《电力电子技术》第四版王兆安 黄俊 机械工业出版课后答案
《电力电子技术》习题答案 王兆安
第2章 电力电子器件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。
2π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430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 mI 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I mb) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I mI 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741Imc) I d3=π21⎰2)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰22)(21πωπt d I m =21 I 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=41 I 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。
电力电子技术习题答案-王兆安--西安交通大学--电力电子技术答案
电力电子技术课后习题答案第1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 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 =πm I (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=78.55. 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(第四版)课后答案
第5章逆变电路5.l.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阿,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。
5.2.换流方式各有那儿种?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追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。
5.3.什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持点是: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。
而交流侧输出电压波形和相位则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,直流测电惑起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
电力电子技术基本概念和基础知识练习带答案(大工复习)
电力电子技术基本概念和基础知识练习：（王兆安、黄俊第四版）第1章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在_开关_状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为_开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统，一般由_控制电路_、_驱动电路_、_电力电子器件_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路_。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型_ 、双极型、_复合型_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_加正向压降导通、加反向压降关断_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_肖特基二极管_、_快恢复二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为_阳极和阴极_ 正向有触发则导通、反向截止_关断_ 。
9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_＞_IH 。
10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM_＜_Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.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_开通_ 。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截至区_、前者的饱和区对应后者的_放大区__饱和区_。
15.电力MOSFET的通态电阻具有_正_温度系数。
16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略降_，开关速度_小于_电力MOSFET17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是_智能功率集成电路_。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压型_和_电流型_两类。
电力电子技术第四版课后题答案第七章
答：根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。
准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式。
4．在零电压转换PWM电路中，辅助开关S1和二极管VD1是软开关还是硬开关，为什么？
答：在S1开通时，uS1 不等于零；在S1关断时，其上电流也不为零，因此S1为硬开关。由于电感Lr的存在，S1开通时的电流上升率受到限制，降降到零，自然关断，因此VD1为软开关。
零电压开关准谐振电路的基本开关单元 零电流开关准谐振电路的基本开关单元
零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。
第7章 软开关技术
1．高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量？为什么提高关频率可以减小变压器的体积和重量？
答：高频化可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效的降低装置的体积和重量。使装置小型化，轻量化是高频化的意义所在。提高开关频率，周期变短，可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小，从而减轻了滤波器的体积和重量；对于变压器来说，当输入电压为正弦波时，U=4.44.f.N.B.S，当频率f提高时，可减小N、S参数值，从而减小了变压器的体积和重量。
零电压转换PWM电路的基本开关单元 零电流转换PWM电路的基本开关单元
电力电子技术第四版课后答案
电力电子技术第四版课后答案第一章 电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或者U AK >0且U GK >01.2 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。
1.3 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Im , 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解:a) Id1=Im 2717.0)122(2Im )(sin Im 214≈+∏=∏⎰∏∏t ω I1=Im 4767.021432Im )()sin (Im 2142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ b) Id2=Im 5434.0)122(2Im )(sin Im 14=+=∏⎰∏∏wt d t ϖ I2=Im 6741.021432Im 2)()sin (Im 142≈∏+=∏⎰∏∏wt d t ϖ c) Id3=⎰∏=∏20Im 41)(Im 21t d ω I3=Im 21)(Im 21202=∏⎰∏t d ω1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?解:额定电流I T(A V)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知a) Im135.3294767.0≈≈I A,Id1≈0.2717Im1≈89.48Ab) Im2,90.2326741.0A I ≈≈ Id2A 56.1262Im 5434.0≈≈c) Im3=2I=314 Id3=5.783Im 41= 1.5.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1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通 的条件。
电力电子技术及应用习题答案
部分习题参考答案第3章1. U o = 1.5V ，I o = 3A ，I max = 3.01A ，I min =2.99A 。
2. I R = 16A ，I S = 16.8A ，I D =3.2A ，I C = 0，P o = P i = 2.56kW 。
3. D 的变化范围：0.505～0.617，L = 0.168mH ，C = 55.44F μ，L = 0.031mH ，D = 0.25，η = 94%。
4. 9H μ5. I R = 2A ，I S = I L = 10A ，I D = 2A ，I C = 0，P o = P i = 1kW 。
6. D max = 0.5；D max = 0.62，可以。
8. 0.3，间断电流方式。
9. 当0<D <0.5时，降压斩波；当0.5<D <1时，升压斩波。
10. Δi L1/I L1 = 13.4%，Δi L2/I L2 = 6.7%，Δv C1/V C1 = 8.87%。
第4章6. 300V 。
7. 120D d π。
8. (1)43.24V ；(2)6.1A ；(3)186W 。
14. 343.98V ，243.23V ，297.89V ，210.64V ；595.79V ，421.29V ，515.96V ，364.84V 。
15. 487.4V ，82.07A 。
21. 80.7V ，53.8A 。
29. 623.54V 。
30. 提示：主电路通过DC/DC 变换再用桥式逆变电路，并要有相应的保护；控制电路用单片机或专用集成芯片。
36. 提示：设计包括整流电路、逆变电路、保护电路、缓冲电路、驱动电路、滤波电路和散热器的选择和计算。
第5章5. d 78V U =，d 39A I =，2d 39A I I ==；d 78V U =，d 9A I =，29A I =。
10. d 20.274U U =。
12. d d dT T 58.5V 11.7A 3.9A 6.75A U I I I ====，，，。
机械工业出版 王兆安 黄俊 电力电子技术答案
电力电子技术习题解答习题一1、晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管关断的条件是什么，如何实现？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（U AK>0），并在门极施加触发电流（U GK>0）。
要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2、有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？答：这是由于晶闸管的阳极电流I A没有达到晶闸管的擎住电流（I L）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。
在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。
3、图1-32中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值、有效值。
如不考虑安全裕量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d各为多少？(f)图1-32 习题3附图最终修改日期：2020-2-3 第1 页共36 页最终修改日期：2020-2-3 第 2 页 共 36 页 解：（a ）011sin()()20.318322m da m m m I I I t d t I I πωωπππ===≈⎰2m a I I === 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则2157314()m I A =⨯=； 平均值为：100mda I I A π==。
（b ）012sin()()0.6366db m m m I I t d t I I πωωππ==≈⎰b I =额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则157222()m I A =≈； 平均值为：0.6366141.33()db m I I A =≈。
（c ）313sin()()0.47752dc m m m I I t d t I I ππωωππ==≈⎰0.6342c m I I I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157247.56()0.6342m I A =≈； 平均值为：0.4775118.21()dc m I I A =≈。
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第二次作业答案
1、单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2=100,求当a＝0°和 60°时的负载电流Id，并画 出ud与id波形。
解：1) α = 0 时,电流连续
u2
= uL
=
L
d id dt
d id = u2 = 2U 2 sinϖ t
解： ① ud、id和i2的波形与第 3 题相同
② U d = 0.9U 2 cosα = 0.9 ⋅100 ⋅ cos 30o = 77.9 V
Id
= Ud − E R
=
77.9 − 60 2
= 8.97
A
I 2 = I d = 8.97 A
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③ 晶闸管峰值为 2U 2 = 141.4 ，考虑 2 倍安全裕量 得U e = 141.4 × 2 = 282.8 V
dt Lnϖ t dϖ t ϖL
id =
2U 2 (− cosϖ t) + A ϖL
由ϖ t = 0 时, id = 0 得: A =
2U 2 ϖL
∫ 则
id =
2U 2 ϖL
(1 − cosϖ t) 代入 I d
=
1 2π
2π 0
id
dϖ
t
2) α = 60 时,电流断续
∫ IT =
1 2π
π +α I 2 d dϖt =
α
1 2
Id
=
27.56 A
由 IT
= 1.57TT ( AV ) 得 I T ( AV )
=
27.56 1.57
= 17.55A ，考虑安全裕量取
IT ( AV ) = 17.55 × 2 = 35.1A
4、 单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周期内承受的电压波形。
解：
解：
①
② U d = 0.9U 2 cosα = 0.9 ⋅100 ⋅ cos 30o = 77.9 V
Id
= Ud R
= 77.9 = 39.0 A 2
∫ I2 =
1 π
π
+α
I
2 d
dϖt
α
= Id
= 39.0 A
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③晶闸管峰值为 2U 2 = 141.4 ，考虑 2 倍安全裕量 得U e = 141.4 × 2 = 282.8 V
② ud与id波形如下，与单相全控时相同。
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电阻负载
电感负载
3、单相桥式全控整流器电路，其中，U2=100V，负载中R＝2Ω,L值极大，当a＝30°时，要求： ①作出ud、id和i2的波形； ②求整流输出平均电压Ud、电流Id，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。
①晶闸管承受的最大反向电压为 2 2U 2 ；
②当负载为电阻和电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控时相同。
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解：如上图，变压器二次侧中心抽头，两个二次绕组在一个周期内轮流有大小相等、方向相反的电流流 过，其直流安匝是相互抵消的，故不会引起直流磁化。
① 以 uVT1 为例，当VT1导通时 uVT1 = 0 VT2导通时 uVT1 = 2 u2 VT1, VT2都不导通时 uVT1 = u2 ，其承受的最大反向电压为 2 2U 2 ，波形如下
∫ IT =
1 2π
π +α I 2 d dϖt =
α
1 2
Id
=
6.34 A
由 IT
= 1.57TT ( AV ) 得 IT ( AV )
=
6.34 1.57
=
4.04 A ，考虑安全裕量取
IT ( AV ) = 4.04 × 2 = 8.08 A
6、 单相半控桥如图所示，U2 ＝100V，电阻电感负载，2Ω,L值极大，当a＝60°时求流过器件中电流的有 效值，并作出ud、id、iVT、iVD的波形。
解：
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Ud
=
0.9U
2
1
+
cos 2
α
= 0.9 ⋅100 ⋅ 1.5 = 67.5 V 2
Id
= Ud R
= 33.75 A
IT =
π −α 2π I d
=
Id 3
= 19.48
A
ID =
π +α 2π
Id
=
2I d = 27.55 A 3
7、 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载和阻感负载下整流电压ud的波形。
解：
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第三次作业答案
5、 单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R=20Ω,L值极大，反电动势E＝60V，当a＝30°时，要 求： ①作出ud、id和i2的波形； ② 求整流输出平均电压Ud、电流Id，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。
得 I d = 22.4 A
由 id =
2U 2 (− cosϖ t) + A ϖL
当ϖ t = α 时,得: id = 0
A = 2U 2 cosα ϖL
则
id =
2U 2 (cosα − cosϖ t) 代入下式 ϖL
∫ I d
=
1 2π
2π α
−α
id
dϖ
t
得 I d = 13.65 A
2、下图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：