大学科目《电力电子技术)各章节习题合集.pdf

第 1 章 习题 第 1 部分：填空题 1.电力电子技术是使用_器件对电能进行_的技术。2.电力电子技术是应用在_ 的电子技术。3.电能变换的含义是在输入与输出之间，将_、_、_、_、_中的一项以上加以改变。4.在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在_ 状态，这样才能降低 _。5.电力电子技术的研究内容包括两大分支：_ 技术和_技术。6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成_电路和对其进行控制的技术，以及构成_装置和_系统的技术。第 2 部分：简答题 1.什么是电力电子技术？2.电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？3.电力电子变换电路包括哪几大类？第 2 章 习题（1）第 1 部分：填空题 1.电力电子器件是直接用于 电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。2.主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担 的电路。3.电力电子器件一般工作在 状态。4.电力电子器件组成的系统，一般由 、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 。5.按照器件能够被控制的程度，电力电子器件可分为以下三类：、和 。6按照驱动电路信号的性质，电力电子器件可分为以下分为两类：和 。7.电力二极管的工作特性可概括为 。8.电力二极管的主要类型有 、。9.普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为 Hz 以下的整流电路。其反向恢复时间较长，一般在 以上。10.快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时间较长，一般在 以下。11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在 之间。12.晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论 ，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在 情况下，晶闸管才能导通；晶闸管一旦导通，就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流 。13.通常取晶闸管的UDRM和URRM中 的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压 倍。14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 。晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流称为 。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的称为 倍。15.晶闸管的派生器件有：、。16.普通晶闸管关断时间 ，快速晶闸管 ，高频晶闸管 左右。高频晶闸管的不足在于其 不易做高。17.晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。18.逆导晶闸管是将 反并联一个 制作在同一管芯上的功率集成器件。19.光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用 触发导通的晶闸管。光触发保证了主电路与控制电路之间的 ，且可避免电磁干扰的影响。第 2 部分：简答题 1.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？2.使晶闸管导通的条件是什么？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？第 3 部分：计算题 1.晶闸管在单相正弦有效值电压 220V 时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大?2.流经晶闸管的电流波形如题图 141 所示,其电流最大值为 Im。试计算电流波形的平均值、有效值。若取安全裕量为 2，问额定电流为 100A 的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？3.题图 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 c)图波形的电流平均值 Id3 与电流有效值 I3。如果不考虑安全裕量,问 100A 的晶闸管能送出的最大平均电流 Id3 为多少？这时，相应的电流最大值 Im3 为多少?第 2 章 习题（2）第 1 部分：填空题 1.GTO 的 结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。2.GTO 的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极 使其关断。3.GTO 导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度 ,导通时管压降 。4.GTO 最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为 ,该值一般很小，只有 左右，这是 GTO 的一个主要缺点。5.GTR 导通的条件是：且 。6.在电力电子电路中 GTR 工作在开关状态,在开关过程中，在 区和 区之间过渡时，要经过放大区。7.电力MOSFET导通的条件是：且 。8.电力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 、前者的饱和区对应后者的 、前者的非饱和区对应后者的 。9.电力 MOSFET 的通态电阻具有 温度系数。10.IGBT是由 和 两类器件取长补短结合而成的复合器件。11.IGBT导通的条件是：且 。12.IGBT的输出特性分为三个区域，分别是：区，区和 区。IGBT 的开关过程，是在 区和 区之间切换。13.IGCT由 和 两类器件结合而成的复合器件，目前正在与 IGBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代 在大功率场合的位置。14.将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为 。15.与单管器件相比，功率模块的优点是：、。16.功率集成电路将功率器件与 等信息电子电路制作在同一芯片上。17.功率集成电路实现了 和 的集成，成为机电一体化的理想接口。18.按照载流子参与导电的情况,，可将电力电子器件分为:、和 三类。19.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力 MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是 ，属于半控型器件的是 ，属于全控型器件的是 ,属于单极型电力电子器件的有 ,属于双极型器件的有 ,属于复合型电力电子器件得有 ,在可控的器件中，容量最大的是 ,工作频率最高的是 ,属于电压驱动的是 ,属于电流驱动的是 。20.画出下面电力电子器件的电气符号。电力二极管 晶闸管 GTO GTR IGBT 电力场效应管 第 2 部分：简答题 1.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？2.试说明 IGBT、GTR、GTO 和电力 MOSFET 各自的优缺点。第 3 章 直流-直流变换电路 习题（1）第 1 部分：填空题 1.直流斩波电路完成的是直流到 的变换。2.直流斩波电路中最基本的两种电路是 电路和 电路。3.斩波电路有三种控制方式：、和 ，其中最常用的控制方式是：。4.脉冲宽度调制的方法是：不变，时间变化，即通过导通占空比的改变来改变变压比，控制输出电压。5.脉冲频率调制的方法是:时间不变，变化，导通比也能发生变化，从而达到改变输出电压的目的。该方法的缺点是：的变化范围有限。输出电压、输出电流中的 不固定，不利于滤波器的设计。6.降压斩波电路中通常串接较大电感，其目的是使负载电流 。7.升压斩波电路使电压升高的原因：电感 L ，电容C 。8.升压斩波电路的典型应用有 和 等。9.升降压斩波电路和 Cuk 斩波电路呈现升压状态的条件是开关器件的导通占空比为 ；呈现降压状态的条件是开关器件的导通占空比为 。第 2 部分：简答题 1.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。2.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。第 3 部分：计算题 1.在题图 3-1 所示的降压斩波电路中，已知 E=100V，R=10，L 值极大，EM=20V，T=100s,ton=50s。1）画出输出电压 uo,输出电流 io,流过器件 V 的电流 iV以及流过二极管 VD 的电流 iVD。2）计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io，器件 V 上的平均电流 IV，及二极管 VD 上的平均电流 IVD。题图 3-1 2.设计题图 3-2 所示的 Buck 变换器。电源电压 Vs=220V，额定负载电流 11A，最小负载电流 1.1A，开关频率 20KHz。要求输出电压 Vo=110V；1）L 值和 C 值极大时，采用脉宽调制控制方式，求开关 T 的导通占空比及在 1个开关周期中的导通时间。并画出此时流过器件 T 的电流 iT以及流过二极管 D的电流 iD的波形。2)要求最小负载时电感电流不断流，且输出电压纹波小于 1%。计算输出滤波电感 L 和电容 C 的最小取值。题图 3-2 3.图 3-3 所示 Boost 变换器，输入电源电压 E=30V，输出电压被控为恒值 uo=60V，开关 V 的频率 fs=20kHz，电流 Iomax=20A，电流 Iomin=2A。1）L 值和 C 值极大时，采用脉宽调制控制方式，求开关 V 的导通占空比及在 1个开关周期中的导通时间。并画出此时流过器件 V 的电流 iV以及流过二极管 D的电流 iD的波形。2）要求变换器工作时电感电流连续，求最小升压电感L 值及输出电压纹波小于1%时的滤波电容 C。题图 3-3 4.在题图 3-3 所示的升压斩波电路中，已知 E=50V，L 值和 C 值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当 T=40s，ton=30s 时。1）画出输出电压 uo,输出电流 io,流过器件 V 的电流 iV以及流过二极管 VD 的电流 iVD。2）计算输出电压平均值 Uo，输出电流平均值 Io，器件 V 上的平均电流 IV，及二极管 VD 上的平均电流 IVD。第 3 章 直流-直流变换电路 习题（2）第 1 部分：填空题 1.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第 象限，升压斩波电路能使电动机工作于第 象限，斩波电路能使电动机工作于第 1 和第 2 象限。2.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第 象限。3.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个 斩波电路和一个 斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3 相 3 重斩波电路相当于 3 个 斩波电路并联。4.T 型双极式可逆斩波电路需要 电源供电，功率管承受的反向电压是电源电压的 倍。5.双极式桥式可逆斩波电路所输出的负载电压极性 ，故称双极式。单极式桥式可逆斩波电路所输出的负载电压极性 ，故称单极式。第 2 部分：简答题 1.复合斩波电路中的电流可逆斩波电路和桥式斩波电路在拖动直流电动机时，均能实现负载电流可逆的要求，那么二者有什么区别？2.多相多重斩波电路有何优点？3.T 型可逆斩波电路与H 型可逆斩波电路相比各有何优缺点？3.桥式可逆斩波电路的两种控制方式，即双极式和单极式，各有何优缺点？4.桥式可逆斩波电路如题图34 所示，电机为正向电动状态。题图 34 当电机处于低速轻载运行状态（即负载电流较小且正负交变），完成下题：（1）采用双极型控制方式时，画出 V1V4 驱动信号的波形，负载上电压和电流的波形；并在此基础上结合电流波形说明在一个周期内的不同区段上负载电流的路径以及在该区段内电机的工作状态。（2）单极控制方式时，画出 V1V4 驱动信号的波形，负载上电压和电流的波形；并在此基础上结合电流波形说明在一个周期内的不同区段上负载电流的路径以及在该区段内电机的工作状态。5.当电机分别处于反向电动工作状态和反向制动工作状态下，均为高速重载运行状态，重新完成 4 题。6.桥式可逆斩波电路，若控制信号占空比为，请推导采用双极型控制方式时和单极控制方式时负载电压平均值的表达式。第 3 部分：计算题 1.桥式可逆斩波电路如题图 34 所示，E200V，Uo100V。1）求双极型控制方式下的控制信号占空比。2）求单极型控制方式下的控制信号占空比。2.桥式可逆斩波电路如题图 34 所示，E200V，控制信号占空比为 50。1）求双极型控制方式下的输出电压平均值。2）求单极型控制方式下的输出电压平均值。第 3 章 直流-直流变换电路 习题（3）第 1 部分：填空题 1.带隔离变压器的 DC-DC 变换器的基本类型包括单端正激变换器和单端反激变换器，其中单端是指变压器磁通 变化。2.正激变换器是指在开关管 时电源将能量直接传送给负载。3.反激变换器是指在开关管 时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管 时再将磁能变为电能传送到负载。第 2 部分：简答题 1.画出隔离型 Buck 变换器的电路结构并简述其工作原理。2.隔离型 Buck 变换器在正常工作时为什么要设定最大占空比？3.画出隔离型 Buck-Boost 变换器的电路结构并简述其工作原理。4.为什么反激式变换器不能在空载下工作？第 3 部分：计算题 1.设计题图 35 所示的单端反激 DC/DC 变换器。输入直流电压 Vs=12V10%，开关频率 fs=100KHz，额定负载电流 1A，最小负载电流 0.1A，要求输出电压 Vo恒定为 48V，电压纹波小于 1%。选择变压器变比 N2/N14，当电源电压10%波动时，为了使输出电压恒定，占空比应在什么范围调节？题图 35 2.设计题图 36 所示的单端正激 DC/DC 变换器。输入直流电压 Vs=48V10%，开关频率 fs=100KHz，额定负载电流 1A，最小负载电流 0.1A，要求输出电压 Vo恒定为 12V，电压纹波小于 1%。N1N3 时，确定最大占空比，并确定升压比 N2/N1的允许范围？ovDDDoVL2*sVLi2i3i1i3OAN1N2N31FDCsiTCHB 题图 36 第 4 章 直流-交流变换器 习题（1）第 1 部分：填空题 1.把直流电变成交流电的电路称为_，当交流侧有电源时称为_，当交流侧无电源时称为_。2.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，换流可以分为两类，即外部换流和_，进一步划分，前者又包括_和_两种换流方式，后者包括_和_两种换流方式。适用于全控型器件的换流方式是_。3.逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为_，当直流侧为电流源时，称此电路为_。4.半桥逆变电路输出交流电压的幅值Um 为_Ud，全桥逆变电路输出交流电压的幅值 Um 为_Ud。5.单相全桥方波型逆变电路，180 度导电角的控制方式下，改变输出交流电压的有效值只能通过改变 来实现，改变 可改变输出交流电频率。为防止同一桥臂的上下两个开关器件同时导通而引起直流侧电源短路，在开关控制上应采取 的措施。6.三相电压型逆变电路中，180 度导电角的控制方式下，每个桥臂的导电角度为_，各相开始导电的角度依次相差_，在任一时刻，有_个桥臂导通。7.电压型逆变电路一般采用_器件，换流方式为_；电流型逆变电路中，较多采用_器件，换流方式有的采用 _，有的采用_。8.三相电流型逆变电路的基本工作方式是 120 度导电方式，按 VT1 到 VT6的顺序每隔_依次导通，各桥臂之间换流采用 _换流方式，在任一时刻，有_个桥臂导通。第 2 部分：简答题 1.画出逆变电路的基本原理图并阐述其原理。2.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？3.换流方式各有那几种？各有什么特点？4.什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。5.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？第 3 部分：画图题 1.如题图 4-1 所示为一个三相桥式电压型逆变电路：题图 4-1 当该电路采用输出为方波的 180导电方式时，试画出 V1V6 驱动信号的波形以及 UUN和 UUV的波形。第 4 章 直流-交流变换器 习题（2）第 1 部分：填空题 1.PWM 控制的理论基础是 原理，即 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。2.根据“面积等效原理”，SPWM 控制用一组 的脉冲（宽度按 规律变化）来等效一个正弦波。3.PWM控制就是对脉冲的_进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM 波是等效_波形，SPWM 控制得到的是等效_波形。4.PWM 波形只在单个极性范围内变化的控制方式称_控制方式，PWM波形在正负极性间变化的控制方式称_控制方式，三相桥式 PWM 型逆变电路采用_控制方式。5.SPWM 波形的控制方法：改变调制信号ur的 可改变基波幅值；改变调制信号ur的 可改变基波频率；6.得到 PWM 波形的方法一般有两种，即_和_，实际中主要采用_。7.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM 调制方式可分为_和_。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用_方法，在高频输出时采用_方法。8.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成 SPWM波形的方法称_，实际应用中，采用_来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。9.正弦波调制的三相 PWM 逆变电路，在调制度为最大值 1 时，直流电压利用率为_，采用_波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入_。10.PWM 逆变电路多重化联结方式有_和_，二重化后，谐波地最低频率在_c 附近。11.从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。电压型逆变电路多用_多重方式；电流型逆变电路多采用_多重方式。12.PWM 跟踪控制法有_方式、_方式和_方式三种方式；三种方式中，高次谐波含量较多的是_方式，用于对谐波和噪声要求严格的场合的是_方式。第 2 部分：简答题 1.试说明 PWM 控制的基本原理。2.单极性和双极性 PWM 调制有什么区别？三相桥式 PWM 型逆变电路中，输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压 SPWM 波形各有几种电平？3.试简单比较 PWM 控制中的计算法和调制法的特点。4.试简述线电压控制的定义、目的和两相控制方式的优点。5.特定谐波消去法的基本原理是什么？设半个信号波周期内有10个开关时刻（不含 0 和时刻）可以控制，可以消去的谐波有几种？6.什么是异步调制？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？7.什么是SPWM 波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？8.单相和三相 SPWM 波形中，所含主要谐波频率为多少？9.如何提高 PWM 逆变电路的直流电压利用率？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？采用三角波比较方式电流跟踪型逆变电路有何特点？11.逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合？12.多电平逆变电路的优点是什么？适用于什么场合？13.简述 PWM 逆变电路多重化的目的。第 3 部分：计算题和画图题 1.设题图 4-1 中半周期的脉冲数是 5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。题图 4-1 2.题图 4-2 所示的单相全桥逆变电路工作于双极性 SPWM 模式。设载波比N=9 要求：在题图 4-3 中画出 1 个调制信号波周期内的开关控制信号波形和输出电压 uO的波形。题图 4-2 urucuOtug1Udug4ug2ug3uo-Udttt 题图 4-3 第 5 章 交流-直流变换器 习题（1）第 1 部分：填空题 1.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 的最大移相范围是 。2.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 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）。3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，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，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 。4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角 大于不导电角时，晶闸管的导通角=;当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=。5.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，只是后者适用于 输出电压的场合。6.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为 ，随负载加重 Ud逐渐趋近于 ，通常设计时，应取 RC T，此时输出电压为 Ud U2(U2 为相电压有效值)。7.填写下表 电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值 移相范围电阻阻感（L极大）续流二极管电阻阻感（L极大）电阻大电感电阻阻感（L极大）续流二极管单相全波单相半控桥单相整流电路比较单相半波单相全控桥 第 2 部分：简答题 1.如题图 5-1 所示的单相桥式半控整流电路中可能发生失控现象，何为失控，怎样抑制失控？题图 5-1 题图 5-2 2.单相全波可控整流电路与单相桥式全控整流电路从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的，那么二者是否有区别呢？3.题图 5-2 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 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相同。第 3 部分：计算和画图题 1.单相桥式全控整流电路，U2100V，负载中 R2，L 值极大，当 30时，要求：作出 ud、id、和 i2 的波形；求整流输出平均电压 Ud、电流 Id，变压器二次电流有效值 I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。2.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值 U2220V，控制角 rad,负载电阻 Rd5,试求：（1）输出电压的平均值 Ud；（2）输出电流有效值 I。3.晶闸管串联的单相半控桥（桥中 VT1、VT2 为晶闸管，电路如题图 5-3 所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2，L 值很大，当=60时求流过器件电流的有效值，并作出 ud、id、iVT、iD 的波形。题图 5-3 第 5 章 交流-直流变换器 习题（2）第 1 部分：填空题 1.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UFm等于 ，晶闸管控制角 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)。2.三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 。3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是 的相电压；这种电路角的移相范围是 ，ud波形连续得条件是 。4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续和连续的临界条件是 ，电路中的二极管承受的最大反向电压为 U2。5.填写下表电路名称电路结构图负载电压波形整流电压平均值移相范围电阻阻感（L极大）电阻阻感（L极大）三相整流电路比较三相半波三相全控桥 第 2 部分：简答题 1.三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？2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发角都是，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是阿相，在相位上差多少度？3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电压du波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？4.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，要求的晶闸管移相范围分别是多少？第 3 部分：计算和画图题 1.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值 U2400V，负载电阻 Rd10,控制角rad,试求：（1）输出电压平均值 Ud；（2）输出电流平均值 Id。2.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 ud的波形。3.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L 值极大，当=60时，要求：画出 ud、id和 iVT1的波形；计算 Ud、Id、IdT和 IVT。4.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L 值极大，当=60时，要求：画出 ud、id和 iVT1的波形；计算 Ud、Id、IdT和 IVT。提示：可在下图基础上绘制波形图。tOuaubuc uduabuacubcubaucaucbuabuactO 第 5 章 交流-直流变换器 习题（3）第 1 部分：填空题 1.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当从 090变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随的增大而 ，当从90180变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随的增大而 。2.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感 L为足够大。当30时，三相电流有效值与直流电流的关系为 I Id，交流侧电流中所含次谐波次数为 ，其整流输出电压中所含的谐波次数为 。3.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值 。4.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于 的场合，当它带电感负载时，移相范围是 ，带电阻负载时，移相范围是 ；如果不接平衡电抗器，则每管最大的导通角为 ，每管的平均电流为 Id。5.多重化整流电路可以提高 ，其中移相多重联结有 和 两大类。6.PWM 整流电路可分为 和 两大类，目前研究和应用较多的是 PWM 整流电路。7.PWM 整流电路的控制方法有 和 ，基于系统的静态模型设计、动态性能较差的是 ，电流响应速度快、系统鲁棒性好的是 。第 2 部分：简答题 1.无功功率和谐波对公用电网分别有那些危害？2.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？3.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？4.单相桥式不可控整流带电容滤波电路和三相桥式不可控整流带电容滤波电路，它们交流侧谐波组成有什么规律？5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？6.整流电路多重化的主要目的是什么？7.变压器漏感对整流电路有何影响？8.什么是 PWM 整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？9.在 PWM 整流电路中，什么是间接电流控制？什么是直接电流控制？第 3 部分：计算题 1.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带阻感负载，R=5，L 值极大，当 =60时，回答下列问题。（1）变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？（2）求整流电路交流侧功率因数。（提示：有关电流波形及其傅立叶级数）2.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L=，U2=220V，=60，当LB=0 和LB=1mH 情况下分别求 Ud、Id 的值，后者还应求。第 5 章 交流-直流变换器 习题（4）第 1 部分：填空题 1.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为 ，欲实现有源逆变，只能采用 型可控整流电路，当控制角 0时，整流电路工作在 状态；时，整流电路工作在 状态。2.在整流电路中，能够实现有源逆变的有 、等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是 和 。3.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组 ，当电流断续时，电动机的理想空载转速将 ，随的增加，进入断续区的电流 。4.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作 运行，电动机 转，正组桥工作在 状态；当其处于第四象限时，电动机做 运行，电动机 转，组桥工作在逆变状态。5.大、中功率的变流器广泛应用的是 触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即 、和 。第 2 部分：简答题 1.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？2.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？3.锯齿波触发电路由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？4.画出双桥反并联可逆直流拖动系统的结构简图,当电机在 4 个象限的运行时，说明其运行方式,并在图中标出工作桥的工作状态及电压、电流方向和电能的传递方向。第 3 部分：计算题 1.三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=220V，当EM=-400V，=60时求 Ud、Id的值，此时送回电网的有功功率是多少？作出 ud的波形。2.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=100V，当 EM=-99V，=60时求 Ud、Id的值。作出 ud的波形。第 6 章 交流交流变换器 习题（1）第 1 部分：填空题 1.改变频率的电路称为 ，变频电路有交交变频电路和 电路两种形式，前者又称为 ，后者也称为 。2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为 ，随的增大，Uo ，功率因数 。3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角(=arctan(L/R)时,VT1的导通时间 ,VT2 的导通时间 。4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR 属于 联结方式，TCR 的控制角的移相范围为 ，线电流中所含谐波的次数为 。5.晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻的原则是：。第 2 部分：简答题 1.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？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？3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？4.三相交流调压电路采用三相四线接法时，存在何种问题？5.三相交流调压电路采用三相三线接法带电阻负载时，试分析电流的谐波情况。6.什么是 TCR，什么是 TSC？它们的基本原理是什么？各有何特点？7.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。8.交流调功电路中电流的谐波有何特点？第 3 部分：计算题 1.调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的 80%，50%时的开通角。2.采用两晶闸管反并联相控的交流调压电路，输入电压 Ui220V，负载电阻 R5W。如12/3,求：(1)输出电压及电流有效值(2)输出功率(3)单个晶闸管的电流有效值(4)电路的功率因数 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=0.5，L=2mH。试求：控制角 的移相范围；负载电流的最大有效值；最大输出功率及此时电源侧的功率因数；4.采用两晶闸管反并联相控的交流调功电路，输入电压 Ui220V，负载电阻 R5W。晶闸管导通 20 个周期，关断 40 个周期。求:(1)输出电压有效值 Uo,(2)负载功率 Po,(3)电路的功率因数。第 6 章 交流交流变换器 习题（2）第 1 部分：填空题 1.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为 。2.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由 决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据 决定的。3.当采用 6 脉波三相桥式电路且电网频率为 50Hz 时，单相交交变频电路的输出上限频率约为 。4.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即 和 ，其中主要用于中等容量的交流调速系统是 。5.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是 器件；控制方式是 。第 2 部分：简答题 1.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。2.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？3.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不同？4.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？5.三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？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？7.试述矩阵式变频电路的基本原理和优缺点。为什么说这种电路有较好的发展前景？第 7 章 辅助元器件和系统 习题 第 1 部分：填空题 1.抑制过电压的方法之一是用 吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于 功率装置的保护。2.IGBT 的通态压降在 1/2 或 1/3 额定电流以下区段具有 温度系数，在 1/2 或 1/3 额定电流以上区段具有 温度系数。并联使用时具有电流的 能力，易于并联。3.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻 R 是 措施，给每只管子并联 RC 支路是 措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用 的方法。4.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用 型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。第 2 部分：简答题 1.晶闸管的触发电路有哪些要求？2.GTO 与 GTR 同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？3.IGBT、GTR、GTO 和电力 MOSFET 的驱动电路各有什么特点？4.说明电力电子装置中产生过电压和过电流的原因。各举出 3 种常用的过电压和过电流保护措施，画出它们的配置简图，并说明其工作原理。5.如何防止电力 MOSFET 因静电感应应起的损坏？6.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析 RCD 缓冲电路中各组件的作用。7.全控器件的的安全工作区是如何定义的？如题图 7-1 所示，GTR 带电感性负载时，如果不接二极管 VD 会产生什么问题？有了二极管 VD 是否还要加缓冲电路呢？题图 7-1 8.画出 RCD 型缓冲电路的结构，并说明有、无缓冲电路时，器件关断时各应按照那条负载线转移，标出转移的方向，并说明理由。A D C B u CE i C O 题图 7-2 关断时的负载线 9.简述电力电子装置的辅助元器件及系统中电感（电抗器）、变压器、滤波器、散热系统、辅助电源及控制系统的作用。第 8 章 组合变流电路 习题 第 1 部分：填空题 1.间接交流变流电路主要可分为两类，一类是输出电压和频率均可变的 电路，主要用作 ；另一类是输出交流电压大小和频率均不变的 电路，主要用作 。2.间接交流变流电路由 、和 构成，目前中小容量的逆变器基本采用 控制。3.对于笼型异步电机的定子频率控制方式，有 控制、控制、控制、控制等。4.间接直流变流电路分为 和 电路两大类，在前种电路中，变压器中流过的是 ；在后者中，变压器中的电流为 。5.单端电路有 和 两种电路，双端电路有 、和 三种电路。4.双端电路种常见的整流电路形式为 电路和 电路。一般在输出电压较低的情况下采用 ；在高压输出的情况下，采用 ；当电路输出电压非常低时，可采用 电路。10.从输入输出关系来看，开关电源是一种 装置，由于开关电源采用了工作频率较高的 ，使其变压器和滤波器都大大减小。第 2 部分：简答题：1.什么是组合变流电路？2.试阐明如题图8-1所示间接交流变流电路的工作原理，并说明该电路有何局限性。题图 8-1 3.试分析如题图 8-2 所示间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。题图 8-2 4.试说明如题图 8-3 间接交流变流电路是如何实现负载能量回馈的。题图 8-3 5.何为双 PWM 电路？其优点是什么？6.传统调速传动方式的主流是晶闸管直流电动机传动系统，这种系统有何缺点？7.何为 UPS？试说明如题图 8-4 所示 UPS 系统的工作原理。题图 8-4 8.试画出间接直流变流电路的结构并简述采用这种结构的原因。9.对于间接直流变流电路，分析全桥、半桥电路中的开关器件在工作中承受的最大电压和平均电流。全桥和半桥电路对驱动电路有什么要求？10.对于间接直流变流电路中双端电路的整流电路，试分析全波整流电路和全桥整流电路各自的特点。分析全桥整流电路和全波整流电路中二极管承受的最大电压和平均电流。11.试比较各种不同形式的间接直流变流电路的特点。