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1、1电力电子技术课后习题答电力电子技术课后习题答 案缩印版案缩印版导读：就爱阅读网友为您分享以下导读：就爱阅读网友为您分享以下“电力电子技术课后电力电子技术课后习题答案缩印版习题答案缩印版”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对资讯，希望对您有所帮助，感谢您对 的支持的支持!第一章第一章 电力电子器件电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？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，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）并在门极施加触发电流（脉冲） 。或者。或者 U AK 0 且且 U GK 01.2 维持晶闸管导通的条件是
2、什么？怎样才能使晶闸管由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？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。持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。1.6. 如何防止电力如何防止电力 MOSFET 因静电感应应起的损坏因静电感应应起的损坏?答：电力答：电力 MOSFET 的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。而损坏。MOSFET 的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路2时极易受静电干扰而充上超过时极易受静电干扰而充上超
3、过20 的击穿电压，所以为防止的击穿电压，所以为防止MOSFET 因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点：因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点：一般在不用时将其三个电极短接；一般在不用时将其三个电极短接；装配时人体、工作台、电烙铁必须接地，测试时所有装配时人体、工作台、电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地；仪器外壳必须接地；电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高；高；漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。1.7.IGBT 、GTR 、GTO 和电力和电力 MOSFET 的驱动电路的
4、驱动电路各有什么特点各有什么特点?答：答：IGBT 驱动电路的特点是驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出驱动电路具有较小的输出电阻，电阻，GBT 是电压驱动型器件，是电压驱动型器件，IGBT 的驱动多采用专的驱动多采用专用的混合集成驱动器。用的混合集成驱动器。GTR 驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗；关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向小开通损耗；关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关
5、断速度。基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。GTO 驱动电路的特点是：驱动电路的特点是：GTO 要求其驱动电路提供的要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。关断驱动电路和门极反偏电路三部分。3电力电力 MOSFET 驱动电路的特点：要求驱动电路具有较驱动电路的特点：要求驱动
6、电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。1.8. 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么? 试分析试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。缓冲电路中各元件的作用。答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，过电压，du/dt 或过电流和或过电流和 di/dt,，减小器件的开关损耗。，减小器件的开关损耗。RCD 缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs 经经 Rs 放电，放电，Rs 起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经起到
7、限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDs 从从 Cs 分流，使分流，使 du/dt 减小，抑制过电压。减小，抑制过电压。1.9. 试说明试说明 IGBT 、GTR 、GTO 和电力和电力 MOSFET 各各自的优缺点。自的优缺点。解解:对对GBT 、GTR 、GTO 和电力和电力 MOSFET 的优缺的优缺点的比较如下表：点的比较如下表：答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶闸管在环境温度为定：是晶闸管在环境温度为 40和规定的冷却状态下，稳和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的定结温不超过
8、额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。平均值。1.11 为什么要限制晶闸管断电电压上升律为什么要限制晶闸管断电电压上升律 du/dt?答：正向电压在阻断状态下，反向结答：正向电压在阻断状态下，反向结 J 2 相当的一个电容相当的一个电容加在晶闸管两端电压上升率过大，就会有过大的充电电流，加在晶闸管两端电压上升率过大，就会有过大的充电电流，此电流流此电流流4过过 J 3，起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以，起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以要限制要限制 du/dt。1.12为什么要限制晶闸管导通电流上升率为什么要限制晶闸管导通电流上升率 di/dt?答：在晶闸管导通开始时
9、刻，若电流上升过快，会有较答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电流集中在门集附近的小区域内，虽然平均电流没有大的电流集中在门集附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值，但在小的区域内局部过热而损坏了晶闸管，超过额定值，但在小的区域内局部过热而损坏了晶闸管，所以要限制通态所以要限制通态 di/dt。1.13 电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施电力电子器件工作时产生过电压的原因及防止措施有哪些？有哪些？答：产生原因：答：产生原因：1、由分闸、合闸产生的操作过电压；、由分闸、合闸产生的操作过电压；2、雷击引起的雷击过电压；、雷击引起的雷击过电压；3、晶闸管或与全控型器件反
10、并联的续流二极管换相过程、晶闸管或与全控型器件反并联的续流二极管换相过程中产生的换相电压。中产生的换相电压。措施：措施：压敏电阻，交流侧压敏电阻，交流侧 RC 抑制电路，直流侧抑制电路，直流侧 RC 控制电路，控制电路，直流侧直流侧 RC 抑制电路，变压器屏蔽层，避雷器，器件关断抑制电路，变压器屏蔽层，避雷器，器件关断过电压过电压 RC 抑制电路。抑制电路。第第 2 章章 整流电路整流电路2.8. 三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组三相半波整流电路，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，其分段布置及其矢量如
11、图所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用及其矢量如图所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用5料约增加料约增加 10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么?答：变压器铁心不会被直流磁化。原因如下：答：变压器铁心不会被直流磁化。原因如下：变压器二次绕组在一个周期内，当变压器二次绕组在一个周期内，当 a 1c 2 对应的晶闸管导对应的晶闸管导通时，通时，a l 的电流向下流，的电流向下流，c 3 的电流向上流；当的电流向上流；当 c l b 2 对对应的晶闸管导通时，应的晶闸管导通时，c l 的电流向下流，的电流向下流，b 2 的电流向上流；的电流向上流；当当 b
12、 l a 2 对应的晶闸管导通时，对应的晶闸管导通时，b l 的电流向下流，的电流向下流，a 2 的的电流向上流；就变压器的一次绕组而言，每一周期中有两电流向上流；就变压器的一次绕组而言，每一周期中有两段时间段时间(各为各为 120) 有电流流过，流过的电流大小相等而方有电流流过，流过的电流大小相等而方向相反，故一周期内流过的电流平均值为零，所以变压器向相反，故一周期内流过的电流平均值为零，所以变压器铁心不会被直流磁化。铁心不会被直流磁化。12. 在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个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，此时的整流电压晶闸管不能导通，此时的整流
13、电压 U d 波形如何？如果有波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？一个晶闸管被击穿而短路，其他晶闸管受什么影响？答：假设答：假设 VTl 不能导通，整流电压波形如下：不能导通，整流电压波形如下：假设假设 VT1 被击穿而短路，则当晶闸管被击穿而短路，则当晶闸管 VT3 或或 VT5 导通导通时，将发生电源相间短路，使得时，将发生电源相间短路，使得 VT3、VT5 也可能分别被也可能分别被击穿。击穿。2.16. 单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪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？变压器二次侧些次数的谐波？其中幅值
14、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？其中主要的是哪儿次？电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪儿次？答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有 2K 6(K=l、2、3) 次谐波，其中幅值最大的是次谐波，其中幅值最大的是 2 次谐波。变压次谐波。变压器二次侧电流中含有器二次侧电流中含有 2K+l(K=、2,3) 次即奇次谐波，次即奇次谐波，其中主要的有其中主要的有 3 次、次、5 次谐波。次谐波。2.17. 三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪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
15、哪一次？变压器二次侧些次数的谐波？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？电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6K(K=l、2、3) 次的谐波，其中幅值最大的是次的谐波，其中幅值最大的是 6 次谐次谐波。变压器二次侧电流中含有波。变压器二次侧电流中含有 6K+l(K=l、2、3) 次的次的谐波，其中主要的是谐波，其中主要的是 5、7 次谐波。次谐波。2.22. 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么?答：条件有二：答：
16、条件有二：直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；要求晶闸管的控制角要求晶闸管的控制角 2 使使 U d 为负值。为负值。2.23. 什么是逆变失败？如何防止逆变失败？什么是逆变失败？如何防止逆变失败？答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源答：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，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。形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。防止逆变夫败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使防止逆变夫败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使7用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的用性能良好
