电力电子技术 第3版习题答案

一、选择题

1・1、晶闸管内部有（C）PN结。选择项：A一个：B二个；C三个：D四个

1-2、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（C）来表示的。选择项：A有效值：B最大

值；C平均值

1-3、如某晶闸管的正向阻断IE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（B选择项：A700V；B745V；C800V；D850V。

1-4、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（C）电极。选择项：A一个；B两个；C三个；

D四个。

二、判断题

1-1、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（X）

1-2、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同（X）

1-3、KP2-5表示的是额定电压200V,额定电流500A的普通型晶闸管。（X）

1-4、双向晶闸管额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是用电流

有效值来表示的。（（）

1-5、双向晶闸管的结构与普通晶闸管不一样，它是由五层半导体材料构成的。（T）

1-6、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。（X）

1-7、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（Y）

1-8、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。（义）

1-9、双向触发二极管中电流也只能单方向流动。（义）

1-10、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。（X）

三、填空题

1-1、普通晶闸管内部有PN结，外部有三个电极，分别是极极和极。

1、三个、阳极A、阴极K、门极G“

1-2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。

2、正向、正向触发。

1-3、某半导体器件的型号为KP50-7的，其中KP表示该器件的名称为,50表示一,7表示。

3、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压700V。

1-4、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。

4、阻断、导通、阻断。

1-5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。

5、维持电流。

1-6、请在空格内标出下面元件的英文大写简称：电力晶体管；可关断晶闸管；功率场效

应晶体管;绝缘栅双极型晶体管：IGBT是和的自:合管。

6、GTR、GTO、P-MOSFET、IGBToP-MOSFET利GTR。

1-7、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于电流之前，如去擦脉冲，晶闸

管乂会关断。

7、擎住，触发脉冲，

1-8、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流此等于倍IJAV＞，如果IT〈AV）=100A,

则它允许的有效电流为Ao通常在选择品闸管时还要留出倍的裕量。

8、1.57；157：1.5〜2：

1-9、有一晶闸管的型号为KK200-9,请说明KK；200表示表示,9表示。

9、快速晶闸管、200A、900V.

1-10.型号为KS100-8的元件表示晶闸管、它的额定电压为V、额定电流为Ao

10、双向晶闸管、800V.100Ao

1/1、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、、、.O

11、第一阳极T1,第二阳极T2,门极G；I+,L,in+,HL；

M2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有、、、几种。并写

出它们的电气符号。

四、问答题

1-K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：晶闸管阳极和阴极间加正向电压，并在门极和阴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阳阴极间的电压和负载阻抗决定，负载L电压由输入

阳阴极电压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

电流以减小，【A下降到维持电流肉以下时，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UA决定。

1・3、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・4、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•个光电二极管，在光的照射下，光电二吸管电流增

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。

1-5、双向晶闸管有哪几种触发方式？用得最多的有哪两种？

答：（1）1+触发：TI接正电，玉，T2接负；门极G接正，T2接负。（2）I-触发：T1接正，T2接负;

门极G为负，T2接正。（3）HI+触发T1接负，T2接正，门极G接正，T2接负。（4）III-触发T1

接负,T2接正；门极G接负，T2接正。用得最多的是：1+、III-。

1-6.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VI、V2,分别具有

共基极电流增益和。2,由普通晶阐管的分析可得，al+a2=l是器件临界导通的条件。

两个等效晶体管过饱和而导通；al+a2Vl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：1）GTO在设计时al较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断;2）GT0导通时+夕2

更接近于I,普通晶闸管el+a221.15,而GTO则为al+a2kl.O5,GTO的饱和程度不深，接近

于临界饱和，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，

门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成

为可能。

1-7、试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。

答：对IGBT、GTR、GTO和P-MOSFET的优缺点比较如下表：

器件优点缺点

开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲

开关速度低于P-MOSFET,电压、电沆容量

IGBT电流冲击的能力，通态压降较低，输入

不及GTOo

阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。

耐乐高，电流大，开关特性好，通流能开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，

GTR

力强，饱和压降低。驱动电路复杂，存在二次击穿问题。

电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流

电压、电流容量大，适用于大功率场合，

GTO大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，

具有电导调制效应，其通流能力很强。

开关频率低。

1・3、型号为KP100-3,维持电流lH=4mA的晶闸管，使用在图题L3所示电路中是否合理，为什么？

（暂不考虑电压、电流裕量）

图题1-3

答：（I）因为/=U2E=2,〃A</〃，所以不合理。

A50KC〃

200V

（2）因为/八==20A,KP100的电流额定值为100A,裕量达5倍，太大了。不合理。

10C

150V

（3）因为，==1504,大于额定值，所以不合理。

1Q

1-4.如图题1・4所示，试画出负载心上的电压波形（不考虑管子的导通压降）。

解：其波形如下图所示:

1-5.单相正弦交流电源，晶间管和负载电阻串联如图题1・5所示，交流电源电压有效值为220V。

（1）考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？

（2）当电流的波形系数为%=2.22时，通过晶闸管的有效电流为100A,考虑晶闸管的安全余量，应

如何选择晶闸管的额定电流？

-200V

图题1-5

解：（1）考虑安全余量，取实际工作电压的2倍，U.2x0x220R622v.取600V。

（2）因为Kf=2.22,取两倍的裕量，则2。9）22.22x100A,得：ZT（4V）=11M,取1C0A。

一、选择题

2-1、单相半波电阻性负载可挖整流电路中，控制角a的最大移相范围是（D）

A、0°-90°B、0°-120°C、0°-150°D、0°-180°

2-2、单相半波可控整流电路输出最大直流电压的平均值等于整流前交流电压的（C）倍。

A1,B0.5,C0.45,D0.9.

3,单相半捽桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应和差（A）度.

A、180%B、60°,C、360°,D、120°

2-4、在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角Q的有效移相范围是（A）,

A、0。〜90。B、0°〜180。C、90。〜180。

2-5、普通的单相半控桥可控整流装置中一共用了（B）晶闸管。

A一只，B二只，C三只，D四只。

2-6、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差（八）度。

A、180度；B、60度；C、360度；D、120度

2-7、a为（C）度时，三相半波可控整流电路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，

2-8、晶闸管触发电路中，若改变（B）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A,同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变比。

2-9、三相半波可控整流电路的自然换相点是（B）

A、交流相电压的过零点；B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；

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°。

2-10、a=（60度）度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形处「连续和

断续的临界状态。

A、。度；B、60度；C、30度；D、120度；

2-11、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角a的芍效移相范围是（A）度。

A、00-90°；B、30°-120°:C、60°-150°；D、90°-150°

2-12、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（B）

A三极管，B续流二极管，C保险丝。

二、判断题

2-1、在半控桥带大电感负载不加续流二极管整流电路中，电路出故障时会出现失控现象。（＜）

2-2、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3OOHz。（X）

2-3、在桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。）

2-4、三相半波可控整流电路，不需要用大于60。小于120。的宽脉冲触发，也不需要相隔60。的双脉冲

触发，只用符合要求的相隔120。的三组脉冲触发就能正常工作。（”）

2-5、三相半波可控整流电路也必需要采用双窄脉冲触发。（X）

2-6、在三相桥式全控整流电路中，采用双窄脉冲触发晶闸管元件时，电源相序还要满足触发电路相序

要求时才能正常工作。（〈）

三、填空题

2-1、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为（）角，用（）表示。

控制角、a。

2-2、单相半波可控整流电路中，品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）6u2、瓜U?

2-3、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〃2）圆2、病2；

2-4、三相半波可控整流电路，输出平均电压波形脉动频率为（）Hz;而三相全控桥整流电路，输

出平均电压波形脉动频率为（）Hz:这说明（）电路的纹波系数比（）电路要小。

150,300,三相桥式全控整流桥，三相半波可控流电路，

2-5、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范用（）,三相全控桥电阻性负载时，电

路的移相范围（），二相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围（）。

0°—150°；0°—120°：0°—150。；

2-6、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。大于60°小于120°的宽脉冲，脉冲前沿相差60°的双窄脉冲，

2-7、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取度较

合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为度。90°：60°：

2-8、三相桥式全控整流电路是由一组共（）极三只晶闸管和一组共（）极的三只晶闸管串联

后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔（）换一次相，在电流连续时每只晶

闸管导通（）度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有（）只晶闸管同时导通，，一个是共

极的，另一个是共（）极的元件，且要求不是（）的两个元件。

阴；阳；60度；120：两；阴；阳；不在同一桥臂上；

2-9、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（）。减小、并接、续流二极管。

2-10、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（）。要求管子的额定电流值要（）些。小、脉冲、小、大。

2-11、单结晶体管内部共有（）个PN结，外部共有3个电极，它们分别是（）极、（）

极和（）极。一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2

2-12、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。

峰点、谷点。

2-13、单结晶体管产生的触发脉冲是（）脉冲；主要用于驱动（）功率的晶闸管；锯齿波同步

触发电路产生的脉冲为（）脉冲；可以触发（）功率的晶闸管。尖脉冲、小、强触发脉冲、

大。

2-14、锯齿波触发电路的主要是由（）、（）、（）、（）、（）环节组成。

同步环节；锯齿波形成；脉冲形成；整形放大；强触发及输出；

四、问答题

2・1、单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路，（2）晶闸管内部开路，在下面的坐标中画出

其直流输出电压S和晶闸管两端电压UT的波形。

UT

_____________________OJt

晶闸管内部开路

习题图2/

2・2、单相半波可控整流电路中，如果：

（1）晶闸管门极不加触发脉冲；（2）晶闸管内部短路；（3）晶闸管内部断开；

试分析上述三种情况负载两端电压〃d和晶闸管两端电压"T的波形。

答：（1）负载两端电压为0,晶闸管上电压波形与5相同；（2）负载两端电压为5,晶闸管上的电

压为0；（3）负载两端电压为0,晶闸管上的电压为5。

2-3、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角。=90。时，画出：负载电压〃八晶闸管VT1电

压〃VT1、整流二极管VD2电压“VD2在一周期内的电压波形图。

习题图2-2

2・4、某单相全控桥整流电路给电阻性负教和大电感负载供电，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择大一些？

答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产

生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值人些，在流过负载电流平均值相同

的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大•些的管子。

2・5相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的Ud与L的乘积是否等于负载有功功率，为什么？带

大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么？

答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率e不等于负载有功功率P=U/。

因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流Ud与h外还有谐波分量…和4，八，…，负载

上有功功率为P=JP；+P：+P；+…>Pd=U/d。

相控整流电路带大电感负载时，虽然Ud存在谐波，但电流是恒定的直流，故负载电阻Rd上的Ud

与h的乘积等于负载有功功率。

2・6、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：相差18基

五、计算题

2・1、某电阻性负载要求0〜24V直流电压，最大负载电流〃=30A,如采用220V交流直接供电和由变

压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求？试比较两种供电方案的

晶闸管的导通角、额定电压、额定电流、电源侧功率因数。

解：由220V交流直接供电，当。=0°时：Ud=0.45t/2=0.45x220=99V

由变压器降压到60V供电，当a=0。时.：Ud=0.45(/,=0.45x60=27V

因此，只要调节a都可以满足输出0〜24V直流电压要求。

1+cosry

(1)采用220V交流直接供电时：由U”=0.45&-，得

U,1=24V时，夕=180,—121=59°；UT=42U2=311V；

—f2sincot］2dcot«84A；R==—=0.8Q

2总R院30

IT84”

r(Ay\==x544

1.571.57

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为622V和108A。

因为单相半波相控整流电路中，1,=/2，所以

22

电源提供有功功率P=；2/?=84x0.8=5644.81V

电源提供视在功率S=U,IZ=84乂22()=18.58〃%

电源侧功率因数=0.305

S

14-COQ/T

(2)采用变压器降压到60V供电：由。〃=0.45。2―手土，得

U〃=24V时，a«39°,<9=180°-39°=141°；Ur=41U2=84.4V；

IT=J口［避&山创］2L«51.38A；R=£=竺=0.8Q

总RId30

,I51.38.

=----T--=---------x32.7A

T(Ay1.571.57

取2倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为1683V和65.4A。

变压器二次侧有功功率P=I；R=51.382X0.8=2112W

变压器二次侧视在功率S=UJ,=60x51.38=3.08k%

电源侧功率因数PF=-«0.68o

S

由此可以比较两种方案的优劣。

2-2.阻感负载，电感极大，电阻%=50,电路采用有续流二极管的单相半控桥电路，输入电压

〃2=220V,当控制角。=60"时，求流过晶闸管的平均电流值/仃有效值流过续流二极管的电流

平均值加)有效值/D

解：整流的平均电压U4=0.9。211£2^=0.9x2201i£2^=149V

29

负载平均电流，=k30A

7t—ct.180—60与八i八A

流过晶闸管的电流平均值/近---Id=---——x30=10/1

24360

120°

流过晶闸管的电流有效值IT=x/J=l7.3A

流过续流二极管的电流平均值A/p=—A/=—x30=10/l

2乃180

器X30F34

流过续流二极管的有效值〃=

2・3、单相桥式全控整流电路，(72=100V,负载中K=2Q,L值极大当。=30。时，要求:

①作出火、。和，2的波形；

②求整流输出平均电压〃〃、电流〃，变压器二次电流有效值心：

③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：①输出平均电压〃公平均电流。，变压器二次电流有效值，2的波形如下图：

②输出平均电压U,、平均电流〃，变压器二次电流有效值乙分别为

Ud=0.9U?cosa=0.9x100cos30°=78V；Id=I2=Ud/R^7S/2=39A

③晶闸管承受的最大反向电压为同2=141.4(V)；

考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为(2-3)x141,4=283-424(V)。具体选择4COV。

流过晶闸管的电流有效值为=%/V2=27.6A；

晶闸管的额定电流为％.)=。.5~2)x27.6/1.57=26〜35A。具体选择30A。

2-4、单相桥式全控整流电路，f/2=100V,负载R=2。，L值极大，反电势E=60V,当a=30。时,

要求:①作出知、)和"的波形；

②求整流输出平均电压Ud、平均电流〃，变压器二次电流有效值4；

③不考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

②输出平均电压U.、平均电流"和变压器二次电流有效值12分别为

Ud=0.94cos«=0.9X100cos30°=78V；Id=I2=(Ud-E)/R^US-^))/2=9A

③晶闸管承受的最大反向电压为廊2=I41.4(V)；

不考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为(/7”二141.4(V),具体选择200V。

流过晶闸管的电流有效值为IT=〃/亚=6.4A；

晶闸管的额定电流为=6.4/1.57=4A。具体选拦4A。

2・5、某电阻负载，氏=50。，要求■在0〜600V可调，用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给,

分别计算：(1)晶闸管额定电压、电流值(不考虑安全裕量)；(2)负载电阻上消耗的最大功率。

解：(I)单相半波。=0°时，U.=-^-=—=1333V,ld=^-=—=\2A

~0.450.45"Rd50

晶闸管的最大电流有效值/7=1.57〃=18.8A

晶闸管额定电流为…八二』一=12A

丁⑷)i57

晶闸管承受最大电压为口双＞V2t/2=I885V

不考虑安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为2000V和15A。

负载电阻上最大功率PR=I-Rd=\7.7kW

(2)单相全控桥a=0°时,U,=^-=—=667V,/="=39=12A；

0.90.94R〃5()

负载电流有效值/==13.3A(K,=1.11)

品闸管的额定电流为=—=6A；

*I八yJ2

晶闸管承受最大电压为U.2同2=1885V

不考虑安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为2000V和7A。

负载电阻上最大功率PR=尸&=8.8AW

2・6、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

压褊的波形。

解：假设。=0。，当负载为电阻时，如的波形如左图，当负载为电感时，知的波形如右图:

2-7,三相半波可控整流电路带大电感负载，Rd=10。，相电压有效值U2=220V。求&=45。时负载直流

电压U4、流过晶闸管的平均电流/外和有效电流画出〃/、和与3的波形。

解；U<t=\.nU2cos450=182V；

2.8、三相半波相控整流电路带电动机负载并串入足够大的电抗器，相电压有效值U?=220V,电动机

负载电流为40A,负载回路总电阻7?心=0.20,求当a=60。时流过晶闸管的电流平均值与有效值、电

动机的反电势。

解：电流平均值为：=40/3=13.34电流有效值为:=40/1.732=23A

设电动机的反电势为七人则回路方程为：

+a

Ud=%+〃£；而4=-------^V2（y,sincotd（cot）=1.17（7,coscr=128.7V

2m3七a

所以E/）=128.7-40x0.2=120.7V

2-9,在三相桥式全控电阻负载整流电路中，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压为波形如

何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？

答：假设VT1不能导通，整流电压波形如下：

假设VT1被击穿而短路，则当晶闸管VT3或V15导通口，将发生电源相I用短路，使得VT3、V15

也可能分别被击穿。

2・10、三相全控桥式整流电路带大电感负载，负载电阻Rd=4Q,要求Ud从0~220V之间变化。试求:

（1）不考虑控制角裕量时，整流变压器二次线电压。

（2）计算晶闸管电压、电流值，如电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管型号。

解：（1）因为U4=2.34U,cosa；不考虑控制角裕量，。=0。时U,=4-=94V；则

■2.34

&/=6%=162.8丫。

（2）晶闸管承受最大电压为后。2=X0・3V；取2倍的裕量，URM=460.6V；晶闸管承受的

Iu?20

平均电流为/江=—〃=」■=——=18.34；取2倍的裕量：/〃.）=36.64

33Rd3x4

为此，选择KP40-5的晶闸管。

一、选择题

3-1、当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为（A）逆变：当交流侧直接和负载连接时，

称为（B）逆变。

A、有源B、无源C、电压型D、电流型

3-2,逆变电路最基本的工作原理是把直流电变成交流电，改变两组开关的切换（D）,即可改变输

出交流电的频率。

A、周期B、电流C、电压D、频率

3-3、不属于换流方式的是（C）。

A、器件换流B、电网换流C、单相换流D、负载换流

3-4、要实现负载换流，负载电流的相位必须（B）于负载电压。

A、滞后B、超前C、相同D、三个都不对

3-5、可实现有源逆变的电路为（A）。

A、三相半波可控整流电路，B、三相桥式半控整流电路，

C、单相全控桥接续流二极管电路，D、单相半控桥整流电路。

3-6、在一般可逆电路中，最小逆变角夕min选在下面那一种范围合理（A）。

A、3O°-35°,B、10°-15°,C、0°-10°,D、0°。

3-7、在有源逆变电路中，逆变角夕的移相范围应选（B）为最好。

A、夕=90°~180°,B、〃=35。~90°,C、£=0°~90°

3-8,电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式是（C）导电方式。

A、90。B、120°C、180°D、270°

3-9、PWM控制是对脉冲的（C）进行调制的技术。

A、长度B、高度C、宽度D、面积

3-10、在调制法中，通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中（A）应用最多。

A、等腰三角波B、锯齿波

二、判断题

3・1、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（X）

3-2、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。（Y）

3-3、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。（＜）

3-4、无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能，送给电网，（X）

3-5、变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。（X）

3-6、逆变失败是由于主电路元件损坏、触发脉冲丢失、电源缺相或是逆变角太小造成的。（V）

三、填空题

3-1,按逆变后能量馈送去向不同，逆变器可分为（）逆变器与（）逆变器两大类。

3-1有源、无源。

3-2、有源逆变指的是把（）能量转变成（）能量后送给（）装置。

3-2直流，交流，电网的，

3-3、逆变器按直流侧提供的电源性质来分，可分为（）型逆变器和（）型逆变器，电压型逆

变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出，在最靠近逆变桥侧用（）器进行滤波，电压型三相

桥式逆变电路的换流是在桥路的（）元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是（）度；而电

流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用（）滤波，电流型三相桥

式逆变电路换流是在（）元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是（）度。

3-3、电压型；电流型；电容；同相同桥臂元件之间；180。；电感；同组不同桥臂元件之间；120°；

3-4、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，

使输出端得到（）脉冲列来等效正弦波。

3-4、一系列幅度相等，脉宽与正弦波幅值成正比的；

3-5、PWM逆变电路的调制方式有（）、（）、（）。

3-5同步调制：异步调制；分段同步调制；

四、问答题

3・1、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？

答：两种电路的不同主要是：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。

3・2、有源逆变的条件是什么？有源逆变有何用途？

答：有源逆变的条件：（1）一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大

于变流器直流侧的平均电压；（2）变流器必须工作在a>工的区域内使U4<0。

2

有源逆变的用途：它可用于直流电机的可逆调速，绕线型异步电动机的串级调速，高压电流输电、太

阳能发电等方面。

3-3、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么？

答：逆变失败指的是逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。

从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败的后果是严重的，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。产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出

现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。

3-4、有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？

答:最小有源逆变角受品闸管的关断时间I折合的电角度3、换相里叠角y以及安全裕量角0'的限制。

3・5、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？

答：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。

3・6、串联二极管式电流型逆交电路中，二极管的作用是什么？试分析换流过程。

答：二极管的主要作用一是为换流电容器充电提供通道，并使换流电容的电压能够得以保存，为晶闸

管换流做好准备；二是使换流电容的电压能够施加到换流过程中刚刚关断的晶闸管上，使晶闸管在关

断之后能够承受一定时间的反向电压，确保晶闸管可靠关断，从而确保品闸管换流成功。

3・7、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（含形状和幅值）。

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。这此等幅不等宽的矩形脉冲，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相等，就得到PWM波形。各PWM脉冲的幅值相等而宽度是:安正弦规律

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。

一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。

3・8、换流重叠角的产生给逆变电路带来哪些不利影响？

答：由于变压器漏感和线路电感等因素的影响，晶闸管的换流（换相）不能瞬时完成，均需一定的时

间，即换相重叠角/所对应的时间，如果逆变角将使换相不能完成，造成逆变失败。

3・9、并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足什么条件？

答：假设在，时刻触发VT2、VT3使其导通，负载电压“o就通过VT2、VT3施加在VT1、VT4上,

使其承受反向电压关断，电流从VT1、VT4向VT2、VT3转移，触发VT2、VT3时刻/必须在

过零前并留有足够的裕量，才能使换流顺利完成。

3・10、什么是电流跟踪型PWM变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？

答：电流跟踪型PWM变流电路就是对变流电路采用电流跟踪控制，也就是不用信号波对载波进行调

制，而是把希望输出的电流作为指令信号，把实际电流作为反馈信号，通过二者的瞬时值比较来决定

逆变电路各功率器件的通断，使实际输出的电流跟踪指令电流的变化。

采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有特点：

（1）硬件电流简单；

（2）属于实时控制方式，电流响应快；

（3）不用载波，输出电流波型中不含特定频率的谐波分量；

（4）与计算法和调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量较多；

（5）采用闭环控制。

四、计算题

3・1、单相全控桥，反电动势阻感负载，7?=1Q,L=oo,i/2=-100V,L=0.5mH，当d,=—第V,

尸=60°时，求5、4和/的值。

解：由题意可列出下面三个等式：-"；AUd=2XB，d/4

1aJ/R

三式联立求解得：

q=[7rR0.9U2COS(^-/7)+2XBEM]/(^?+2XB)=-49.91(V)./d=49.09(A)

cosa-cos(cr+/)=V2/dXB/1/2=0.2181

即得出.cos020°+/)=-0.7181

换流重叠角/=135.9。-⑵°=15.9。

3-2、三相半波变流电路，反电动势阻感负载，R=1C,L=oo,3=100丫，当&二-8V,4=30°

时，求a、乙的数值。

”,^«1.17t/cosa=-1.17(/cos/?=-1.17x100xcos30°«-101(V)

fflr•(122

4=(t/d-EJ/R=(-101+150)/1=49(A)

3-3、三相全控桥式变流电路，反电动势阻感负载，R=1Q，L=8,l/2=220V,当£；1二—4BV,

夕二60"时，求Q，乙的数值，此时送回电网的平均功率为多少？

(,

付Ud«2.34(72cosa=-2,34^/2cos=-2.34x220xcos60«-257.4(V)

/d=(4-&)/R=(-257.4+400)/1=142.6(A)

由于L=8,输出电流有效值(忽略谐波)为/=1d

网侧有功功率为

4=/；A+4G=142.6,X1-142.6x(-400)=-36705.24(w)x-36.7(kw)

送回电网的平均功率为36.7kw.

3-4、在单相桥式全控带反电动势电感负载整流电路中，若力=2207,EM=120V,K=1Q,当

£=60°时，能否实现有源逆变？求这时电动机的制动电流多大？

U=-0.9Ucos6=-0.9x220xcos60°=-99(V)

Wr•d2

因为昂=120V>=99V,所以电路可以实现有源逆变。

制动电流为：0=—99—(—120)/l=21(A)

一、选择题

4-1、(C)变流电路是把一种形式的交流变换成另一种形式交流电的电路。

A、交流-直流B、直流-交流C、交流-交流D、直流-直流

4-2、只改变电压、电流大小或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为(A)电路。

A、交流电力控制B、变频C、交流调压电路D、交流调功电路

4-3、在单相交-交变频电路中，要改变输出频率，必须改变两组变流器的(A)；要改变瑜出电压的

幅值，就要改变变流电路工作时的（D）。

A、切换频率B、幅值C、电压D、控制角

4-4、交-交变频电路是把电网频率的交流电直接变换成（C）频率的交流电的变流电路。属于（A）

变频电路。

A、直接B、间接C、可调D、不可调

4-5、电网频率为50Hz时，对6脉波三相桥式电路而言，交-交变频电路的输出上限频率约为（B）。

A、10HzB、20HzC、50HzD、100Hz

二、填空题

4-1、变频电路有（）变频电路和（）变频电路等形式。交•交：交•直.交

4-2、单相交流调压电路中，由于波形正负半波（），所以不含直流分量和（）谐波。对称；偶次

4-3、交流调功电路和交流调压电路的电路形式（），控制方式（）。相同；不同

4-4、两组变流电路在工作时采取直流可逆调速系统中的（）工作方式，即一组变流电路工作时，

封锁另一组变流电路的触发脉冲。无环流

4-5、三相交-交变频电路的接线方式有公共交流母线进线方式和（）联结方式。输出星形

三、问答题

4-R交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？

答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交

流电源接通几个周波，再断开几个周波，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。

交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于

异步电动机调速。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常数大，没有

必要