电力电子变流技术课后答案第8章
电力电子技术课后习题答案(第2—5章)
第2章 整流电路2. 2图2-8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:晶闸管承受的最大反向电压为22U 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一样。
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问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。
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22U 2。
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一样时，对于电阻负载：(O~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VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U 2相等；( π~απ+)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(απ+~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－U 2。
对于电感负载： ( α~απ+)期间，单相全波电路中VTl 导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等； (απ+~2απ+)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，两者的输出电压一样，加到同样的负载上时，那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路，U 2=100V ，负载中R=20Ω，L 值极大，当α=︒30时，要求：①作出U d 、I d 、和I 2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I 2；③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud 、Id、和I2的波形如以下图：②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30＝77.97〔V〕Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。
电力电子变流技术学习通课后章节答案期末考试题库2023年
电力电子变流技术学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.外部换流是借助于外部手段而实现换流的，属于这类换流方式的是（）。
参考答案:负载换流和电网换流2.α为（）度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。
参考答案:30°3.在室温下门极断开时，元件从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小阳极电流称为（）参考答案:维持电流4.给晶闸管阳极和阴极之间加正向电压它就会导通。
（）参考答案:错5.给晶闸管门极和阴极之间加正向电压它就会导通。
（）参考答案:错6.属于晶闸管常见的派生器件的是（）。
参考答案:快速晶闸管###双向晶闸管7.给晶闸管的阳极和阴极之间加反向电压，已经导通的晶闸管会截止。
（）参考答案:对8.多个晶闸管相并联和串联使用时，必须考虑下列哪些问题（）参考答案:串联均压###并联均流9.给晶闸管的门极和阴极之间加反向电压，已经导通的晶闸管会截止。
（）参考答案:错10.三相桥式不控整流电路中的整流元件构成的桥形结构，有一个共阳极连接点，还有一个共阴极连接点。
（）参考答案:对11.KP30—9表示该晶闸管的额定电压是30V。
（）参考答案:错12.晶闸管可控整流电路中的控制角a减小，则输出的电压平均值会( )参考答案:增大13.KP30—9表示该晶闸管的额定电流是9A。
（）参考答案:错14.a为（）度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。
参考答案:30°15.KP30—9表示该晶闸管的额定电压是9V。
（）参考答案:错16.KP30—9表示该晶闸管的额定电流是30A。
（）参考答案:对17.交流调压是把不变的交流电压变换成（）可调的交流电压参考答案:有效值18.交—交变频电路输出频率是可以任意调节的，不受限制。
（）参考答案:错19.升压斩波电路的电压输入输出关系是Uo=(T/Toff)E。
（）参考答案:对20.变频调速实际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。
电力电子技术 第6-8章 习题集答案
第6-8章一、简答题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，即退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N个彼此相连的脉冲列所组的波形。
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、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？答：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f c固定不变，因而当信号波频率f r变化时，载波比N是变化的。
异步调制的主要特点是：在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。
这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。
而当信号波频率增高时，载波比N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。
这就使得输出PWM波和正弦波的差异变大。
电力电子变流技术 全本书课后答案
第一章 电力半导体器件习题与思考题解1-1．晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。
门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。
导通后的晶闸管管压降很小。
使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。
其方法有二：１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；２）增加负载回路中的电阻。
1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA ，使用在题1-2图中的电路中是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ，3表示额定电压为300V 。
对于图(a)，假若晶闸管V 被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为()mA I V 2105001003=⨯= 因为I V < I H ，而I H < I L ，I L 为擎住电流，通常I L =(2~4) I H 。
可见，晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流，所以，图(a)不合理。
对于图(b)，电源为交流220V ，当α=0°时，最大输出平均电压9922045.045.02=⨯=≈U Ud （Ｖ） 平均电流 9.91099===R U d VAR I (A) 波形系数 57.1≈=VAR V fI I K 所以， ＩＶ＝K f 。
ＩＶＡＲ＝1.57×9.9＝15.5(A)而KP100-3允许流过的电流有效值为I VE ＝1.57×100＝157(A)， I L < I V <I VE ，所以，电流指标合理。
但电路中晶闸管Ｖ可能承受的最大正反向峰值电压为31122022≈⨯===U U U Rm Fm (V)>300(V)所以，图(b)不满足电压指标，不合理。
地大《电力电子变流技术》离线作业答案
地大《电力电子变流技术》离线作业
一、简答题：简述电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别。
(20分)
答：电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关；
电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能。
二、简答题：简述电压型无源逆变的特点。
(20分)
答：电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管，以提供滞后电流的续流回路。
三、简答题：简述有源逆变实现的条件。
(20分)
答：a 、晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud 为负；b 、整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压。
四、简答题：简述电力变换的基本类型。
(20分)
答：包括四种变换类型：a 、整流 ＡＣ－ＤＣ；b 、逆变 ＤＣ－ＡＣ；c 、斩波 ＤＣ－ＤＣ；d 、交交电力变换 ＡＣ－ＡＣ 。
五、计算题：三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻Ω=1R ，电感=∝d L ，相电压V U 2202=，mH L B 1=，当反电动势V E 400=，控制角α=120°或逆变角β=60°时，请计算输出电压平均值d U 、输出电流平均值d I 和换相重叠角γ。
(20分)
答：。
电力电子技术-第6-8章习题解析
2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐 波含量减少。但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同 时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。 3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出 基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。且输出负载电流及电压不含低次 谐波，只含与开关周期T有关的高次谐波。
U1 220
组合变流电路 (3)
3.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。试求：
①控制角α的移相范围； 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；
解：（1） （2）
ϕ
=
arctan
⎛ ⎜⎝
ωL R
⎞ ⎟⎠
=
arctan
2π
× 50× 2×10−3 0.5
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。
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
电力电子答案
电力电子技术练习及参考解答第一章1．如图1-1所示型号为KP100-3、维持电流I H =4mA 的晶闸管，在以下各电路中使用是否合理？为什么？（不考虑电压、电流安全裕量）答：晶闸管的型号为KP100-3，表明其额定电流I T(A V)=100A 、额定电压U Tn =300V 。
图（a ），由于负载电阻值太大，以致电流I A =100/50=2mA ，小于维持电流I H =4mA ，电路不能工作，所以不合理。
图（b ），由于晶闸管承受的最大反向压电压超过了其额定电压，即u Tm =2202=311V 大于U Tn =300V ，将导致晶闸管被反向击穿，所以不合理。
图（c ），晶闸管未被触发导通时，所承受的最大电压为u Tm =150V ，小于额定电压U Tn =300V .；晶闸管被触发导通后，电流为I T =150/1=150A ，而额定电流有效值为I Tn =1.57 I T(A V)=157A ，可见晶闸管可以正常使用，即如果不考虑电压、电流安全裕量，则是合理的。
2．图1-2中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，设最大值均为I m ,试计算各图中的电流平均值I d 和有效值I 。
解：图（a ） m mm d I I t td I I 477.0)211()(sin 13≈+==⎰πωωπππΩ50k Ω1Ω图1-1（a ） （b ） （c ）I（a ）图1-2II（c ）m m m I I t d t I I 51.08331)()sin (132=-==⎰πωωπππ 图（b ） m m m dI I t td I I 24.0)211(2)(sin 213≈+==⎰πωωπππ m m m I I t d t I I 36.083312)()sin (2132=-==⎰πωωπππ 图（c ） 41)(2120m m d I t d I I ==⎰πωπm m I t d I I 21)(21202==⎰πωπ3．画出图1-3所示电路中负载电阻R d 上的电压波形。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第5-8章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第5 章逆变电路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。
2．换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4 种：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即可。
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。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫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。
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3 种方式。
3．什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点。
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特点是：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。
而交流侧输出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，直流回路呈现高阻抗。
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。
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第八章 驱动电路与缓冲保护电路
习题与思考题解
8-1．功率晶体管对驱动电路的要求是什么？
解：功率晶体管对驱动电路的要求为：
1.驱动电路与主电路要实现电气隔离。
由于主电路的电压较高，而控制电路的电压一般较低，必须有良好的电气隔离性能，才能保证驱动控制电路的安全，并提高抗干扰能力。
2.驱动电流要有足够陡的前沿和足够大的峰值。
这样，可以加速功率晶体管的导通过程，使功率晶体管在开启电流尖峰时，能具有足够大的基极驱动能力，减小开通时的损耗。
3.驱动电流的稳态值应使功率晶体管处于饱和或临界饱合状态。
要保证在任何负载下，都能使功率晶体管工作于饱和导通状态，以实现低导通损耗，但为了减小存储时间，应使功率晶体管在临关断前，处于临界饱和状态。
4.驱动电流的后沿应是一个较大的负电流，以利于功率晶体管关断。
为了提高功率晶体管关断速度，减小关断损耗，驱动电路应能够提供足够大的反向基极驱动电流，并能对其施加反向偏置电压。
5.驱动电路应具有一定的抗干扰能力和保护功能。
这样，可以保证驱动电路的稳定、可靠工作。
8-2．驱动电路的隔离有什么作用？常用的驱动电路隔离方法有那两种？
解：由于主电路的电压较高，而控制电路的电压一般较低，所以，驱动电路必须与主电路之间有良好的电气隔离，从而保证驱动控制电路的安全和提高抗干扰能力。
常用的驱动电路隔离方法有两种，即光电隔离和磁隔离。
光电隔离通常采用光电耦合器，磁隔离通常采用脉冲变压器。
8-3．恒流驱动电路中加速电容的作用是什么？
解：恒流驱动电路中的加速电容可以在功率管导通初期，提供较大的基极电流，使其导通速度加快；在导通后，转为恒流驱动；在晶体管关断时，能提供反向电压，使晶体管的基极--射极因承受反向电压而快速截止，起到加快功率晶体管关断速度的作用。
8-4．什么是恒流驱动电路？它的工作原理是什么？
解：恒流驱动电路，是指功率晶体管的基极电流基本保持恒定，不随集电极的电流变化而变化。
其工作原理是：为了保证功率晶体管在任何负载下，都能处于饱和导通，驱动用的电流I B应按功率晶体管的最大可能流过的集电极电流来考虑。
即功率晶体管的基极驱动电流为I B
其中，I cmax为功率晶体管的集电路极最大电流，β为功率晶体管的电流放大系数，I B按两倍裕量考虑的。
由于I B的取值较大，使得当集电极电流下降减小时，功率晶体管的饱和深度加深，存储时间加大，应采取一些辅助措施改善其性能。
8-5．比例驱动电路的工作原理及特点？
解：比例驱动电路是使功率管的基极电流正比于集电极电流的变化，使得在不同的集电极电流时（即不同负载时），晶体管的饱和深度基本相同。
一般用于较大功率的晶体管的驱动。
8-6．恒流驱动电路有那些改善措施？作用及工作原理是什么？
解：恒流型驱动电路可以用增加加速电容、抗饱和电路和截止
反偏驱动电路等方法改善动态特性。
其作用及工作原理为：
加速电容在功率管导通初期，提供较大的基极电流，使其导通速度加快；在导通后，转为恒流驱动；在晶体管关断时，电容上的储能提供反向电压，使晶体管的基极--射极因承受反向电压而快速截止，起到加快功率晶体管关断速度的作用。
抗饱和电路能使功率晶体管在不同的集电极电流情况下都处于临界饱和或浅饱和状态，将多余的基极电流从集电极引出，并使集电结处于零偏或轻微正偏的工作状态，减小了存储时间。
从而避免了在恒流驱动电路中，由于功率晶体管的基极驱动电流恒定不变，当其集电极电流下降时，将使饱和深度加深，存储时间增大的问题。
截止反偏驱动电路能在功率晶体管关断时，对其基-射极间施加一个反向偏置电压，从而能够迅速的抽出基区的剩余载流子，达到减小存储时间和加速功率晶体管的关断过程。
8-7．功率晶体管的缓冲保护电路有什么作用？
解：功率晶体管的缓冲保护电路可以抑制在开、关瞬变过程中，产生施加于功率晶体管上的电压变化率du/dt和电流变化率di/dt。
功率晶体管缓冲保护电路图及波形参阅教材P128中的图8-9，其原理及作用如下：
当功率晶体管V31关断时，由于电路中存在电感，因此会产生一个很大的过电压。
采用RCV缓冲电路后，功率晶体管关断过程中，负载电流通过V22和C分流，使晶闸管的di/dt相应减小。
由于电容C两端的电压不能突变，并且此时，快速二极管V22导通，短路了R2，更能有效地抑制功率晶体管两端的du/dt不致于过大。
使晶体管在电流下降过程中，电路电感释放的能量转化为电容的电场能暂时储存在电容C中。
当功率晶体管开通瞬间，晶体管既要通过负载电流和续流二极管V23的反向恢复电流，又要通过电容C的放电电流，电流上升率di/dt将
很大。
RCV缓冲电路中的快速二极管V22承受反向电压关断，C通过R2向晶体管V31放电，R2可以限制电容C通过V31放电的di/dt，并可消耗掉部分能量。
di/dt抑制电路中L1的作用是在V31开通瞬间，限制由负载电流和续流二极管反向恢复电流产生的di/dt,使di/dt不致过大。
R1和V21的作用是在V31关断时，为L1提供放电回路。
8-8．IGBT模块的过流保护是怎样实现的？
解：IGBT模块的EXB系列驱动保护模块的应用电路参阅教材P129中的图8-11。
保护信号取自IGBT集电极的管压降信号，通过二极管V21连入过流信号输入引脚6。
当正常工作不发生过流时，IGBT的管压降U CE<5V，V21始终导通，通过内部处理电路，使过流信号输出引脚5保持为高电平。
当发生过流时U CE>5V，使V21截止，通过6脚作用于内部电路，使3脚输出电压逐步下降，慢关断IGBT。
同时，使过流信号输出引脚5输出为低电平的告警信号，这一信号常被用来控制过流保护处理电路或声光告警电路。