电力电子习题解答
电力电子技术试题及答案
电力电子技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 电力电子技术主要研究的是（）。
A. 电力系统的运行与控制B. 电力系统的规划与设计C. 电力电子器件及其应用D. 电力系统的保护与自动化答案：C2. 下列哪个不是电力电子技术中常用的电力电子器件？（）A. 晶闸管B. 绝缘栅双极晶体管C. 继电器D. 功率场效应晶体管答案：C3. 电力电子变换器的主要功能是（）。
A. 功率放大B. 电压变换C. 电流变换D. 以上都是答案：D4. 电力电子技术在以下哪个领域应用最为广泛？（）A. 通信技术B. 电力系统C. 计算机技术D. 机械制造答案：B5. 晶闸管的导通条件是（）。
A. 阳极电压高于阴极电压B. 门极电压高于阳极电压C. 阳极电流大于阴极电流D. 门极电流大于零答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 电力电子技术在以下哪些领域有应用？（）A. 电力系统B. 交通系统C. 工业自动化D. 家用电器答案：ABCD2. 电力电子变换器可以实现以下哪些功能？（）A. 交直流转换B. 直流电压变换C. 交流电压变换D. 功率因数校正答案：ABCD3. 下列哪些是电力电子技术中常用的控制方式？（）A. 脉宽调制B. 脉冲频率调制C. 恒压控制D. 恒流控制答案：ABD三、填空题（每题2分，共10分）1. 电力电子技术中，______是一种常用的交流-直流变换器。
答案：整流器2. 电力电子器件的开关特性决定了其在______电路中的应用。
答案：开关电源3. 电力电子技术在______领域可以实现能量的高效转换。
答案：新能源4. 电力电子变换器的输出电压与输入电压之间的关系可以通过______实现控制。
答案：调制技术5. 电力电子技术在______系统中可以实现对电机的精确控制。
答案：伺服驱动四、简答题（每题5分，共20分）1. 简述电力电子技术在电力系统中的应用。
答案：电力电子技术在电力系统中的应用主要包括电力系统的稳定控制、电能质量的改善、电力系统的自动化管理、以及电力系统的保护等。
电力电子课后答案(整理版)
电力电子技术课后习题答案 第2章 电力电子器件1. 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：u AK >0且u GK >0。
2. 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。
3. 图1-43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 1、I 2、I 3。
π4π4π25π4a)b)c)图1-43图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πmI (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =2m I π2123+≈0.898 I m c) I d3=π21⎰2)(πωt d I m =0.25I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =0.5I m4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸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≈89.48b) I m2≈6741.0I≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314, I d3=41I m3=78.55. 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 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。
电力电子技术及应用习题含答案
电力电子技术及应用习题含答案1、逆导晶闸管是将二极管与晶闸管( )在同一管芯上的功率集成器件。
A、串联B、并联C、不确定D、反并联答案：D2、带电感性负载的单相交流调压电路，当α=φ时，电流导通角θ=180°，正负半周电流处于（）状态。
A、临界连续B、断续C、关断D、连续答案：A3、以下哪项不是晶闸管的电压定额(____)。
A、断态重复峰值电压B、反向重复峰值电压C、通态平均电压D、门极触发电流答案：D4、电力场效应管（MOSFET）主要采用何种结构形式？(____)。
A、P沟道耗尽型B、P沟道增强型C、N沟道耗尽型D、N沟道增强型答案：D5、调光灯电路中，决定灯泡能否点亮的关键是(____)。
A、三极管B、晶闸管C、续流二极管D、单结晶体管答案：B6、若测得晶闸管的UDRM为835V,URRM为976V，则额定电压应定义为(____)。
A、750VB、800VC、680VD、875V答案：B7、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（）负载。
A、电感性B、电阻性C、电容性D、反电动势答案：D8、双向晶闸管的结构有螺栓式和(____)。
A、绝缘式B、螺管式C、平板式D、方管式答案：C9、电阻性负载的特点是(____)。
A、电压允许突变，电流不允许突变B、电流允许突变，电压不允许突变C、电压和电流均允许突变D、电压和电流均不允许突变答案：C10、电力MOSFET的通态电阻具有（）温度系数。
A、正B、负C、零D、稳定答案：A11、将三相桥式全控整流电路中共阳极组的三只晶闸管换成三只二极管，就构成（）。
A、三相半波可控整流电路B、双反星形可控整流电路C、三相桥式半控整流电路D、十二脉波可控整流电路答案：C12、带电感性负载的单相交流调压电路，晶闸管的导通角θ不仅与控制角α有关，而且与(____)有关。
A、导通角θB、控制角αC、功率因数角φD、停止导电角δ答案：C13、型号为KS100-8的元件表示（）。
《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U A 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I A 减小，I A 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I H 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 +=。
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 VI <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子题库含答案
1．一型号为KP10-7的晶闸管，UTN = 700V IT(AV)= 10A 。
12．中间直流侧接有大电容滤波的逆变器是电压型逆变器，交流侧输出电压波形为矩形波。
3．晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是__均压______措施。
4．在SPWM的调制中，载波比是载波频率和调制波频率的比值。
5．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为换相重叠角。
6．功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为二次击穿。
7．三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150°。
8．三相全控桥电路有 6 只晶闸管，应采用宽脉冲或双窄脉冲才能保证电路工作正常。
电压连续时每个管导通120 度，每间隔60 度有一只晶闸管换流。
接在同一桥臂上两个晶闸管触发脉冲之间的相位差为180°。
9．型号为KP100-8的晶闸管其额定参数为：额定电压800 v，额定电流100 A 。
10．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为换相重叠角11．抑制过电压的方法之一是用_电容__吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
而为抑制器件的du/dt和di/dt，减小器件的开关损耗，可采用接入缓冲电路的办法。
12．在交-直-交变频电路中，中间直流环节用大电容滤波，则称之为电压型逆变器，若用大电感滤波，则为电流型逆变器。
13．锯齿波触发电路由脉冲形成环节、锯齿波的形成和脉冲移相环节、同步环节、双窄脉冲形成环节构成。
14．若输入相电压为U2，单相桥式电路的脉冲间隔= 180 ，晶闸管最大导通=maxθ180 ，晶闸管承受的最大电压Udm= 0.9U2 , 整流电压脉动次数m= ; 三相半波电路的脉冲间隔= 120 , 晶闸管最大导通=maxθ 150 ，晶闸管承受的最大电压Udm= 1.17U2 ,整流电压脉动次数m= ;15．GTO、GTR、MOSFET、IGBT分别表示：可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管16．在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角大于30°时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二级管。
电力电子第三版习题及解答(doc 55页)
电力电子第三版习题及解答(doc 55页)第1章复习题及思考题解答1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。
其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。
其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。
其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。
电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。
其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。
其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。
研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。
电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。
1.2 为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。
为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。
例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。
电力电子课后习题详解
1-9 图 1-49 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 Im，试计算各波形的电流平均值 Id、电流有效值 I。
0
2 0
5
2 0
2
4
4
晶1闸-43管导电波形
答案：
a)
Ud＝－290.3（V） Id＝109.7（A）
γ＝8.90 P=31.85(W)
第 4 章 直流—直流（DC-DC）变换
4-2 在图 4-1（a）所示的降压斩波电路中，已知 E=200V，R=10Ω，L 值极大， Em=30V，T=50μs，ton=20μs，计算输出电压的平均值 Uo、输出电流平均值 Io。 答案：
Uo=80(V) Io=5(A)
4-4 在图 4-4（a）所示的升压斩波电路中，已知 E=50V，R=20Ω，L 值和 C 值极 大，T=40μs，ton=25μs，计算输出电压的平均值 Uo、输出电流平均值 Io。 答案：
Uo=133.3(V) Io=6.667(A)
4-6 分析图 4-10（a）所示的电流可逆斩波电路，并结合图 4-10（b）所示的波 形，绘制各阶段电流流通的路径并标明电流方向。
Id1 0.2717Im
I1 0.4767Im
b)
Id2 0.5434Im
I2 0.6741Im
c)
Id3=
1 4
Im
I3=
1 2
Im
1-10 一个 100A 的晶闸管，分别流过图 1-49（a）~（c）所示的波形的电流，若
不考虑安全裕量，各波形所允许的电流平均值是多少？相应的电流最大值 Im 是 多少？ 答案：
电力电子技术第五版课后习题及答案
电力电子技术第五版课后习题及答案第二章电力电子器件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Im π4π4π25π4a)b)c)图1-43图2-27 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c) I d3=π21⎰20)(πωt d I m =41 I m I 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m 2-5 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸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≈89.482 / 16 b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41I 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a1和a2，由普通晶阐管的分析可得,a1+a2=1是器件临界导通的条件。
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VT1 Ua UTb
VT2 U（-c） UT（-a）
VT3 Ub UTc
VT4 U（-a） UT（-b）
VT5 Uc UTa
VT6 U（-b） UT（-c）
△/Y-9
元件 阳极电压 同步电压
VT1 Ua UT（-b）
VT2 U（-c） UTa
VT3 Ub UT（-c）
VT4 U（-a） UTb
o o o
& 。以下类推 步信号，即 U Tb
T1 T2 T3 T4 T5 T6 Ua Ub Uc --Uc --Ua -- Ub UTb UTc UTa --UTa --UTb -- UTc 即：△/Y-3 同步变压器时，UTb UTc UTa 分接 Ua Ub-Uc △/Y-3 同步变压器时，-UTb -UTc -UTa 分接-Ua -Ub --Uc △/Y-3
第 2 章 习题 7．三相全控桥采用带滤波器的正弦波触发器，滤波滞后 60º，同步环节的晶体管采用 NPN 型硅管，主变压器连接组为△/Ｙ-5，同步变压器的连接组为△/Ｙ-3 和△/Ｙ-9，试求各 元件触发电路的同步电压，并列表表示。 答：
& 60 时信号作为 U & 的同 正弦波 NPN 管滞后 120 ，滤波已有 60 ，故应选滞后 U a a
（2）
I2 =
= 15.56...Id = I 2 / 1.57 = 9.9 A > IH 10 2 而 UTM = 220 2 = 311V > UR
故不能正常工作
220
（3） Id=150/1=150A>IH IT=Id=150A<1.57×100=157A 故能正常工作
16．说明 GTO 的关断原理。 答： 普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而 GTO 在导通后只能达到临界饱和，所 以 GTO 门极上加负向触发信号即可关断。 17．描述 GTR 的二次击穿特性。 答： GTR 的集电极电压升高至前面所述的击穿电压时，集电极电流迅速增大，这种首先出 现的击穿是雪崩击穿，被称为一次击穿。出现一次击穿后，只要 Ic 不超过与最大允许耗散 功率相对应的限度，GTR 一般不会损坏，工作特性也不会有什么变化。但是实际应用中常 常发现一次击穿发生时如果不有效地限制电流，Ic 增大到某个临界点时会突然急剧上升， 同时伴随着电压的陡然下降， 这种现象称为二次击穿。 二次击穿常常立即导致器件的永久损 坏，或者工作特性明显衰变，因而对 GTR 危害极大。 21．IGBT 有哪些突出优点？ 答： IGBT 将 MOSFET 与 GTR 的优点集于一身，既有输入 阻抗高、速度快、热稳定性好、 电压驱动型，又具有通态压降低、高电压、大电流的优点。 22．什么是 IGBT 的擎住现象？使用中如何避免？ 答： IGBT 由于寄生晶闸管的影响， 可能是集电极电流过大 （静态擎住效应） ， 也可能是 duce/dt 过大（动态擎住效应） ，会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使 IGBT 的漏极电流不超 过额定电流，或增加控制极上所接电阻 RG 的数值，减小关断时的 duce/dt，以避免出现擎住 现象。
5．型号为 KP100-3，维持电流 IH＝4mA 的晶闸管，使用在如图 1-38 电路中是否合理？ 为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量）
(a) 图 1-38
(b) 习题 5 图
(c)
答： （1）
Id =
100 = 0.002 A = 2mA < IH = 4mA 50 × 10 3
故不能维持导通
4．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工 作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？ 答： 晶闸管的门极参数 IGT、UGT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两 者会升高，故会引起题中所述现象。
夏天工作正常、冬天工作不正常的原因可能是电路提供的触发电流偏小，夏天勉强能触发，到冬天则 就不能满足对触发电流的要求了。冬天正常、夏天不正常的原因可能 是晶闸管的维持电流小，冬天勉强能 关断，到夏天不容易关断；或者，因所选用的晶闸管电压 偏低，到夏天管子转折电压与击穿电压值下降， 而造成硬开通或击穿。
VT5桥的主回路直接由三相电源经进线电抗器直接连到晶闸管 （可认为连接组 为 Y/Ｙ-12） ，同步变压器为△/Ｙ-1，△/Ｙ-7 连接组。触发器采用正弦波同步移相触发电路，
(1) PNP 管
Ua
UT a 同相位
(2) 主变为△/Y-5
故 BT 也选为△/Y-5。 考虑到滤波电路滞后 60°，因此 UTab 滞后 UAB90°，因此同步变压器连接组号为△ /Y-3
元件 阳极电压 同步电压
VT1 Ua UTa
VT2 U（-c） UT（-c）
VT3 Ub UTb
VT4 U（-a） UT（-a）
第1章
习题
3．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图 1-37 所示
图 1-37
问： （1）开关 S 闭合前灯泡亮不亮？（2）开关 S 闭合后灯泡亮不亮？（3）开关 S 闭合 一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？ 答： （1）不亮； （2）亮； （3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。
1）开关 S 闭合前，灯泡不亮；因为晶闸管门极没有正向门极电压，故晶闸管不能导通。 2）开关 S 闭合后灯泡亮；因为此时晶闸管门极加上了正向电压，而 U2 为交流电源，故只有当晶闸管 阳极承受正向电压时，晶闸管才导通，当晶闸管阳极电压为负时，不导通；但在电源为工频交流的情况下， 灯泡表现为始终亮。 3）开关 S 闭合一段时间后，再打开，灯泡不亮；因为当晶闸管阳极电压为负时，即使有正向的门极 电压，也会使晶闸管很快关断（晶闸管关断时间只有约 40us） ；打开 S 后，即使晶闸管阳极承受正向电压， 但因为门极没有正向电压，故晶闸管也不导通。
VT5 Uc UT（-a）
VT6 U（-b） UTc
9．图 2-18 中的锯齿波同步移相触发电路的同步环节采用 PNP 晶体管，RC 滤波网络的 移相角为 60º，求： 1）同步信号电 uTa 与对应的晶闸管阳极电压 ua 的相位关系。 2） 确定同步变压器的连接组， 同时列出晶闸管阳极电压和同步信号电压的对应关系表。 答：