思考题与习题
1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT 和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。
（1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。
（2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。
（3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。
（4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。
（5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。
（6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。
（7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。
（8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。
2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO（可关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT等电力电子器件的性能，回答下列问题：
（1）哪种器件的工作频率最高？
（2）哪种器件的容量较小？
（3）哪种器件既可由控制信号正向开通，也可由控制信号反向开通？
（4）哪些是半控器件？
（5）哪些是全控器件？
（6）Ron是哪种器件的参数？
（7）哪种器件的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似，而且它的输出特性与GTR的输出特性类似？
（8）在器件的通态电流与300A条件下，为了将它关断，哪种器件的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值应超过60A？
（9）如果在静态（电流、电压、控制信号的幅值和电路参数保持不变）条件下，测得一个器件的控制极电压为+10V，主电路的电流为20A，主回路的管压降为200mV。问：它属于哪种器件？
（10）如果希望在每个工作周期内，器件导通和关断的持续时间各为约10ms,那么，哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间必须大于5ms？而另外哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间可小于5ms？
3. 普通晶闸管（SCR）与负载电阻串联接单相交流市电，其标称值为220V（有效值），电网电压波动不超过20%。试计算晶闸管实际承受的最高反向电压是多少？若考虑晶闸管的安全裕量电压（安全裕量可按2.5倍考虑），则应选用额定电压不少于多少伏的晶闸管？
4. 设上题中晶闸管的通态平均电流为100A，若晶闸管的电流安全裕量按1.5或2倍考虑，试分别计算导通角为180°和90°时，允许流过晶闸管的峰值电流各是多少？
5. 设①单相桥式②单相双半波③三相桥式二极管整流电路④单相桥式全控⑤单相桥式半控⑥三相桥式可控整流电路的交流输入相电压之有效值为U IN，频率为50Hz，负载为R L，试分析比较这6种整流电路（不包括电流变压器和滤波元件）的性能，回答下列问题：
（1）哪几种整流电路输出电压的纹波因数最小？
（2）哪几种整流电路输出电压的纹波因数最大？
（3）哪几种整流电路最简单？
（4）哪几种整流电路最复杂？
（5）哪几种整流电路的效率最高？
（6）哪几种整流电路输出电压的最低次谐波的频率最高？它是多少Hz？
（7）哪几种整流电路输出电压的平均值最高？
（8）哪几种整流电路输出电压的平均值可调（设U IN和R L不变）？
（9）当U IN变化20%时，哪几种整流电路输出电压平均值的变化可小于3%？
（10）哪几种整流电路的功率因数低？
（11）哪几种整流电路的对交流输入电源造成的干扰小？
（12）如果在整流电路的输出与R L之间串接平波电感L，并希望在I RL 达100A时R L两端电压的纹波因数小于1%，问：选用哪种整流电路所需L 的电感量最小？
6. 单相桥式二极管整流电路的交流输入电压有效值为220V，分别计算下列两种不同负载条件下整流输出电压的平均值U d、负载电流的平均值I d、
每只整流二极管电流的平均值I DT和有效值I T：
（1）负载为纯阻性，R=10Ω。
（2）负载为电阻与电感相串联，R=10Ω，L可视为无穷大。
7. 由晶闸管构成的单相桥式全控整流电路的交流输入电压之有效值为
100V，负载R=2Ω，L可视为无穷大，反电动势E=50V。试求α=30°时整流输出电流的平均值I d、每只晶闸管电流的平均值I dT和有效值I T。
8. 设晶闸管三相桥式可控整流电路输出带阻感负载，R=10Ω，L可视
为∞？，它的三相交流输入线电压之有效值和全控整流输出电压之平均值分别为U lL和U d，U lL随电网电压波动的变化范围是320V至420V，晶闸管的导通压降可视为0，试求：
（1）若α=0，U d的变化范围是什么？
（2）若希望通过调节α，使U d稳定在400V，那么α应在什么范围内调节？在这种情况下下流过每只晶闸管的电流之最大有效值是多少？
（4）设控制器通过恰当调节T1和T2的控制角α使
u的平均值等于
d
150V不变，则T1的额定电流临界值（不包括安全裕量）约为何值？
9. 电力电子技术中的逆变器和变频器的基本功能各是什么？它们主电
路的基本原理各是什么？它们具有什么共同的理论基础？
10. 变频可分为哪两大类？各有何特点？
第一章
填空题：
1.电力电子器件一般工作在________状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。
3.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________。
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________、________、________三类。
5.晶闸管的基本工作特性可概括为 ____ 正向有触发则导通、反向截止 ____ 。
6.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。
7.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM________Ubo。
8.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
9.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
10.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________。
11.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________。
12.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。
13.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。
14.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________和________两类。
15.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________。
简答题：
16.使晶闸管导通的条件是什么？
17.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？
18.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？
19.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33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？
计算题：
20.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 ?
21.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示。试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。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？
22.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，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
23.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Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少 ?
第二章
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α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α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，α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，α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α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =________; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ =________。
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U Fm等于
________，晶闸管控制角α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)。
7.三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，α的移相范围为________。
8.三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 α 角的移相范围是________，u d波形连续得条件是________。
9.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值
________。
10.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。
11.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 α 从0°～90°变化时，整流输出的电压u d的谐波幅值随 α 的增大而________，当 α 从90°～180°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 α 的增大而________。
12.三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 α ＝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________。
13.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________I d。
14.多重化整流电路可以提高________，其中移相多重联结有________和________两大类。
15.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________电路，当控制角 0< α < π /2 时，电路工作在________状态； π /2< α < π 时，电路工作在________状态。
16.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________。
17.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________。
简答题：
18.如题图2-21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？
19.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？
20.三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其向量如题图2-23所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？
21.题图2-26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：①晶闸管承受的最大反向电压为2；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。
22.变压器漏感对整流电路有何影响？
23.无功功率和谐波对公用电网分别有那些危害？
24.整流电路的输出电压和电流是周期性的非正弦波，试以 为例，分析此时整流电压、电流中的谐波关系。
计算题：
41.晶闸管通态平均电流I T=100A，当流过晶闸管的实际电流如题图2-41所示, 求允许平均电流I d的值(不考虑环境温度与安全裕量)?
46.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U2＝220V，控制角 α ＝π/3 rad,负载电阻R d＝5W,试求：（1）输出电压的平均值 U d；（2）输出电流有效值I。
47.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2＝400V，负载电阻R d＝10W, 控制角 α＝ π/2 rad, 试求：（1）输出电压平均值U d；（2）输出电流平均值I d。
第三章
填空题：
1.直流斩波电路完成得是直流到________的变换。
2.直流斩波电路中最基本的两种电路是________和________。
3.斩波电路有三种控制方式：________、________和________。
4.升压斩波电路的典型应用有________和________等。
5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。
6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有________、________和________。
7.Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：
________的电源电流和负载电流均连续，________的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为________极性的。
8.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，________电路能使电动机工作于第1和第2象限。
9.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。
10.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。
计算题：
21.在题图3-21所示的升压斩波电路中，设E＝100V，R＝250W，α＝0.8，C＝∞。
(1)计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。
(2)计算输入输出功率。
22.如题图3-22所示降压斩波电路，设输入电压为200V，电感L是100mH, 电容C 无穷大，输出接10W的电阻，电路的工作频率是50kHz，全控器件导通占空比α为0.5，求：
(1)输出直流电压U o，输出直流电流I o。
(2)流过IGBT的峰值电流。
(3)如果将IGBT的峰值电流减小为输出直流电流I o的110％，应改变什么参数，它的值是多大。
第四章
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α的移相范围为________，随 α 的增大，Uo________，功率因数λ________。
3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜?(?=arctan(ωL/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 α 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：________。
6.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________。
7.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。
8.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________。
9.三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________。
10.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________。
简答题：
12.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？
13.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？
14.三相交流调压电路采用三相四线接法时，存在何种问题？
15.三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。
17.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。
18.交流调功电路中电流的谐波有何特点？
19.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。
计算题：
28.采用两晶闸管反并联相控的交流调功电路，输入电压U i＝220V，负载电阻R＝5W。晶闸管导通20个周期，关断40个周期。求:
(1)输出电压有效值U o,
(2)负载功率P o,
(3)输入功率因数cos?i。
29.采用两晶闸管反并联相控的交流调压电路，输入电压U i＝220V，负载电阻R＝5W。如α1＝α2＝2π/3,求：
(1)输出电压及电流有效值,
(2)输出功率，
(3)晶闸管的平均电流，
(4)输入功率因数。
30.采用两晶闸管反并联相控的单相调压电路，输入为市电，负载为RL串联,R＝1Ω,L＝5.5mH。求：
(1)控制角移相范围，
(2)负载电流最大值，
(3)最大输出功率，
(4)最大功率因数。
第五章
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。
3.适用于全控型器件的换流方式是________，由换流电路内电容直接提供换流电压的换流方式称为________。
4.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________。
5.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 。
6.三相电压型逆变电路中，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.单相电流型逆变电路采用________换相的方式来工作的，其中电容C和L、R构成________电路，单相电流型逆变电路有自励和他励两种控制方式，在启动过程中，应采用先________后________的控制方式。
9.三相电流型逆变电路的基本工作方式是________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。
10.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。
电力电子技术基础参考资料(doc 10页)
思考题与习题 1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。 （1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。 （2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。 （3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。 （4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。 （5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。 （6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。 （7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V 直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。 （8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。 2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO （可 关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT
（9）当U IN变化20%时，哪几种整流电路输出电压平均值的变化可小于3%？ （10）哪几种整流电路的功率因数低？ （11）哪几种整流电路的对交流输入电源造成的干扰小？ （12）如果在整流电路的输出与R L之间串接平波电感L，并希望在I RL达100A时R L两端电压的纹波因数小于1%，问：选用哪种整流电路所需L的电感量最小？ 6. 单相桥式二极管整流电路的交流输入电压有效值为220V，分别计算下列两种不同负载条件下整流输出电压的平均值U d、负载电流的平均值I d、每只整流二极管电流的平均值I DT 和有效值I T： （1）负载为纯阻性，R=10Ω。 （2）负载为电阻与电感相串联，R=10Ω，L可视为无穷大。 7. 由晶闸管构成的单相桥式全控整流电路的交流输入电压之有效值为100V，负载R=2Ω，L可视为无穷大，反电动势E=50V。试求α=30°时整流输出电流的平均值I d、每只晶闸管电流的平均值I dT和有效值I T。 8. 设晶闸管三相桥式可控整流电路输出带阻感负载，R=10Ω，L可视为∞？，它的三相交流输入线电压之有效值和全控整流输出电压之平均值分别为U lL和U d，U lL随电网电压波动的变化范围是320V至420V，晶闸管的导通压降可视为0，试求：
一、判断题 1．理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。 （错） 2．因为正弦量可以用相量来表示，所以说相量就是正弦量。 （错） 3．自耦变压器由于原副边有电的联系，故不能作为安全变压器使用。（对） 4．电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。 （对） 5．一个1/4W,100Ω的金属膜电阻，能够接在50V 电源上使用。 （错） 6．三相对称电路中，负载作星形联接时，P 3I I l 。 （错） 7．电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 （错） 8. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。 （错） 9. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 （错） 10．负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。 （对） 11．一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。 （错） 12．正弦交流电路的频率越高，阻抗越大；频率越低，阻抗越小。 （错） 13．中线不允许断开，因此不能安装保险丝和开关。 （对） 14．互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。 （ 错 ） 15．变压器是依据电磁感应原理工作的。 （ 对 ） 16．电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。 （ 对 ） 17．自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。 （ 对 ） 18．电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。 （ 错 ） 19．三相异步电动机在满载和空载下起动时，起动电流是一样的。（ 错 ） 20．二极管若工作在反向击穿区，一定会被击穿。 （错） 21．晶体管可以把小电流放大成大电流。 （对） 22．在P 型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 （对） 23．晶体管可以把小电压放大成大电压。 （ 错 ） 24．在N 型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 （错） 25．二极管两端加上正向电压就一定会导通。 （错） 二、选择题 1．电位和电压相同之处是( C )。 A ．定义相同 B ．方向一致 C ．单位相同 D ．都与参考点有关 2．两个阻值相同的电阻器串联后的等效电阻与并联后的等效电阻之比是( A )
一、填空题 1．已知图中 U1＝2V， U2＝-8V，则U AB＝-10。 2．电路的三种工作状态是通路、断路、短路。 3．有三个6Ω的电阻，若把它们串联，等效电阻是 18 Ω；若把它们并联，等效电阻 2Ω；若两个并联后再与第三个串联，等效电阻是 9 Ω。 4．用电流表测量电流时，应把电流表串联在被测电路中；用电压表测量电压时，应把电压表与被测电路并联。 5．电路中任意一个闭合路径称为回路；三条或三条以上支路的交点称为节点。 6．电路如图所示，设U=12V、I=2A、R=6Ω，则U AB= -24 V。 7．直流电路如图所示，R1所消耗的功率为2W，则R2的阻值应为 2 Ω。 8．电路中电位的参考点发生变化后，其他各点的电位均发生变化。 9．在直流电路中，电感可以看作短路，电容可以看作断路。 9．我国工业交流电采用的标准频率是 50 Hz。 10．三相对称负载作三角形联接时，线电流I L与相电流I P间的关系是：I P＝3 I L。 11．电阻元件是耗能元件，电容元件是储能元件。
12．已知一正弦电压u=311sin(628t-60o)V ，则其最大值为 311 V ，频率为 100 Hz ，初相位为 -60o 。 13．在纯电阻交流电路中，已知电路端电压u=311sin(314t-60o)V ，电阻R=10Ω，则电流I=22A,电压与电流的相位差φ= 0o ，电阻消耗的功率P= 4840 W 。 14．三角形联结的三相对称负载，若线电压为380 V ，则相电压为 380 V ；若相电流为10 A ，则线电流为 17.32 A 。 15．式Q C =I 2X C 是表示电容元件在正弦电路中的 无功 功率计算公式。 16．正弦交流电压的最大值U m 与其有效值U 之比为 2 。 17．电感元件是一种储能元件，可将输入的电能转化为 磁场 能量储存起来。 18．若三相电动势依次达到最大值的次序为e 1—e 2—e 3，则称此种相序为 正序 。 19．在正弦交流电路中，电源的频率越高，电感元件的感抗越 大 。 20．已知正弦交流电压的有效值为200V ，频率为100Hz ，初相角为30o，则其瞬时值表达式u= 282.8sin （628t+30o） 。 21．正弦量的三要素是 最大值或有效值 、 频率 和 初相位 。 22．对称三相电源是指三个 幅值 相同、 频率 相同和 相位互差120o 的电动势电源。 23．电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流0 R U I S 、端电压U ＝0时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。
《电工电子技术》课程复习资料 一、填空题： 1.正弦交流电的相量表示具体有有效值相量和最大值相量两种形式。 2.一阶电路暂态过程三要素法的表达式。 3.变压器有三大作用，分别是变压_、_变流_和_变换阻抗_。 结具有单向导电性，可描述为正偏导通、反偏截止。 5.以比较的风格分类，电压比较器有单限比较、滞回比较和窗口比较。 6.基本的逻辑关系是逻辑与、逻辑或和逻辑非。 7.“触发”是指给触发器或时序逻辑电路施加时钟（脉冲）信号。 8.电路的主要作用是传输、分配和控制电能和传送、处理电信号。 9.负载功率因数过低的后果是增大输电线路损耗和使供电设备不被充分利用。 10.三相同步发电机的基本构成是定子和转子。 11.电容和电感储能的数学表达式是和。 12.低压供电系统的接线方式主要有树干式和放射式。 13.实际变压器存在两种损耗，分别是铜耗和铁耗。 14.已知三相异步电动机的工频为50HZ，五对磁极，则同步转速为600r/min。 15.变压器的主要构成部件是绕组和铁芯。 16.已知三相异步电动机的工频为50HZ，四对磁极，则同步转速为750 r/min。 17.晶体三极管的两个PN结分别是发射结和集电结。 18.要使晶体三极管处于截止状态，其偏置方法是使发射结反偏集电结反偏。 19.反相比例运算关系是.，同相比例运算关系是。 20.多发射极管的作用是实现与运算、提高（逻辑）转换速度。 21.翻转是指触发器在时钟脉冲到达后形成与初态相反的次态。 22.我国规定的电力网特高压额定值有330kV、500kV和1000kV 。 23.理想变压器的变压公式是。 24.已知三相异步电动机的工频为50HZ，三对磁极，则同步转速为1000r/min。 25.晶体三极管有三种工作状态，分别为放大、截止和饱和。 26.放大电路的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。 27.负反馈对放大电路性能的影响有稳定电压放大倍数、拓展频宽、改善非线性失真和改变输入输出阻抗。 28.与时序电路相比，组合电路的特点是输出只与当前输入有关，而与初态无关。 29.理想变压器的变流公式是。 30.已知三相异步电动机的工频为50HZ，二对磁极，则同步转速为1500r/min
电工电子技术基础教材 （第一版） 主编：马润渊张奋
目录 第一章安全用电 (1) 第二章直流电路基础 (2) 第三章正弦交流电路 (21) 第四章三相电路 (27) 第五章变压器 (39) 第六章电动机 (54) 第七章常用半导体 (59) 第八章基本放大电路 (65) 第九章集成运算放大器 (72) 第十章直流稳压电源 (75) 第十一章数制与编码 (78) 第十二章逻辑代数基础 (81) 第十三章门电路和组合逻辑电路 (84)
第一章安全用电 学习要点： 了解电流对人体的危害 掌握安全用电的基本知识 掌握触点急救的方法 1.1 触电方式 安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或 容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 1.1.1直接触电及其防护 直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。 1.1.2间接触电及其防护 间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电。虽然危险程度不如直接触电的情况，但也应尽量避免。防护的方法是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地，并装设接地保护 等。 1.2 接地与接零 电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施。 1.2.1保护接地 电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称为接地。可分为工作接地和保护接地两种。 工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作而进行的接地，如三相四线制电源中性点的接地。 保护接地是为了防止电器设备正常运行时，不带电的金属外壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地。适用于中性点不接地的低压电网。 1.2.2保护接零 在中性点接地的电网中，由于单相对地电流较大，保护接地就不能完全避免人体触电的危险，而要采用保护接零。将电气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫保护接零。
华中师范大学成人专科 学年第二学期 《电工电子技术基础》试卷（A 卷） 考试时间：90分钟 闭卷 任课老师： 班级： 学号： 姓名： 成绩： 一、填空：(每空2分，共40分) 1、基尔霍夫电流定律：I= A 。； 2、欧姆定律：买了一个日光灯,功率P=40W ，电压220V ，I= A . 因为它的功率因数只有0.5，应该在它的两端并联 可以其提高功率因数。 3、电路如图，其戴维南等效电路的参数： U AB = V ；R AB = Ω； 4、单相交流电路： 已知：0220260)u t V =+；则有效值U= V ；频率是 HZ 。 5、对称三相四线制电路中，相电压是220V ，线电压为： V ； 6、三相交流异步电动机的转差率S= 。 7、三相交流异步电动机定子旋转磁场的转速是： 8、三极管的放大条件是： 9、判断R F 的反馈类型： 。 10、组合电路如图，输出F= 。 装 订 线
11、三端集成稳压器W7809能够输出 V电压。 12、三相四线制电路中，则中线的作用为。 13、能实现F=0 的逻辑门 是。 14、可以实现Q Q n= +1的电路 是：。 15、安全电压是： V。 16、热继电器的热元件应该连接到。 17、变压器铁心有：两种损耗。 二、简答题：（每题4分，共20分） 1、交流电路的有功功率、无功功率及视在功率的表达式？其中cos?被称为什么？ 答： 2、三相异步电动机的调速方法有哪些？ 答： 3、画出接触器的线圈符号及触头的符号。 答： 4、单相桥式整流电路，已知变压器副边电压U 2 =20V，则输出平均电压 U O =？若一个二极管开路，则输出平均电压U O =？
第1章安全用电基本知识 本章要点： 本章主要介绍安全用电的基本知识，包括电流对人体的危害，安全电压，触电的预防，触电后 急救；雷电的防护与静电的防护知识。 教学目标： 1）了解电流对人体的危害 2）掌握安全用电基本知识 3）掌握触电急救的方法 4）了解雷电、静电的防护基本知识 1.1电流对人体的危害 电气危害有两个方面：一方面是对系统自身的危害，如短路、过电压、绝缘老化等；另一方面是对用电设备、环境和人员的危害，如触电、电气火灾、电压异常升高造成用电设备损坏等，其中幼以触电和电气火灾危害最为严重。触电它可直接导致人员伤残、死亡。另外，静电产生的危害也不能忽视，它是电气火灾的原因之一，对电子设备的危害也很大。 1. 电流对人体的危害 电流对人体伤害的严重程度一般与下面几个因素有关。 (1)通过人体电流的大小， (2)电流通过人体时间的长短， (3)电流通过人体的部位， (4)通过人体电流的频率， (5)触电者的身体状况。 一般来说，通过人体的电流越大，时间越长，危险越大；触电时间超过人的心脏搏动周期(约为750ms)，或者触电正好开始于搏动周期的易损伤期时，危险最大；电流通过人体脑部和心脏时最为危险；40--60Hz的交流电对人体的危害最大，直流电流与较高频率电流的危险性则小些；男性、成年人、身体健康者受电流伤害的程度相对要轻一些以工频电流为例，实验资料表明：lmA左右的电流通过人体，就会使人体产生麻刺等不舒服的感觉；10～30mA 的电流通过人体，便会使人体产生麻痹、剧痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状，触电者已不能自主摆脱带电体，但通常不致有生命危险；电流达到50mA以上，就会引起触电者心室颤动而有生命危险；100mA以上的电流，足以致人于死地。 2. 人体电阻及安全电压 通过人体电流的大小与触电电压和人体电阻有关。人体电阻不仅与身体自然状况和人体部位有关，而且还与环境条件等因素以及接触电压有很大关系。通常人体电阻可按1000～2000欧姆，人体电阻越大，受电流伤害越轻。细嫩潮湿的皮肤，电阻可降至800欧姆以下。接触的电压升高时，人体电阻会大幅度下降。 电流通过人体时，人体承受的电压越低，触电伤害越轻。当电压低于某一定值后，就不会造成触电了。这种不带任何防护设备，对人体各部分组织均不造成伤害的电压值，称为安全电压。 世界各国对于安全电压的规定不尽相同。有50V，40V，36V，25V，24V等，其中50V，25V居多。国际电工委员会(1EC)规定安全电压限定值为50V，25V以下电压可不考虑防护电击的安全措施。我国规定12V，24V，36V三个电压等级为安全电压级别，不同场所选用安全电压等级不同。 在湿度大、狭窄、行动不便、周围有大面积接地导体的场所(如金属容器内、矿井内、隧道内等)使用的手提照明，应采用12V安全电压。 凡手提照明器具，在危险环境、特别危险环境的局部照明灯，高度不足2．5M的一般照明灯，携带式电动工具等，若无特殊的安全防护装置或安全措施，均应采用24V或36V安全
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，主要用于电力变换。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术（理论基础是半导体物理）和变流技术（理论基础是电路理论）两个分支。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。 电力电子技术的发展史 自 20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。在随后的40 余年里，电力电子技术在器件、变流电路、控制技术等方面都发生了日新月异的变化，在国际上，电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多年的概念更新、性能换代的发展历程。 第一代电力电子器件 以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。电力二极管对改善各种电力电子电路的性能、降低电路损耗和提高电源使用效率等方面都具有非常重要的作用。目前，硅整流管已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管三种主要类型。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重等问题，因而大大提高电能的利用率，同时也使工业噪声得到一定程度的控制。 第二代电力电子器件 自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。全控型器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。 第三代电力电子器件 进入20 世纪90 年代以后，为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新
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________状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。 3.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________。 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________ 、________ ________三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为________。 6.电力二极管的主要类型有________、________、________。 7.肖特基二极管的开关损耗________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____ 正向有触发则导通、反向截止____ 。 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________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO的________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________ 。 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________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。 15.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。 16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。 17.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________。 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________和________两类。 19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是________。 20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是________。 21.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。 22.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。 23.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。 24.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。 25.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________。 第2章整流电路填空题： 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α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α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
XX大学 2015-2016 学年第2 学期 《电力电子技术》课程考试试卷（A） 题号 -二二三 四总分分值25103530100 得分 一、填空题（每空1分，共25分） 1. 电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电 气公司研制出第一个________ 为标志的。 2?电力电子器件同信息电子器件相比具有________________ 、___________ _____________ 和_____________ 四个特征。 3?普通晶闸管的额定电流用__________ 标定，而双向晶闸管的额定电流用有 效值标定。 4?直流斩波电路中，所谓导通占空比a是指___________ 和___________ 的比值。 5. ______________________________ 电力电子技术的核心是 6. TSC是指_____________ ,其运行时选择晶闸管投入时刻的原则是 得分评卷人
7?把直流电变成交流电的过程称为逆变，逆变电路交流侧接有电源时称为 __________ ； 交流侧直接与负载连接时，称为 ___________ 。 8. ________ 控制就是对脉冲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的波形，其控制技术的理论基础是 __________ 。生成所需等效波形的方法主要有 ____________ 、 ___________ 和 跟踪控制方法。 9?使开关开通前其两端电压为零，这种开关称为 _______________ ;使开关关断 前其电流为零，这种开关称为 ____________ 。 10. 根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路可以分为 __________ 和 __________ 三类。 11. _________________ UPS 是指 12. _________________________________________________ 三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的 ____________________________ ，而双反星整 流电路则是两组三相半波整流电路的 _____________ ，且后者需用平衡电抗器。 ( )。 2. 普通晶闸管属于（ ）。 A. 全控型器件 B.半控型器件 C.不控型器件 D.以 上都不是 3. 随着晶闸管门极电流 、单项选择题（每题 1分，共10 分） 1.以下英文缩写表示门极可关断晶闸管的是 A.GTO B.MOSFET C.GTR D 」GBT
思考题与习题 1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT 和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。 （1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。 （2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。 （3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。 （4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。 （5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。 （6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。 （7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。 （8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。 2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO（可关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT等电力电子器件的性能，回答下列问题： （1）哪种器件的工作频率最高？ （2）哪种器件的容量较小？
（3）哪种器件既可由控制信号正向开通，也可由控制信号反向开通？ （4）哪些是半控器件？ （5）哪些是全控器件？ （6）Ron是哪种器件的参数？ （7）哪种器件的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似，而且它的输出特性与GTR的输出特性类似？ （8）在器件的通态电流与300A条件下，为了将它关断，哪种器件的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值应超过60A？ （9）如果在静态（电流、电压、控制信号的幅值和电路参数保持不变）条件下，测得一个器件的控制极电压为+10V，主电路的电流为20A，主回路的管压降为200mV。问：它属于哪种器件？ （10）如果希望在每个工作周期内，器件导通和关断的持续时间各为约10ms,那么，哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间必须大于5ms？而另外哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间可小于5ms？ 3. 普通晶闸管（SCR）与负载电阻串联接单相交流市电，其标称值为220V（有效值），电网电压波动不超过20%。试计算晶闸管实际承受的最高反向电压是多少？若考虑晶闸管的安全裕量电压（安全裕量可按2.5倍考虑），则应选用额定电压不少于多少伏的晶闸管？ 4. 设上题中晶闸管的通态平均电流为100A，若晶闸管的电流安全裕量按1.5或2倍考虑，试分别计算导通角为180°和90°时，允许流过晶闸管的峰值电流各是多少？
电力电子技术基础简答题及答案《电力电子技术基础》涉及电力电子变换系统的基本原理和分析设计方法，主要内容包括电力半导体器件；功率变换电路的拓扑、分析方法和参数设计；开关器件的驱动和缓冲技术；开关变换系统的调制、建模和闭环控制技术等。以下是整理的电力电子技术基础简答题及答案，欢迎阅读。 答：晶闸管的阳极与阴极间有正向压降，幅值要适当;门极与阴极间加触发信号。 答：阳极电流必须大于维持电流Ih ，使阳极电流小于维持电流Ih阳极与阴极间加反向电压、去掉或降低正向阳极电压、增大阳极回路电阻。 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。
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。 载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。其优点主要是，在高频段采用较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围内。而在低频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。 答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。 防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。 造成逆变失败的原因很多，大致可归纳为四类，今以三相半波逆变电路为例，加以说明。 1.触发电路工作不可靠：触发电路不能适时地，准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常。如图3－6所示，当a相晶闸管T1导通到ωt1时刻，正常情况时ug2触发T2管，电流换到b相，如果在
、填空题（每空1分，共15分） 1、晶闸管导通的条件是正向阳极电压、正向门极触发电流。 2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度，可分为三大类：不控型、半控型、全控 型。 3、擎住电流是指晶闸管刚从断态转入通态,移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。 4、绝缘栅晶体管（IGBT）是GTR（或电力晶体管）和MOSFET（或功率场效应管或电力场效应管）的复合型器件。 5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同，可分为电压（或电压源）型逆变器和电流（或电流源）型逆变器,按电子开关的工作规律分，无源逆变器的基本类型为180°导电型和120 0导电型。 6、将一个不可控直流电压变换为适合于负载要求的可控直流电压的技术称为直流斩波技术。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？ （1）抑制电力电子器件内因过电压，du/dt或过电流和di/dt，减少器件的开关损耗
(2)C限制关断时电压的上升，R限制电流的大小。D利用单向导电性，关断时起作用。 2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。 (1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成，二极管起续流作 用。 (2)电流型逆变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成，二极管确保每一个桥臂 的电流单方向流动。 3、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ (1)逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路, 或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败。 (2)防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交 流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。 4、什么是IGBT 掣住效应？它有什么危害？ (1)在额定集电极电流范围内，在NPN 管的基极与发射极之间的体内短路电阻Rs 上的 偏压很小，对NPN 管无影响。 (2)如果集电极电流大到一定程度，Rs 上压降上升，相当于加一正偏电压，使NPN
电工电子技术基础习题参考答案 第一章 1-1题略 （a）u＝iR+Us （b）u＝-iR+Us 1-2题略 解：设各支路参考电流I1、I2、I；参考电压U AB，电压源Us、电流源Is。 如图所示，联立方程。 I1+ I2-I＝0 基尔霍夫电流定律：ΣI＝0 I1 R1+U AB-Us＝0 基尔霍夫电压定律：ΣU＝0 U AB＝I R2 部分电路欧姆定律：U＝I R 参数代入 I1+ 2-I＝0 I1 +U AB-2＝0 U AB＝I 解得
I1＝0 I＝2A U AB＝2V 所求电流I＝2A。1-3题略
解：（1）设电压源Us1、电压源Us2。如图所示，联立方程。 -I1+ I2-I3＝0 基尔霍夫电流定律（节点A）：ΣI＝0 -I1 R1+U3-U S1＝0 基尔霍夫电压定律（回路1）：ΣU＝0 I2 R2+U3- Us2＝0基尔霍夫电压定律（回路2）：ΣU＝0 参数代入 -0.003+ 0.001-I3＝0 -0.003·10000-30+U3＝0 0.001·20000+U3- 80＝0 解得 I3＝- 2mA U3＝60V （2）说明元件3是电源，电压源Us1、电阻R1、R2是负载输入功率，电压源Us2、元件3是输出功率。
（3）演算电路功率 总输出功率：P O＝P US2+ P3 ＝Us2·I2+（- I3）·U3 ＝Us2·I2- I3·U3 ＝80·0.001 -（- 0.002）·60 ＝80mW+120mW ＝200mW 总输入功率：Pi＝P US1+ P R1+ P R2 ＝Us1·I1 + I12·R1 + I22·R2 ＝30·0.003 +（0.003）2·10000 +（0.001）2·20000 ＝90mW +90mW+20mW ＝200mW 电路功率演算结果：总输入功率等于总输入功率，功率平衡。 1-4题略 解：设各支路参考电流I1、I2；参考电压U A、参考电压U B，电压源Us1、
一、单项选择题 1、硅材料电力二极管正向压降为（）。 A、0.3V B、0.7V C、1V D、1.5V 2、锗材料电力二极管正向压降为（）。 A、0.3V B、0.7V C、1V D、1.5V 3、研究电力电子电路的重要方法是（）。 A、电阻法 B、电流法 C、电压法 D、波形分析法 4、三相逆变电路中相邻序号开关导通间隔为（）。 A、30° B、60° C、90° D、120° 5、以下（）属于不控型器件。 A、晶闸管 B、三极管 C、二极管 D、场效应管 6、工频交流电是指频率为（）的交流电源。 A、50Hz B、60Hz C、90Hz D、120Hz 7、半导体器件的最高结温一般限制在（）。 A、30°～50° B、50°～100° C、100°～150° D、150°～200° 8、晶闸管额定电压是其在电路中可能承受最高电压的（）倍。 A、1～2 B、2～3 C、3～4 D、4～5 9、晶闸管额定电流是在通态电流平均值的基础上增加（）倍。 A、1～1.5 B、1.5～2 C、2～2.5 D、2.5～3 10、发展最快最有前景的电力电子器件是（）器件。 A、不控型 B、半控型 C、可控性 D、全控型 11、电力场效应晶体管中主要类型是（）。 A、P沟道增强型 B、N沟道增强型 C、P沟道耗尽型 D、N沟道耗尽型 12、以下属于电阻性负载的是（）。 A、白炽灯 B、蓄电池 C、电动机励磁绕组 D、电磁铁 13、电力电子器件的通态损耗与器件的通态（）有关。 A、电压 B、电流 C、电阻 D、电感 14、功率因数λ为（）时电力系统发送功率的利用率最高。 A、0>λ>-1 B、1 C、0<λ<1 D、0.9 15、在放大电路中，场效应晶体管应工作在漏极特性的（）。 A、可变电阻区 B、截止区 C、饱和区 D、击穿区 16、场效应管三个电极中，用D表示的电极称为（）。 A. 栅极 B. 源极 C. 基极 D. 漏极 17、三相对称交流电相互之间相差（）。 A、60° B、90° C、120° D、150° 18、电力电子器件主要工作在（）状态。 A、放大 B、饱和 C、开关 D、截止 19、双向晶闸管有（）种触发方式。 A、1 B、2 C、3 D、4 20、双向晶闸管额定电流以通过电流的（）来定义。 A、平均值 B、有效值 C、最大值 D、瞬时值 21、高频电路中常用（）晶闸管。 A、光控型 B、快速型 C、逆导型 D、普通型 22、主要作短路保护的器件是（）。 A、过电流继电器 B、电子保护电路 C、快速熔断器 D、直流快速开关 23、全控型器件一般采用（）作过电流保护。
一、填空题（每空1分，共15分） 1、晶闸管导通的条件是正向阳极电压、正向门极触发电流。 2、电子器件据其能被控制信号所控制的程度，可分为三大类: 不控型、半控型、 全控型。 3、擎住电流是指晶闸管刚从断态转入通态, 移除触发信号使元件保持导通所需最小阳极电流。 4、绝缘栅晶体管(IGBT)是GTR(或电力晶体管) 和MOSFET(或功率场效应管或电力场效应管) 的复合型器件。 5、根据无源逆变器直流输入端接入滤波器的不同，可分为电压(或电压源) 型逆变器和电流(或电流源) 型逆变器,按电子开关的工作规律分，无源逆变器的基本类型为1800导电型和1200导电型。 6、将一个不可控直流电压变换为适合于负载要求的可控直流电压的技术称为直流斩波技术。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路各元件的作用？ (1)抑制电力电子器件内因过电压，du/dt 或过电流和di/dt，减少器件的开关损耗。 (2) C限制关断时电压的上升，R限制电流的大小。D利用单向导电性, 关断时起作用。 2、简述电压型逆变器和电流型逆变器主电路中每一桥臂的结构,并分析二极管的作用。 (1)电压型逆变器每个桥臂由电子开关和一个反并联的二极管组成，二极管起续流作 用。
(2)电流型逆变器每个桥臂由电子开关串联一个二极管组成，二极管确保每一个桥臂 的电流单方向流动。 3、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ (1)逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路, 或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败。 (2)防止逆变失败的方法: 采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证 交流电流的质量,留出充足的换向裕量角等。 4、什么是IGBT掣住效应？它有什么危害？ (1)在额定集电极电流范围内，在NPN管的基极与发射极之间的体内短路电阻Rs上 的偏压很小，对NPN管无影响。 (2)如果集电极电流大到一定程度，Rs上压降上升，相当于加一正偏电压，使NPN 管导通，进而使NPN、PNP两晶体管同时处于饱和状态，造成寄生晶闸管开通IGBT栅极失去控制作用，这就是所谓的掣住效应。 (3)IGBT一旦发生掣住效应，器件将失控，集电极电流将增大，早成过高的功耗， 将导致器件损坏。另外，它还关系着IGBT的安全工作区的大小，在实际应用中是需要引以重视的问题。 5、简要说明锯齿波垂直移相触发电路中，控制电压、偏移电压各有什么作用？ (1)改变控制电压就可以改变触发脉冲产生的时刻，达到移相的目的。 (2)设置偏移电压的目的是确定控制电压的初始相位。 6、简述电力晶体管产生二次击穿的原因。 (1)当GTR的C、E极间施加的电压高于晶体管的电压的额定值时，GTR的电流雪 崩式增加，呈现负阻特性，即出现一次击穿现象。
第1章电路分析基础 第2章正弦交流电路 第3章三相交流电路 第4章磁路与变压器 第5章异步电动机及其控制第二篇
理解电流、电压参考方向的问题；掌握基尔霍夫定律及其具体 应用；了解电气设备额定值的定 义；熟悉电路在不同工作状态下 的特点；深刻理解电路中电位的 概念并能熟练计算电路中各点的 电位。 第二篇 1.1 电路分析基础知识 1.2 电气设备的额定值及电路的工作状态1.3 基本电路元件和电源元件 1.4 电路定律及电路基本分析方法 1.5 电路中的电位及其计算方法 1.6 叠加定理 1.7 戴维南定理 第二篇
1.1 电路分析基础知识 1、导体、绝缘体和半导体 原子核 原子核中有质子和中 子，其中质子带正电， 中子不带电。 绕原子核高速旋转 的电子带负电。 自然界物质的电结构： 电子 正电荷 负电荷 = 原子结构中： 原子核 导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受原子核的束缚力很弱，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为自由电子，即导体的特点就是内部具有大量的自由电子。 原子核 半导体的外层电子数一般为4个，其导电性界于导体和绝缘体之间。 原子核 绝缘体外层电子数通常为8个，且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为8个称为稳定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。 当外界电场的作用力超过原子核对外层 电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样 也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这 种现象我们称为“绝缘击穿”。绝缘体一 旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成 为导体。 1、绝缘体是否在任何条件下都不导电？ 2、半导体有什么特殊性？ 半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半 导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大增强 ；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电 能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体的上述特 殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛地应用。