶闸管外形有和两种封装，每个器件有、、和门极G三个电极。答：螺栓型、平板型、阳极A、阴极K3、晶闸管内部由半导体材料构成一个三端结构，共形成PN结,引出、和门极G三端。答：四层、三个、阳极A、阴极K4、晶闸管通过门极控制信号只能控制其，而不能控制其。要关断只能使阳极电流小于电流。答：开通、关断、维持5、某半导体器件的型号为KP50—7，其中KP表达该器件的名称为，50表达，7表达。答：普通晶闸管、额定电流为50A、额定电压为700V6、双向晶闸管常应用于交流电路、交流电路和交—交电路中。答：开关、调压、变频7、光控晶闸管是通过控制晶闸管导通的器件，它具有很强的、良好的和较高的瞬时承受能力，因而被应用于高压直流输电、静止无功功率补偿等领域。答：光信号、抗干扰能力、高压绝缘性能、过电压8、电流驱动型全控器件必须有足够的驱动电流才干使器件导通，需要有较大的，这类器件有、等答：驱动功率、门极可关断晶闸管、电力晶体管9、使MOSFET开通的驱动电压一般为V，使IGBT开通的驱动电压一般为V。关断时施加一定幅值的负驱动电压以利于减小和关断损耗。答：10~15、15～20、关断时间10、IGBT器件是一种和的复合体，它结合了两者的优点。答：功率MOSFET、双极型器件或GTR11、常用的全控型电力电子器件以、和为代表。答：GTR（电力晶体管）、MOSFET（功率场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）12、电力电子器件的损耗可分为:、、和控制极损耗。答：通态损耗、阻断态损耗、开关损耗13、功率集成电路是将电力电子器件与逻辑、、、、自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上。答：控制、保护、传感、检测二、判断题1、（×）电力电子器件在使用中必须要加散热器。2、（√）电力电子器件通常工作在开关状态。3、（√）电力电子器件是一种可以承受高电压、允许通过大电流的半导体器。4、（×）电力电子器件是一种可以同时承受高电压和大电流的半导体器件。5、（×）电力电子器件在导通状态时可以承受高电压。6、（√）常用可控电力电子器件有3种电极。7、（×）晶闸管有三个电极分别称为正极、负极和门级。8、（√）晶闸管由截止状态进入到导通状态必须同时具有两个条件。9、（×）普通晶闸管、功率晶体管、功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管均属于全控型电力电子器件。10、（×）普通晶闸管为全控型器件，可关断晶闸管为半控型器件。11、(√)功率晶体管（GTR）有三个电极，分别是发射极、基极和集电极。12、（√）功率场效应管(MOSFET)有三个电极，分别是源极、栅极和漏极。13、（√）绝缘栅双极型晶体管有三个电极，分别是发射极、栅极和集电极。14、（√）绝缘栅双极型晶体管具有功率晶体管和功率场效应管的优点，所以得到广泛应用。15、（×）GTR是电压驱动型自关断器件。16、（×）MOSFET是电流驱动型自关断器件。17、（×）IGBT是电压、电流复合驱动型自关断器件。三、选择题1、晶闸管内部有（）PN结。A、一个B、二个C、三个D、四个：C2、晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好。A、愈大B、愈小C、不变D、愈稳定答：

B3、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表达的。A有效值B最大值C平均值D瞬时值答：C4、当晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极加何种极性触发电压，管子都将工作在(

)A、导通状态

B、关断状态

C、饱和状态

D、不定答：B5、如某晶闸管的正向阻断反复峰值电压为745V，反向反复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（）A、700VB、750VC、800VD、850V答：A6、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（）电极。A、一个B、两个C、三个D、四个答：C7、双向晶闸管的四种触发方式中，灵敏度最低的是（）。A、Ⅰ+B、Ⅰ-C、Ⅲ+D、Ⅲ-答：C8、双向晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表达的。A、有效值B、最大值C、平均值D、瞬时值

答：A9、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）A、IGBTB、MOSFETC、GTRD、GTO答：B10、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（）。A、IGBTB、GTRC、MOSFETD、GTO答：D11、比较而言，下列半导体器件中性能最佳的是（）。AGTRBMOSFETCIGBTDGTO答：C12、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的是（）。A、GTRB、MOSFETC、IGBTD、GTO答：B13、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（）。A、PICB、MOSFETC、IGBTD、GTO答：D14、下列半导体器件中属于混合型器件的是()。A、GTRB、MOSFETC、IGBTD、GTO答：C15、下列器件中属于全控型电力电子器件的是（）。A、KP50-7B、3DD15CC、ZP100-10D、9013答：B15、下列电力半导体器件电路符号中表达IGBT器件的电路符号是(

)。ABCD答：C四、简答题1、电力电子器件的特性表现在哪些方面？答：1）电力电子器件工作在开关状态，为的是减小自身的损耗。2）电力电子器件因直接用在电力电路上，要承受高电压大电流。3）电力电子器件需要弱电来控制，应有控制、驱动电路。4）因耗散功率大，需有必要的散热措施。2、如何才干使晶闸管由导通变为关断？答：在实际电路中是采用阳极电压反向、减小阳极电压、或增大回路阻抗等方式，使阳极电流小于维持电流，晶闸管即关断。3、在晶闸管的门极通入几十毫安的小电流可以控制阳极几十、几百安培的大流量的导通，它与晶体管用较小的基极电流控制较大的集电极电流有什么不同？晶闸管能不能像晶体管同样构成放大器？答：晶体管在共发射极接法时，基极电流Ib可以控制较大的集电极电流Ic变化，起到了电流放大作用；而晶闸管在电路中只能由门极控制信号控制其通断，在电路中只起到一个开关作用，要关断还需要采用措施（如阳极加反向电压）。因此，不能构成放大器。4、在夏天，工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠了，也许是什么因素？冬天工作正常，夏天工作不正常有也许是什么因素？答：夏天工作正常，冬天工作不正常的因素也许是电路提供的触发电流Ig偏小，夏天勉强能触发，而冬天则不能满足对触发电流的规定了。冬天正常，夏天不正常的因素也许是晶闸管的维持电流小，冬天勉强能关断，到了夏天不容易关断；或者是，选用的晶闸管电压偏低，到了夏天，管子的转折电压与击穿电压值下降，导致“硬开通”或击穿。5、图2-1为调试晶闸管电路，在断开Rd测量输出电压Ud是否对的可调时，发现电压表读数不对的，接上Rd后一切正常，为什么？答：当Q未合上时，因电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发脉冲，此时流过晶闸管的阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管没有导通，电压表上显示的读数只是管子电流形成的电阻与电压表内阻的分压值，所以这个读数是不对的的。当Q合上后，Rd接入电路，晶闸管能正常导通，电压表的读数才干对的显示。图2-1例5图6晶闸管的门极允许加多高电压？通过多大电流？不同规格的晶闸管同样吗？答：按规定门极电压、电流瞬时值不能超过10V、2A。在宽脉冲下，控制门极所加的平均功率，即电流电压乘积再乘以脉冲宽度的百分数，不能超过500mW,但100A以上的器件门极的面积增大，可以承受的外加控制信号的功率也可以增大，对100~200A的器件可以允许平均损耗为1W，对300~500A器件为2W。7、有些器件的门极只加2V就可使晶闸管触发导通，是否对于触发电路只输出3V就够了？答：按规定门极触发电压在3.5Ｖ(50A器件)或4V（100A以上器件）以下者均为合格产品。但希望触发电压仍能在5~6V以上，这是由于一方面希望触发电路的通用性好些，另一方面，一般合格证上所给的数据是在室温下测定的，在低温下，规定触发电压、电流均显著增大，例如在-25℃时触发电压、电流也许增大1倍左右。8、用万用表测量晶闸管门极时，为什么正反向电阻不同？是否阻值愈小愈好？答：晶闸管的门极对阴极是一个P-N结，所以正反向电阻不同。但是同一型号的门极伏安特性相差很大，所以不能以门极电阻大小来拟定特性好坏。当然，假如测得电阻值为零或无穷大，则表白门极与阴极已短路或开路，不能使用。9、晶闸管最大冲击电流允许多大？超过了是否一定会坏？答：据对100A元件冷态进行冲击实验，通过正弦半波平均电流3000A达28次才损坏。但在热态下(结温100℃)耐受冲击电流能力就要小得多。所以晶闸管在冷态下允许的冲击电流比热态时要大得多，参看表2-1.表2-1电流过载倍数10、螺栓式与平均式晶闸管你拧紧在散热器上，是否拧紧得越紧越好？答：元件固定在散热器上，拧得愈紧，散热效果愈好。但是，螺栓式元件在螺栓的六角上加力旋紧时，座底与硅片之间将产生应力，扭力大时会引起硅片损坏，所以拧紧时不可加力太大。11、晶闸管在使用时忽然损坏，有哪些也许的因素？答引起元件损坏的因素有很多，下面介绍一些常见的损坏元件的因素。①电流方面的因素输出发生短路或过载，而过电流保护不完善，熔断器规格不对。快速性能不合规定。输出接电容滤波，触发导通时，电流上升率太大导致损坏。②电压方面的因素没有适当的过电压保护，外界因开关操作、雷击等有过电压侵入或整流电路自身因换相导致换相过电压，或是输出回路忽然断开而导致过电压均可损坏元件。元件特性不稳定，正向电压额定值下降，导致连续的正向转折引起损坏，反向电压额定值下降引起反向击穿。③门极方面的因素门极所加最高电压、电流或平均功率超过允许值；门极和阳极发生短路故障；触发电路有故障，加在门极的电压太高，门极所加反向电压太大（超过允许值10V以上导致反向击穿）。④散热冷却方面的因素散热器没拧紧，温升超过允许值，或风机、水冷却停转，元件温升超过允许值。12、可用什么样的信号作为晶闸管的门极控制信号？答：可用尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲。多相可控整流时规定宽脉冲。为了减少门极控制回路的电源个数和各元件与阴极的绝缘，通常把宽脉冲变换为高频脉冲列，经脉冲变压器共给门极。此外，假如使用光耦器则无需变换为脉冲列，并且能保证绝缘强度高。对可关断晶闸管(GTO)需要输入连续的阶跃脉冲信号，所以多采用光耦合器。13、晶闸管的额定电流IT(AV)、维持电流IH和擎住电流IL是如何定义的？答：1）额定电流：即通态平均电流，条件为环境温度400C和规定的冷却条件，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大的工频正弦半波电流的平均值。2）维持电流：晶闸管维持导通状态所必需的最小电流。3）擎住电流：晶闸管由断态进入导通过程中，假如撤掉触发脉冲，能继续维持晶闸管导通的最小电流。14、简述如何用万用表鉴别晶闸管的好坏。答：1).万用表置于R×10位置，测量晶闸管的门极-阴极之间的正反向电阻，阻值应为几欧～几十欧，其正向电阻应小于或接近于反向电阻。2).万用表置于R×1K位置，测量晶闸管的阳极-阴极、阳极-门极之间的正反向电阻，正、反向电阻都很大，在几百千欧以上或为无穷大，且正、反向电阻相差很小。3).假如阳极与阴极或阳极与控制极间有短路或断路，说明晶闸管已经损坏。15、简述晶闸管的静态特性。答：1).承受反向电压时，不管门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；2).承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才干开通；16、什么是GTR的一次击穿和二次击穿？会有什么后果？答：1）当集电极电压UCE增大到集射极间的击穿电压UCEO时，集电极电流iC将急剧增大，出现击穿现象，这是初次出现正常性质的雪崩现象，称为一次击穿，一般不会损坏GTR器件。2).一次击穿后如继续增大外加电压UCE，电流iC将连续增长。二次击穿在一次击穿发生时Ic增大到某个临界点时会忽然急剧上升，并随着电压的陡然下降，这种向低电压大电流状态的跃变称为二次击穿。3）常会导致器件的永久损坏，或者工作特性明显衰变。17、电流驱动型和电压驱动型器件的驱动特点分别是什么？答：1）电流驱动型器件必须有足够的驱动电流才干使器件导通，因而需要大的驱动功率。2）电压驱动型器件的导通必须有足够的驱动电压因而只需要很小的驱动功率。第三章相控整流电路3.1题解实例一、填空题1、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。答：减小。2、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。答：电阻、电感、反电动势。3、电阻负载的特点是_，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_____。答：通过它的电流波形与其端电压波形相似，且可以突变；0~180º4、阻感负载的特点是________，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________，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（设U2为相电压有效值）。答：通过它的电流波形与其端电压波形不同，且不能突变；0~180º；5、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。答：减小、并接、续流二极管。6、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。规定管子的额定电流值要些。答：小、脉冲、小、大。7、单结晶体管在结构上只有PN结，三个电极分别是、和发射极。答：一个、第一基极B1、第二基极B2。8、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止。答：峰点、谷点。9、单结晶体管的b2与b1间加正向电压后，当e的电位达成b2与b1间电压的某一比值时e与b1间的特性会由立刻变成。答：高阻、低阻10、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才干得到稳定的直流电压。答：同步、时刻。11、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。答：正弦波、锯齿波。12、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，运用改变的大小，来实现移相控制。答：正弦波同步电压、控制电压、控制电压。13、按整流电路的结构形式分有、和整流电路。答：半波、全波、桥式14、整流器功率因数是变压器的与的比值。答：二次侧、有功功率、视在功率15、带反电势负载的整流电路中，为了使晶闸管可靠，规定触发脉冲有足够的，保证当晶闸管开始承受时，触发脉冲仍然存在。答：导通、宽度、正向电压16、单相半控桥式整流电路在大电感负载时具有能力，当忽然把触发信号移相到控制角a为180º位置或忽然切断触发信号时，会出现现象。实用中还是需要加接。答：续流；失控；续流二极管17、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________；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________。答：0~180º，+U2，

-U2

，0~90º，+U2，

-U2

，续流二极管18、从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与________的波形基本相同，只是后者合用于________输出电压的场合。答：单相全波，低19、三相半波相控电路和接法是三相整流电路的最基本形式，其它三相整流电路可看作是三相半波整流电路以或方式组合而成。答：共阴极、共阳极、串联、并联20、三相半波共阴极接法电路中三只晶闸管VT1、VT3和VT5各自自然换相点分别在U相电压起点的、和处。答：30°、150°、270°21、三相半波共阳极接法电路中三只晶闸管VT2、VT4和VT6各自自然换相点分别在U相电压起点的、和处。答：90°、210°、330°22、要使三相全控桥整流电路正常工作时，需保证对两组中应同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲，常用的方法有：触发和触发两种。答：单宽脉冲、双窄脉冲23、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Um等于________，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，使负载电流连续的条件为________(U2为相电压有效值)。答：U2，0~150º，α≤30º24、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________，当它带阻感负载时，的移相范围为________。答：120º，0~90º25、三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处在通态的晶闸管相应的是________的相电压，而共阳极组中处在导通的晶闸管相应的是________的相电压；这种电路角的移相范围是________，ud波形连续得条件是________。答：正半周，负半周，0~120º，α≤60º26、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值________。答：减小27、当变流器运营于逆变状态时，通常将α>90°时的控制角用β来表达，β称为角；控制角α是以作为计量起始点，由此向右方计量，β是从的时刻位置为计量起点向左方来计量。答：逆变、自然换相点、α=π28、当变流器运营于逆变状态时，通常将α>90°时的控制角用β来表达，β称为角；控制角α是以作为计量起始点，由此向右方计量，β是从的时刻位置为计量起点向左方来计量。答：逆变、自然换相点、α=π29、、既可工作在状态，又能工作在状态的同一套晶闸管电路，常称为变流器。答：整流、逆变30、电流从电源的正端流出，则该电源功率，电流从电源的正端流入，则该电源功率。答：输出、吸取二、选择题1.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的信号是(

)A干扰信号

B触发电压信号C触发电流信号

D干扰信号和触发信号答 A2.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(

)A90°

B120°

C150°

D180°答D3.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管也许承受的最大正向电压为(

)AU2

BU2

C2U2

DU2答B4.单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管也许承受的最大正向电压为(

)AU2

B2U2

CU2

DU2答C5.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(

)A0°～90°

B0°～180°

C90°～180°

D180°～360°答A6对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关(

)Aα、负载电流Id以及变压器漏抗XC

Bα以及负载电流IdCα和U2

Dα、U2以及变压器漏抗XC答A7.三相半波可控整流电路的自然换相点是(

)A交流相电压的过零点B本相相电压与相邻相电压正半周的交点处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°答B8.可在第一和第四象限工作的变流电路是(

)A三相半波可控变电流电路B单相半控桥C接有续流二极管的三相半控桥D接有续流二极管的单相半波可控变流电路 答A9.单结晶体管内部有(

)个PN结。A一个B二个C三个D四个答A10.晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会(

)。A不变B增大C减小D不拟定答B11.单相半波可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的(

)倍。A1B0.5C0.45D0.9答C12.单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的(

)倍。A1B0.5C0.45D0.9答D13.为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中接入(

)。A三极管B续流二极管C保险丝D压敏电阻答B14.晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应当属于(

)负载。A电阻性B电感性C反电动势D电容性答C15.直流电动机由晶闸管供电与由直流发电机供电相比较，其机械特性(

)。A同样B要硬一些C要软一些D不一定答C16.晶闸管变流装置的功率因数比较(

)。A高B低C好D具体情况而定答B17.晶闸管变流器接直流电动机的拖动系统中，当电动机在轻载状况下，电枢电流较小时，变流器输出电流是(

)的。A连续B断续C增大D减小答B18.若可控整流电路的功率大于4kW，宜采用(

)整流电路。A单相半波可控B单相全波可控C三相可控D单相全控答C19.三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(

)。A0°~90°

B30°~120°

C60°~150°D90°~150°答A20.下列不可以实现逆变的电路是(

)式晶闸管电路。A单相全波，B三相半波，C三相全控桥D单相半控桥答D21.变流器必须工作在α(

)区域，才干进行逆变。A＞90°，B＞0°，C＜90°，D＝0°。答A22.为了保证逆变能正常工作，变流器的逆变角不得小于(

)。A5°，B15°，C20°，D30°。答D23.三相半波可控整流电路的自然换相点是(

)A.交流相电压的过零点B.比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°C.比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处答D24.三相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管也许承受的最大正向电压为(

)A.

B.

C.

D.答D25.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、180°B、60°

C360°

D、120°答A26.α为(

)时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处在连续和断续的临界状态。A0度

B60度

C30度

D120度答C27.可实现有源逆变的电路为(

)。

A、三相半波可控整流电路，

B、三相半控桥整流电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，

D、单相半控桥整流电路。答A28.在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理(

)。

A、30º-35º，

B、10º-15º，

C、0º-10º，

D、0º。答A29.三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平均值为

(

)。

A0.45U2

B0.9U2

C1.17U2；

D2.34U2答D30.晶闸管整流装置在换相时刻（例如：从U相换到V相时）的输出电压等于(

)。

A、U相换相时刻电压uU，

B、V相换相时刻电压uV，

C、等于uU+uV的一半即：D、两相电压之和

答C三、判断题1、（×）单相半波可控整流电路、电阻性负载时必须要加续流二极管。2、（√）整流器的功率因数是指变压器二次侧有功功率与视在功率的比值。3、（×）单相全控桥式整流电路大电感负载时，必须要接一个续流二极管。4、（×）单相全控桥式整流电路是由二个二极管和二个晶闸管组成。5、（×）单相半控桥式整流电路对触发电路的规定比单相全控桥式整流电路对触发电路的规定要复杂。6、（×）三相半波可控整流电路晶闸管承受的最高电压是U2。7、（√）三相全控桥式整流电路晶闸管承受的最高电压是U2。8、（×）三相半波可控整流电路，变压器二次侧绕组可以接成三角形，也可以接成星形。9、（×）三相全控桥式整流电路，变压器二次侧绕组必须接成星形。10、（×）三相全控桥式整流电路电阻性负载时其有效移相范围为0~150°，而大电感负载时其有效移相范围只有0~90°。11、（√）单相半波可控整流电路，大电感负载必须要加续流二极管。12、（√）单相全控桥式整流电路可以工作在整流状态，也可以工作在有源逆变状态，但单相半波桥式整流电路只能工作在整流状态，不能工作在有源逆变状态。13、（×）三相全控桥式整流电路可以工作在整流状态，也可以工作在有源逆变状态，但三相半波可控整流电路只能工作在整流状态，不能工作在有源逆变状态。14、（√）假如没有最小逆变角的限制，电路将也许导致逆变失败。15、（√）可控整流与有源逆变是晶闸管变流装置的两种工作状态，在一定条件下可以互相转化。四、简答题1、什么叫移相？什么叫移相范围？答：1)移相：改变触发脉冲出现的时刻，即改变触发脉冲α的大小，称为移相。2)移相范围：控制角α的变化范围就是触发脉冲Ug的移相范围。它决定了输出电压的变化范围。改变α角使输出整流电压平均值从最大值降到最小值。2、晶闸管的触发电路有哪些规定？答：1)触发信号常采用脉冲形式；2)触发信号应有足够的功率；3)触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽也许陡；4)触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路规定；5)触发电路应具有动态响应快、抗干扰能力强、温度稳定性好等性能。3、什么叫失控现象？如何避免？答：单相半控桥整流电路带阻感性负载和三相桥式半控整流电路在工作过程中，如忽然去掉触发脉冲或将控制角从某一值忽然增大到180°，会发生某个导通着的晶闸管不关断，而共阳极二极管轮流导通的失控现象。为了避免这种现象，必须并接续流二极管。4、有源逆变的条件是什么？答：1)变压器直流侧有直流电动势，其极性必须与晶闸管导通方向一致；2)变流器输出的直流平均电压Ud必须为负值，即晶闸管触发角α>90°，且|Ud|<|E|。3)以上两条件是实现有源逆变的必要条件，必须同时满足变流器才干工作在逆变状态。为了保证在逆变过程中电流连续，回路中要有足够大的电感，这是保证有源逆变正常进行的充足条件5、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？答：逆变运营时，一旦发生换流失败，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为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。6、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，规定的晶闸管移相范围分别是多少？答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，规定的晶闸管移相范围是0~180，当负载为电感负载时，规定的晶闸管移相范围是0~90。三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，规定的晶闸管移相范围是0~120，当负载为电感负载时，规定的晶闸管移相范围是0~90。7、什么叫同步？什么叫换相？答：同步：使触发脉冲与可控整流电路的交流电源电压之间保持频率和相位的协调关系称为同步。换相（换流）：在可控整流电路中，从一个晶闸管导通电流变换为另一个晶闸管导通电流的过程称为换相，也称换流。五、作图计算题1、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。答：下图不对3、试画出下面电路中ud的波形答：4、有一单相半波可控整流电路，负载电阻R为10Ω，接到如图所示交流电源220V电压上，规定控制角从180°到0°连续可调。求：1）控制角为60°时，负载的平均整流电压Ud和负载电流Id2）电压、电流考虑2倍安全裕量，选择晶闸管元件型号。解：5、单相全控桥整流电路，大电感负载。已知：U＝220V；R＝4Ω。试求:当α＝60°时，分别计算负载两端并接续流二极管前后的Ud、IdT、IdD及IT、ID值；选择晶闸管的型号。解：1)不接续流二极管时，（取系列值20A）(取系列值4级)式中99应为220结果应为622~933V(取系列值7、8或9级)因此，可选晶闸管型号为KP20-8。2)接续流二极管时（取系列值30A）(取系列值8级)因此，可选晶闸管型号为KP30-8。6、晶闸管单相桥式半控整流电路，电阻负载，规定Id在0～25A之间变化，U1=220V。求：1）整流变压器TR的变比。2）考虑2倍安全余量，选择晶闸管型号规格。解：（1）,相应时，。所以变压器变比（考虑到线路和变压器电压降等因素，实际变比应小于2）（2）晶闸管额定电流，取30A。，取400V。所以选择30A、400V的晶闸管，型号规格为KP30-4。7、单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路，（2）晶闸管内部断路，在下面的坐标中画出其直流输出电压Ud和晶闸管两端电压UT的波形。

答：下图中内部短路的Ud错了8、用阴影面积标出三相全控桥电路在α＝30°时，阻感性负载的直流输出电压的波形图。答：题目图和答案图反了9、三相半波可控整流电路带大电感负载，工作在，，变压器二次相电压=200V，求不接续流管与接续流管二种情况下的值。解：不接续流管时，由于是大电感负载，故有接电阻性负载的公式计算，有10、三相全控桥电路大电感负载，试画出α=600时VT1断路情况下时的波形。答：11、单相半波可控整流电路，电阻性负载。规定输出的直流平均电压为50～92V之间连续可调，最大输出直流电流为30A，由交流220V供电，求晶闸管控制角应有的移相范围为多少？解：①单相半波可控整流电路的Ud

当Ud=50V时COSα=2Ud/0.45U2—1≈0则α=90°当Ud=92V时COSα=2Ud/0.45U2—1=0.87则α=30°∴控制角α的调整范围应为0～90°12、三相桥式全控整流电路接反电动势阻感负载，E=200V、R=1Ω、ωL»R，若整流变压器二次侧绕组电压U＝220V、控制角＝60。求：1）输出整流电压U与电流平均值I2）晶闸管电流平均值与有效值解：1）输出整流电压与电流的平均值为2)晶闸管电流平均值与有效值为13、单相桥式全控整流电路，电阻性负载。当控制角α=30º时，画出：负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1，在一周期内的波形图。

14、某感性负载采用带续流二极管的单相半控桥整流电路，已知电感线圈的内电阻Rd=5Ω，输入交流电压U2=220V，控制角α=60°。试求晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。解：一方面求整流使出电压的平均值=149V再求负载电流Id=Ud/Rd=(149/5)≈30A晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值分别为IdT=

1/3Id=10AIT=

1.732/3Id=17.3AIdD=

1/3Id=10AID=1.732/3Id=17.3A15、三相半波相控整流电路，大电感负载，＝60°，R=2Ω，整流变压器二次侧绕组电压U2=220V，试拟定不接续流二极管和接续流二极管两种情况下得I值，并选择晶闸管元件。解：1）不接续流二极管时U取50A取1200V选择型号为KP50-12得晶闸管。2）接续流二极管时取50A取1200V选择型号为KP50-12得晶闸管。16、图为一单相桥式全控整流电路，阻感性负载，请绘制出负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、在一周期内的波形图。17、有一个三相全控桥整流电路。已知电感负载L=0.2H、α=60°、R=1Ω、变压器二次相电压U2=100V。试计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id，计算变压器二次电流的有效值I2。解：ωL=2πfL=6.28×300×0.2=376.8Ω>>R,可视为大电感负载。

Ud=U2cosα≈2.34U2cosα

=2.34×100×cos75°=60.56V

Id===60.56A

变压器二次电流的有效值I2

I2=Id≈0.816Id

=0.816×60.56=49.42A18、单相半波可控整流电路，电阻性负载。规定输出的直流平均电压为50～92V之间连续可调，最大输出直流电流为30A，由交流220V供电，求①晶闸管控制角应有的调整范围为多少？②选择晶闸管的型号规格（安全余量取2倍，=1.66）。解：①单向半波可控整流电路的UL=0.45U2当UL=50V时COSα=—1=—1≈0则α=90°当UL=92V时COSα=—1=—1=0.87则α=30°∴控制角α的调整范围应为0～90°②由=1.66知I=1.66Id=1.66×30=50A为最大值∴IT(AV)=2×=2×=64A取100A又Uyn=2UTM=2××220=624V取700V晶闸管的型号为：KP100-7。19、一台由220V供电的自动恒温功率为1kW的电炉，采用单相半控桥整流电路。通过计算选择晶闸管和续流二极管的型号。解：电炉电阻丝的电阻Rd==≈48Ω当α=0°时晶闸管与整流管的电流有效值才最大为ITm=IDm===3.2A选择晶闸管和整流管的型号IT(AV)=(1.5～2)=(1.5～2)=34A取5A(电流系列值)UTn=(2～3)UTM=(2～3)×220=625～936V所以，晶闸管的型号为KP5-8同理，整流管的型号为ZP5-820、某感性负载采用带续流二极管的单相半控桥整流电路，已知电感线圈的内电阻Rd=5Ω，输入交流电压U2=220V，控制角α=60°。试求晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值。解：一方面求整流使出电压的平均值Ud=0.9=0.9×220×=149V再求负载电流Id=Ud/Rd=(149/5)≈30A晶闸管与续流二极管的电流平均值和有效值分别为IdT=Id==10AIT=Id=×30=17.3AIdD=Id=×30=10AID=Id=×30=17.3A21、下图为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，纯电阻负载，当a＝30°时，试画出其输出电压ud和一次电流i1的波形22、单相桥式全控整流电路，其中，U2=100V，大电感负载，当a＝30°时，试画出ud、id和i2的波形。23、单相半控桥如图所示，电阻电感负载，,L值极大，当a＝60°试画出ud、id、iVT、iVD的波形。24、在三相半波整流电路中，假如U相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载和阻感负载接续流二极管下整流电压ud的波形。3.2思考题与习题已知三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻为2Ω，变压器二次相电压220V，试求当α=60°时，不接续流二极管与接续流二极管两种情况时的负载两端电压平均值、流过每只晶闸管电流的有效值，并选择晶闸管的型号（电流电压安全余量为2）直流电动机由三相半波可控整流电路供电，整流变压器二次相电压为110V，每相绕组漏抗、绕组电阻折算到二次侧分别为100μH与0.02Ω，直流侧负载额定电流为15A。求换相压降ΔUd、整流变压器等效内阻Ri单相全控桥式整流电路带大电感负载时，若已知U2=220V。负载电阻Rd=10Ω，求α=60°时，电源供应的有功功率、视在功率以及功率因数为多少？单相半波可控整流电路中，已知变压器次级U2=220V，晶闸管控制角α=45°，负载RL=10Ω。计算负载两端的直流电压平均值、负载中电流平均值和每只晶闸管流过的电流平均值。单相半控桥式整流电路对恒温电炉供电，电炉电热丝电阻为34Ω。直接由220V输入，试选用晶闸管与计算电炉功率。单相全控桥式整流电路带大电感负载时，若已知U2=220V。负载电阻Rd=10Ω，求α=60°时，电源供应的有功功率、视在功率以及功率因数为多少？7、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a＝60°时，规定：①画出ud、id和iVT的波形；②计算Ud、Id、IdVT和IVT.8、如下图所示为二相零式可控整流电路，直接由三相交流电源供电。①画出晶闸管控制角α=30°时ud的波形；（画出二个周期波形）②晶闸管的移相范围；③导出Ud的计算公式。

第四章电力电子器件的驱动和保护4.1题解实例一、填空题1、单结晶体管在结构上只有PN结，三个电极分别是、和发射极。答：一个、第一基极、第二基极2、单结晶体管的b2与b1间加正向电压后，当e的电位达成b2与b1间电压的某一比值时e与b1间的特性会由立刻变成。答：高阻、低阻3、电力电子器件常用的冷却方式有、、和蒸发冷却式等。答：自冷式、风冷式、液体冷却式4、电力电子装置内因过电压重要来自装置内部器件在控制的开关过程中，由于电流发生由电路产生的过电压。涉及过电压和关断过电压。答：换流、突变、电感、换相5、常用的电力电子装置过电流保护措施有、和直流快速断路器。答：快速熔断器、过电流继电器6、缓冲电路的作用是克制电力电子器件的内因du/dt和di/dt，减小器件的。答：过电压、过电流、开关损耗二、判断题1、（√）电力电子器件驱动电路的作用是产生驱动信号、控制电力电子器件的导通和关断。2、（√）电力电子器件驱动电路是电力电子主电路与控制电路的接口，它还起着主电路与控制电路的电气隔离作用。3、（√）电力电子器件的驱动电路受控于控制电路输出的控制信号。4、（×）晶体管触发电路结构简朴，产生的触发功率较小，一般用于触发小容量的晶闸管。5、（×）单结晶体管触发电路的触发功率比较大，一般用于触发器大容量的晶闸管。6、（√）晶闸管触发电路产生的触发脉冲相位必须与晶闸管主电路电源同步，否则电路将不能正常工作。7、（×）三相可控整流电路规定用双窄脉冲或单宽脉冲触发。8、（√）集成触发电路具有体积小、温漂小、性能稳定、移相线性度好等优点，应用越来越多。9、（√）电力电子器件的冷却方式有自冷式、风冷式、油冷式、水冷式、蒸发冷却式。10、（×）电力电子电路中过电压保护电路是为了防止电网电压的升高而设立的。11、（√）缓冲电路涉及关断缓冲电路和开通缓冲电路，关断缓冲电路克制，开通缓冲电路克制。12、（√）电压型驱动电路与电流型驱动电路相比较，具有简朴、可靠、驱动功率小的特点。三、选择题1、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的信号(

)A、干扰信号

B、触发电压信号C、触发电流信号

D、干扰信号和触发信号答：A2、单结晶体管内部有（）个PN结。A、一个B、二个C、三个D、四个答：A3、脉冲变压器传递的是（）电压。A、直流B、正弦波C、脉冲波D、交流答：C4、变压器一次侧接入压敏电阻的目的是为了防止（）对晶闸管的损坏。A、关断过电压B、交流侧操作过电压C、交流侧浪涌过电压D、过电流答：C5、压敏电阻在晶闸管整流电路中重要是用来（）。A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护。答：C6、晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（）。A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护答：C7、能采用快速熔断器作为过电流保护的半导体器件是（）。A、MOSFETB、GTRC、IGBTD、GTO答：D8、快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是(

)A、功率晶体管

B、IGBT

C、功率MOSFET

D、晶闸管答：D四、简答题1、晶闸管对触发电路有哪些规定？答：①触发信号常采用脉冲形式；②触发信号应有足够的功率；③触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽也许陡④触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路规定⑤触发电路应具有动态响应快、抗干扰能力强、温度稳定性好等性能2、如何根据单结晶体管的基本结构，运用一个万用表的电阻档来判断一个三端半导体器件是单结晶体管而不是普通的晶体管？答：单结晶体管和普通的NPN型晶体管有相似之处，即单结晶体管的发射极e对两个基极b1、b2均呈现PN结的正向特性，用万用表的黑笔接e极，红笔接b1、b2均呈小电阻，反过来电阻很大，这一点和NPN晶体管的特性是同样的。但是单结晶体管的b1和b2之间没有PN的特性，它仅仅是硅片固有电阻，阻值约3~10KΩ，用万用表量正反向阻值都同样。而NPN型晶体管的集电极到发射极之间是一个正向PN结和一个反向PN结的串联，用万用表量是阻值都很大，根据这一点就可以区别单结晶体管和普通晶体管。或者说，单结晶体管无放大作用，而晶体管有放大作用。3、用一个二极管和两个相称的电阻组成如图4-1a所示的电路，能否代替双基极二极管，为什么？若做实验，得到的Ie-Ue的特性曲线将是如何的？答：用一个二极管与两个电阻不能代替单结晶体管。由于单结晶体管的rb1是可变的，正是由于这个因素，它的伏安特性有负阻区，而这个电路没有负阻区，特性如图4-8b所示。图4-1例3图4、晶闸管整流输出波形，一个半波导通角大，一个半波导通角小是什么因素？答：一般是触发回路有问题，也也许与电源电流波形有关。①交流输入电压正、负半周波形不对称，导致同步电压整流输出的两个半波不对称。②触发电路与其它交流电路发生了联系。③晶闸管门极特性若不相同，而采用了阻容移相桥触发电路，输出控制电压脉冲前沿不陡，导致晶闸管导电角不同。④控制电路的放大级虑波不好，有干扰信号串入。5、触发电路受干扰是如何引起的？如何避免？答：假如接线对的，干扰信号也许从以下几个方面串入：①电源安排不妥,变压器一、二次侧或几个二次线圈之间形成干扰。其它晶闸管触发时导致电压波形有缺口。②放大器的输入、输出及反馈引线太长，没有适当屏蔽。特别是晶体管的基极回路最易受干扰。③空间电场和磁场的干扰。④布线不合理，主回路与控制回路平行走线。⑤元件特性不稳定避免以上干扰的措施是：①同步变压器或脉冲变压器一、二次绕组之间加屏蔽接地，二次侧并一小电容(0.05~0.5uF).②反馈电路第一级晶体管基极回路用屏蔽线，基极与发射极接100uF以上的电容或者在集电极和基极之间0.1uF以下的电容。③输出脉冲回路用绞线，引线要短。④触发电路用金属罩屏蔽起来，屏蔽罩要接地。⑤元件进行老化解决，剔除不合格品。6、由单结晶体管组成的单相晶闸管触发电路有什么方法可使控制角a=0?答①运用阻容移相将同步电压超前于晶闸管的阳极电压某相位。②同步变压器的一次侧采用线压，例如U相所相应的晶闸管的同步触发电压可采用线电压Uuv，因线电压Uuv超前相电压Uu30°的相位。7、同步变压器二次电压的大小对于触发电路的移相范围有何影响？答：同步梯形波的前沿是与同步变压器二次电压有关，二次电压愈高，则梯形波的前后沿愈陡，平顶部分愈宽，因而移相范围较大。反之，二次电压低，则移值范围小。8、单结晶体管触发电路的稳压管两端并接虑波电容能否工作？为什么？答：不能工作。由于单结晶体管触发电路的同步是靠稳压管两端的梯形波电压过零实现的，使电容充电的开始时刻与主电路一一相应。假如接上滤波电容，电路就没有过零点，因此电路不能正常工作。9、三相电路中的晶闸管特性不一致，触发功率有的大，有的小，对于工作有何影响？答：只要触发电路选用的参数合理，输出电脉冲幅度较高，前沿较陡，则三相晶闸管的触发特性不一致并不影响正常工作。在单相桥式可控整流电路中，用一套触发电路触发并联的两只晶闸管时，假如晶闸管特性相差太大，则应在控制回路中串联不同的电阻，能使脉冲能分派适当。10、如何拟定变压器的极性？答大多数变压器可以从绕线方向的首末端来拟定极性。一般一，二次绕线的方向都是同样的，所以首端与首端、末端与末端都是同极性的。看不清绕线方向时，可用一节干电池与一块万用表进行极性测定，如图4-2所示。把万用表拨到最小直流电压或电流档，当变压器的一次侧的一头接通电池正极时，表针向正方向摆一下拿离电池正端时向反方向摆一下，就说明接电池正端的与接电表正端的是同极性。图4-2例10图11、如何鉴别三相电源的相序？答①可以用示波器，根据三相交流电波形的相位关系来鉴别。如图4-3所示，把示波器的“整步选择”放在“电源”，输入某一线电压(例如线电压Ｕuv,使其一个周期在屏幕上横向宽度为六格，则每格代表60°，记下波形过零点的位置，再换接另一线电压看过零点的时刻是落后前者120°还是领前120°，即可拟定相序。图4-3例11图图4-4例11图②采用相序指示器或电容灯泡法来鉴别相序。如图4-4所示，把电容、灯泡联成星形电路，当我们把三个端点分别接到三相电源上时，一个灯泡较亮，另一个灯泡较暗。假如以接电容的一相为U相，那么接较亮灯泡的一相为V相，接较暗灯泡的一相为W相。假如直接测量380V电源，电容应选用较小数值，以防灯泡烧坏。12、同步变压器二次侧极性接反了有何后果？相序错了有何后果?答二次侧极性接反了，U相触发电路触发不了U相晶闸管，却可触发V相或W相晶闸管。假如极性是对的而相序错了，那么扩大移相角的范围不是向后扩大而是向前扩大了，结果导致可控整流输出电压不能从零逐渐升高，而是从零突变为一定值。13、调整三相整流装置的给定信号时，输出电压波形中三个波头的上升增大不同样快，以致于晶闸管在小导通角时三相已调至对称，大导通角时又不对称了，是何因素？答：重要因素是三个触发电路的元器件参数不一致应仔细来检查元器件参数的对称性，特别是晶体三极管的漏电流不一致所导致的不对称性。另一种也许性是三相电源不对称，可以用电压表测量三相电压是否对称，调整输入信号时，假如有一相增长的比另两相快，则可调换输入三相电压的相序，看是否仍是本来那一相增长得快，以此来拟定不对称的因素是电源不对称导致的，还是触发电路不对称导致的。14、安装晶闸管的控制回路应注意什么问题？答：例如单相可控整流电路：①在焊接前先用万用表来简朴测量二极管、三极管、稳压管、单结晶体管等器件是否完好，焊接时注意极性，电解电容极性也要注意焊对。②二极管、三极管等半导体器件弯腿时不要靠近根部弯曲，以免折断。③电路安排要紧凑、清楚，相邻器件尽量挨在一起，引线要短，尽量避免交叉。④防止虚焊，焊好后把焊油擦净，以防腐蚀焊点。15、在环境温度较低时，或是加强通风冷却时，晶闸管与整流二极管是否可以超过额定电流运营？答：按规定不可以超过额定电流运营，但事实上只要保证结温不超过允许值100℃，可以在一定范围内超额运营。16、结温与管壳(底座)温度大约相差多少?50A以上器件不用风冷时额定电流要打多少折扣?答：结温与管壳温度的差别和坏境温度、通过电流的大小、散热器大小、通风条件等有关。结温已达成100℃时，管壳温度因上述条件不同，可以相差20~50℃，所以不能以管壳温度来计结温。在规定的散热器及冷却条件下，两者大约相差30~40℃。规定用冷风的50A以上的器件，不用风冷时可按照30%~40%电流定额使用。17、产生过电压的因素有哪些?答：1）电力电子装置也许的过电压分外因过电压和内因过电压两类。2）外因过电压产生重要来自雷击和系统中的操作过程等；3）内因过电压重要来自电力电子装置内部器件在控制换流的开关过程中，由于电流发生突变由电路电感产生的过电压。18、产生过电流的因素是什么？常采用哪些保护措施?答：1）电力电子电路运营不正常或者发生故障时，也许会产生过电流，导致开关器件永久性损坏。过电流分过载和短路两种情况。2）电子保护电路作为第一保护措施，当电流传感器检测到过电流值时，电子保护电路输出过流信号，关断开关器件，切断故障源。直流快速断路器通常在电子保护电路动作之后实现保护，过电流继电器则在过载时动作。19、晶闸管二端并接阻容吸取电路可引起那些保护作用？答①吸取尖峰过电压。②限制加在晶闸管上的du/dt值。③晶闸管串联应用时起动态均压作用。20、指出图4-5中①~⑦各保护元件及VD、Ld的名称及作用。答①为硒堆交流侧过电压吸取，也可用压敏电阻。用于吸取连续时间较长，能量较大的尖峰过电压；②此为交流侧阻容过电压吸取。可接成三角形或星形。用于吸取连续时间短，能量小的尖峰电压；③为桥臂快速熔断器。重要在过流时保护元件；④为元件的阻容吸取。用于吸取晶闸管二端出现的尖峰过电压，以防止元件过压击穿；⑤为桥臂电抗。一般用空芯电抗，限制桥臂出现过大的di/dt值；防止门极附近电流密度过大而烧坏元件。桥臂电抗对限制短路电流亦有好处。桥臂电抗还可以拟制晶闸管的电压上升率du/dt值，防止误导通；⑥用作直流侧过电压保护。通常用压敏电阻或硒堆做成；⑦为直流过电流继电器。当直流电流超过设定值，继电器动作，使电流减小或切断电源。图4-5例20图21、不用过电压、过电流保护，选用较高电压等级与较大电流等级的晶闸管行不行？答不可以。由于电路短路时，短路电流一般很大，并且大电流的晶闸管价格昂贵，所以电路中一定要设立过电流保护坏节。晶闸管电路在工作时，由于操作过电压、换相过电压以及电网来的浪涌电压，其尖峰值可达成电源电压幅值的好几倍，此外，高电压的晶闸管价格昂贵，所以不能用较高电压等级的管子，必须设立过电压保护坏节。第五章直流斩波电路5.1题解实例一、填空题1、直流斩波器是通过对电力电子器件的控制，将直流电压地加到负载上，通过改变来改变输出电压平均值。答：通断、断续地、占空比D2、直流斩波器通常有、和三种控制方式。答：定频调宽、定宽调频、调频调宽3、升降压式直流电压变换电路其输出电压可以输入电压，也可以输入电压。且输出电压极性与输入电压极性。答：小于、大于、相反4、升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键在于：一是储能之后具有使电压泵升的作用，二是可将输出电压保持住。答：电感L、电容C5、在直流斩波电路中，由于输入电源为，电流无自然过零点，因此，直流斩波器多以具有自关断能力的电力电子器件作为开关器件。答：直流电、全控型6、基本的直流斩波电路有斩波电路、斩波电路、等斩波电路。答：降压、升压、升降压7、降压斩波器中，电源电压Ud=50V，导通比为0.8，则负载电压平均值ULD为。答：40V二、选择题1.斩波电路的控制方式中，频率调制型是(A)A.保持开关导通时间不变，改变开关周期B.同时改变开关导通时间和开关周期C.保持开关周期不变，改变开关导通时间D.保持开关导通时间和开关周期不变2.斩波器中的电力管晶体管，工作在(D)状态。A、放大B、截止C、饱和D、开关三、判断题1.直流斩波电源常用于可控直流开关稳压电源，焊接电源和直流电机的调速控制中。（√）2.直流斩波电路作用是将交流电压变换成一种幅值可调的直流电压。（×）3.直流斩波电路采用的电力电子器件多以晶闸管为主。（×）4.直流斩波电路有定频调宽、定宽调频和调频调宽三种控制方式。（√）5.在直流斩波电路中，定频调宽的控制方式应用的最少。（×）6.直流斩波电路有降压式斩波电路、升压式斩波电路和升降压式斩波电路。（√）四、简答题1、简述斩波电路的几种控制方式。答：1)定频调宽亦称为脉冲宽度调制(PWM)，即保持斩波频率f(T=1/f=常数)不变，工作周期T恒定，通过改变晶闸管的导通时间(脉冲宽度)τ来改变输出电压。2)定宽调频亦称为脉冲频率调制(PFM)，即导通时间ton保持不变，仅通过改变斩波频率f来改变负载电压的控制方式。3)调频调宽即同时改变斩波频率f和导通时间ton的控制方式。这时斩波器的输出电压平均值可以在较宽的范围内变化五、计算题1．降压斩波电路如图所示。已知：Ud=120V，电阻负载Ro=6Ω,开关周期通断，通30μs，断20μs，忽略开关导通压降，电感L足够大。试求：1)负载电流IO及负载上的功率PO；2)若规定负载电流在4A时仍能维持，则电感L最小应取多大？解：依据题意，开关通断周期占空比1）负载电压平均值负载电流平均值负载功率平均值2）设占空比不变，当负载电流为4A时，处在临界连续状态，则电感量L为2、下图所示降压BUCK直流斩波电路，Ui为输入直流电压，Ui=12V，Uo为输出直流电压，VT控制信号占空比为0.4,设所有器件均为抱负器件，请推导输入输出直流电压的关系式和计算输出直流电压Uo。解：运用伏秒平衡推导开关VT导通的伏秒值：开关VT关断的伏秒值：因此：则：D=0.4则输出电压：

第六章交流变换电路6.1题解实例一、填空题1、晶闸管过零调功器两种控制方式为全周波和全周波。答：连续式、间隔式2、固态继电器是以为基础构成的无触点通断电子开关，是一种四端有源器件，其中两个端子为输入，此外两个端子为输出。答：双向晶闸管、控制端、受控端3、交－交变频电路能直接将电网频率的交流电变换为频率的交流电。答：固定、所需4、单相输出交-交变频电路由具有相同特性的两组晶闸管整流电路构成，其中一组整流器称为整流器，此外一组称为整流器。答：反向并联、正组、反组5、交流调压电路是用来变换交流电压的电路，与整流相似，也有和之分。答：幅值、单相、三相6、交流变换电路对电网提供的正弦交流电的、和进行控制和变换。答：幅值、频率、相数7、过零触发虽然没有移相触发时的高频干扰问题，但其通断频率比电源频率，因而这种控制方式不能实现电压的调节的场合。答：低、连续平滑8、当交流调压器带电感性负载时，晶闸管的导通角θ，不仅与有关，并且与有关。答：控制角α、负载阻抗角φ二、选择题1、下面哪种功能不属于变流的功能（）A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波答：C2、()将负载与交流电源接通几个整周波，再断开几个整周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率．A.交流电力电子开关B.交流调功电路C.单相交流调压电路D.三相交流调压电路答：B三、判断题1、电力电子器件组成的交、直流开关具有无触点、开关速度快等优点，但也具有价格高、使用寿命短等缺陷。（×）2、双向晶闸管可等效为两只普通晶闸管的反向串联，常用它组成交流开关。（×）3、固态开关一般是以双向晶闸管为基础构成的无触点电子开关。（√）4、固态开关是一种四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，此外两个端子为输出控制端。（√）5、固态开关的输出直接受控于输入，输入端与输出端之间存在着电的联系。（×）6、固态开关有3个端子，1个输出端、1个输入端和1个公共端，输入信号加之输入端与公共端之间，输出信号取的输出端与公共端。（×）7、交流固态开关的输入信号为交流信号，直流固态开关的输入信号为直流信号。