电力电子习题解答

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》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。

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)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。

电力电子技术必做习题解答1. 1 •把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图 问：（1）开关S 闭合前灯泡亮不亮？ （ 2）开关S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2. 2•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I GT 、U GT 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。

3.型号为KP100-3 ,维持电流I H = 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）l T =|d =150A<1.57 X 100=157A故能正常工作4. 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du ce /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(2) 3.答: (1)I d10050 103故不能维持导通图1-38 习题5图0.002A 2mA I H 4 mA2202 -----------------15.56...|dl 2/1 .57 10一2 而 U TM 220.2 :311V U R故不能正常工作9.9A I H(c)(3)l d =150/1=150A> I H1-37电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R G的数值，减小关断时的du ce/dt，以避免出现擎住现象。

1. 出图2-57中①〜⑨各保护元件及VD F、L d的名称及作用。

(LJ为过流继电器)1.答:T • T I T图2-57三相桥式整流电路的保护(1)交流进线电抗器限流、限du/dt和di/dt(2)压敏电阻过压保护(3)交流侧阻容保护过压保护(4)桥臂电感限du/dt (由元件换流引起)、di/dt(5)快熔过流保护(6)过压保护电容限制关断过电压对元件的损害(7)抑振电阻防止L、C振荡，限制电容放电电流(8)直流侧压敏电阻直流侧过压保护(9)过流继电器过流时，继电器开路，保护主电路(10) VD F续流二极管为负载电路提供通路，过压保护(11) L d平波电抗器防止直流电流波动(断流)2. GTR、IGBT等过流保护中，为何要采用检测集射极电压作为保护基准？答：检测集射极电压U ce作为过流保护原则，在相同的相对测量误差下，工作点的移动最少，结果较准确3. GTR、P-MOSFET、IGBT吸收电路的基本结构如何？其减少被保护器件开关损耗的机理如何？答:缓冲电路的功能包括抑制和吸收二个方面。

电力电子技术一填空题1、电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

2、电力变换通常可分为四大类，分别是整流、逆变、直流斩波、交流变交。

3、电力电子技术是一门由电力技术、电子技术、控制技术三个学科交叉而形成的。

4、电力电子器件一般工作在开关状态，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你，功率损耗主要为开关损耗。

5、一个周期内，下列整流电路整流电压波形的脉动次数：单相半波可控电路脉动__1____次；单相全控桥式整流电路脉动__2____次；三相半波可控电路脉动____3__次；三相全控桥式整流电路脉动___6___次。

6、电压型三相逆变器，电路的基本工作方式是___180°__导电方式，任一瞬间，有___3_____个IGBT 同时导通；电流型三相逆变器，电路的基本工作方式是___120°__导电方式，任一瞬间，有____2____个IGBT同时导通。

7、同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流I L在数值大小上有I L＞ I H。

8、电力电子器件一般都工作在开关状态。

9、晶闸管和门极可关断晶闸管的英文名字的缩写分别为SCR 和GTO 。

10、按照直流侧电源性质划分，逆变电路可分为电流型逆变电路和电压型逆变电路。

11、单结晶体管张弛振荡电路的原理是利用单结晶体管的___负阻____特性和RC电路的___充放电____特性。

12、当发射极电压等于____峰点电压__时，单结晶体管导通。

导通后，当发射极电压小于__谷点电压___时，单结晶体管关断。

13、晶闸管内部是四层半导体结构，它的三个电极分别是阳极、阴极、门极。

14、整流电路的作用是交流电能将变为直流电能供给直流用电设备。

15、自换流逆变电路采用器件换流和强迫换流两种换流方式，外部换流逆变电路采用电网换流和负载换流两种换流方式。

16、IGBT是绝缘栅双极晶体管，是三端器件，三个电极分别是发射极、栅极、集电极。