电力电子技术作业（含答案）

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：uAK>0且uGK>0。 2. 维持晶闸管导通的条件是什么？

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。

3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

答：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。

4. 图1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。

0?4?a)2?0?4?5?4b)2?0?2c)2?

图1-43图1 晶闸管导电波形

解：a) Id1=

12π???4Imsin?td(?t)=

Im22Im?1)?0.2717 Im (22πI1=

12?2??(Imsin?t)d(?t)=4?31??0.4767 Im 42?b) Id2 =

1π???4Imsin?td(?t)=

2Im?1)?0.5434 Im (2πI2 =

1????4(Imsin?t)2d(?t)=

?Im231??0.898 Im 22?1c) Id3=

2π1I3 =

2???20Imd(?t)=0.25Im

?20Imd(?t)=0.5Im

2

1

5. 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？

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，du/dt或过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。

6. 试分析全控型器件的RCD缓冲电路中各元件的作用。

答：RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs经Rs放电，Rs起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDs从Cs分流，使du/dt减小，抑制过电压。

7. 晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件？ 答：A:触发信号应有足够的功率。

B：触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

C：触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。

第3章 整流电路

1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60?时的负载电流Id，并画出ud与id波形。

解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立：

diLd?2U2sin?t dt 考虑到初始条件：当?t＝0时id＝0可解方程得：

2U2id?(1?cos?t)

?L12?2U2Id?(1?cos?t)d(?t)

2??0?L2U2==22.51(A)

?L ud与id的波形如下图：

2

u20ud0id?2??2??t?t

当α＝60°时，在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放，因此在u2一个周期中60?~300?

di期间以下微分方程成立：Ld?2U2sin?t

dt 考虑初始条件：当?t＝60?时id＝0可解方程得：

id?2U21(?cos?t) ?L20?2??t其平均值为

1Id?2???5?332U22U21=11.25(A) (?cos?t)d(?t)=

2?L?L2 此时ud与id的波形如下图：

u2+0?ud+++?t?tid?t

2．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝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。 解：①ud、id、和i2的波形如下图：

3

u2Oud??t?OidOi2OId?Id?t?t??t

②输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2分别为

Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V）

Id＝Ud /R＝77.97/2＝38.99（A）

I2＝Id ＝38.99（A）

③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2＝1002＝141.4（V）

考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：

UN＝（2~3）×141.4＝283~424（V）

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

流过晶闸管的电流有效值为：

IVT＝Id∕2＝27.57（A）

晶闸管的额定电流为：

IN＝（1.5~2）×27.57∕1.57＝26~35（A）

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

3．单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当?=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，变压器二次侧电流有效值I2； ③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：①ud、id和i2的波形如下图：

4

u2Oud??t?OidOi2IdId?Id?t?t??t O

②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为

Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)

Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)

I2＝Id ＝9(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为：

2U2＝1002＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为：

IVT＝Id ∕2＝6.36（A）

故晶闸管的额定电压为：

UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）

晶闸管的额定电流为：

IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）

晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

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内承受的电压波形。

解：注意到二极管的特点：承受电压为正即导通。因此，二极管承受的电压不会出现正的部分。在电路中器件均不导通的阶段，交流电源电压由晶闸管平衡。 整流二极管在一周内承受的电压波形如下：

u20uVD20uVD40?2??t?t?t

5．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当?=60?时求Ud、Id与??的数值，并画出整流电压ud的波形。

5

解：考虑LB时，有：

Ud＝0.9U2cosα－ΔUd ΔUd＝2XBId∕π Id＝（Ud－E）∕R

解方程组得：

Ud＝（πR 0.9U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝44.55（V）

ΔUd＝0.455（V） Id＝4.55（A）

又∵

cos?－cos(???)＝2IdXB∕U2 即得出

cos(60???)=0.4798

换流重叠角

? ＝ 61.33°? 60°=1.33°

最后，作出整流电压Ud的波形如下：

u2OudO?t? 6．单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？

答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 180?，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 90?。

7. 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。

解：假设??0?，当负载为电阻时，ud的波形如下：

udOudOuaubucuaubuc??t?t??t

当负载为电感时，ud的波形如下：

6

udOudOuaubuc?tuaubuc?t

8．三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当?=60?时，要求：

①画出ud、id和iVT1的波形； ②计算Ud、Id、IdT和IVT。

解：①ud、id和iVT1的波形如下图：

u2??=30°uaubucOudOiVTOidOuaubuc?t??t1?t?t

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud＝1.17U2cos?＝1.17×100×cos60°＝58.5（V）

Id＝Ud∕R＝58.5∕5＝11.7（A） IdVT＝Id∕3＝11.7∕3＝3.9（A） IVT＝Id∕3＝6.755（A）

9．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ud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？

答：假设VT1不能导通，整流电压ud波形如下：

udO?t

假设VT1被击穿而短路，则当晶闸管VT3或VT5导通时，将发生电源相间短路，

7

使得VT3、VT5也可能分别被击穿。

10．三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当?=60?时，要求：

①画出ud、id和iVT1的波形； ②计算Ud、Id、IdT和IVT。 解：①ud、id和iVT1的波形如下：

u2??= 60°uaubuc?t1OⅠⅡⅢⅣⅤⅥuacubcubaucaucbuabuac?tuduabO?tidOiVT1?t?tO

②Ud、Id、IdT和IVT分别如下 Ud＝2.34U2cos?＝2.34×100×cos60°＝117（V）

Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A） IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A） IVT＝Id∕3＝23.4∕3＝13.51（A）

11．三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，?=60?，当①LB=0和②LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求??并分别作出ud与iT的波形。

解：①当LB＝0时：

Ud＝2.34U2cosα＝2.34×220×cos60°＝257.4（V） Id＝（Ud－E）∕R＝（257.4－200）∕1＝57.4（A）

②当LB＝1mH时

Ud＝2.34U2cosα－ΔUd ΔUd＝3XBId∕π Id＝（Ud－E）∕R

解方程组得：

Ud＝（2.34πU2R cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝244.15（V）

Id＝44.15（A） ΔUd＝13.25（V）

8

又∵cos?－cos(???)＝2XBId∕6U2

cos(60???)＝0.4485

γ＝63.35°－60°＝3.35°

ud、IVT1和IVT2的波形如下：

u2uaubucOⅠⅡuabuacⅢⅣⅤⅥubcubaucaucbuabuac?tudO?tiVT1OiVT2OIdId?t?t

12．三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？

答： 三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 120?，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0 ~ 90?。

13．三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？

答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k＝1、2、3??）次的谐波，其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6k?1(k=1、2、3??)次的谐波，其中主要的是5、7次谐波。

14．三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当?=60?时，要求：（1）计算Ud、Id、IdT和IVT；（2）i2的5、7次谐波分量的有效值I25、I27；（3）输入功率因数。 解：（1）Ud、Id、IdT和IVT分别如下

Ud＝2.34U2cos?＝2.34×100×cos60°＝117（V）

Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A） IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A） IVT＝Id∕3＝23.4∕3＝13.51（A）

（2）由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为：

9

I25＝6Id∕5π＝6×23.4∕5π＝3.65（A） I27＝6Id∕7π＝6×23.4∕7π＝2.61（A）

（3）基波电流的有效值：

I1＝6Id∕π＝6×23.39∕π＝18.243（A） 基波因数为

?＝I1∕I＝I1∕Id＝0.955

电路的输入功率因数为：

?＝? cos?＝0.955 cos60°＝0.48

15．使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？ 答：条件有二：

①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；

③要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值。 16．什么是逆变失败？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。

第4章 逆变电路

1．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网，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。

2．换流方式各有那几种？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。

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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特点是：

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，直流侧电感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。

4．电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？

答：在电压型逆变电路中，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。当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。

5．为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？

答：在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。

第5章 直流-直流变流电路 1. 介绍降压斩波电路工作原理

答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L、R、M供电，在此期间，uo＝E。然后使V关断一段时间toff，此时电感L通过二极管VD向R和M供电，uo＝0。一个周期内的平均电压Uo＝出电压小于电源电压，起到降压的作用。

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ton?E。输

ton?toff

2. 介绍升压斩波电路工作原理

答：假设电路中电感L值很大，电容C值也很大。当V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为I1，同时电容C上的电压向负载R供电，因C值很大，基本保持输出电压为恒值Uo。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为EI1ton。当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L释放的能量为?Uo?E?I1toff。当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：

EI1ton??Uo?E?I1toff

化简得：

ton?toffTE?E tofftoff?1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。

Uo?式中的T/toff

3．在降压斩波电路中，已知E=200V，R=10Ω，L值极大，EM=30V，T=50μs,ton=20μs,计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

iOELuOR+MEM-

解：由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为

t20?200Uo=onE==80(V)

T50输出电流平均值为

U-E80?30Io =oM==5(A)

R104．在图3-1a所示的降压斩波电路中，E=100V， L=1mH，R=0.5Ω，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20μs，当ton=5μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3μs时，重新进行上述计算。

iOELuOR+MEM-

解：由题目已知条件可得：

EM10==0.1 E100L0.001τ===0.002

0.5Rm=

当ton=5μs时，有

12

=0.01 ?t??=on=0.0025

? 由于

e???1e0.0025?1=0.01=0.249>m ?e?1e?1ρ=

T所以输出电流连续。 此时输出平均电压为

Uo =

输出平均电流为

ton100?5E==25(V) T20Uo-EM25?10==30(A) R0.5 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为

Io =

?1?e????E?1?e?0.0025?100Imax=?=???1?e???m?R?1?e?0.01?0.1??0.5=30.19(A)

?????e???1?E?e0.0025?1?100Imin=?=????m?0.1?0.5=29.81(A) ?e??1?R?e0.01?1????当ton=3μs时，采用同样的方法可以得出： αρ=0.0015 由于

e???1e0.015?1==0.149>m e??1e0.01?1所以输出电流仍然连续。

此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为：

t100?3Uo =onE==15(V)

20TU-E15?10Io =oM==10(A)

0.5R?1?e?0.0015?100Imax=???0.1?1?e?0.01?0.5=10.13(A)

???e0.0015?1?100Imin=???0.1?e0.01?1?0.5=9.873(A)

??5．在升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=10Ω，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=20μs时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。

13

解：输出电压平均值为：

Uo =

输出电流平均值为：

T40E=?50=100(V)

40?20toffIo =

第6章 交流-交流变流电路

Uo100==10(A) 10R1．一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，

L=2mH。试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出

?功率及此时电源侧的功率因数；④当α=时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通

2角和电源侧功率因数。 解：①负载阻抗角为：

?L2??50?2?10?3φ=arctan（）=arctan（）=0.89864=51.49°

R0.5 开通角α的变化范围为：

φ?α<π

即

0.89864?α<π

③当α=φ时，输出电压最大，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为

?2202Pomax=IomaxR???R2?(?L)2?功率因数为

??R=37.532(KW) ??2??Pomax37532??0.6227 U1Io220?273.98实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即

cos??0.6227

? ④α=时，先计算晶闸管的导通角，由式（4-7）得

2??sin(+θ-0.89864)=sin(?0.89864)etan?

22

14

-?

解上式可得晶闸管导通角为：

θ=2.375=136.1°

也可由图4-3估计出? 的值。

此时，晶闸管电流有效值为

IVT?=

U1sin?cos(2?????) ??cos?2?Zsin2.375?cos(??0.89864?2.375)220×2.375?=123.2(A)

cos0.898642??0.8032IoR ??U1Io电源侧功率因数为

其中：

Io?2IVT=174.2(A)

于是可得出

2IoR174.22?0.5????0.3959

U1Io220?174.2

2. 一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α=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α。 解：α=0时的输出电压最大，为

Uomax?(??01?2U1sin?t)2d?t?U1

UomaxU1? RRU12因此最大输出功率为Pmax?UomaxIomax?

R输出功率为最大输出功率的80%时，有：

此时负载电流最大，为Iomax?P?0.8Pomax(0.8U1)2 ?R此时，

Uo?0.8U1

又由

Uo?U1解得

sin2???? ?2??α=60.54°

同理，输出功率为最大输出功率的50%时，有：

Uo?0.5U1

15

又由

Uo?U1sin2???? ?2??α=90°

第7章 PWM控制技术

1．介绍PWM控制的基本原理。

答：PWM控制就是对脉冲的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波形（含形状和幅值）。 在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量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，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理

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？

答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM控制方式。

三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，则称之为双极性PWM控制方式。

三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5Ud和-0.5 Ud。输出线电压有三种电平Ud、0、- Ud。 3．什么是异步调制？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？ 答：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。在异步调制方式中，通常保持载波频率fc 固定不变，因而当信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。

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。

4. 根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。

第一种调制方式为：保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调

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制。简称“PWM”调制。第二种调制方式为：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制。简称为“PFM”调制。第三种调制方式为：同时改变周期T与导通时间ton。使占空比改变，称为混合调制。 5. PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？

解：PWM逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；二是调制法。其中调制法又可分为两种，一是异步调制法；二是同步调制法。

第8章 软开关技术

1．软开关电路可以分为哪几类？ 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。

2．在移相全桥零电压开关PWM电路中，如果没有谐振电感Lr，电路的工作状态

将发生哪些变化，哪些开关仍是软开关，哪些开关将成为硬开关？

答: 如果没有谐振电感Lr，电路中的电容CS1，C S2与电感L仍可构成谐振电路，而电容C S3，C S4将无法与Lr构成谐振回路，这样，S3、S4将变为硬开关，S1、S2仍为软开关。

3．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，降低了S1的开通损耗。由于电感Lr的存在，使VD1的电流逐步下降到零，自然关断，因此VD1为软开关。 1-1

1. 晶闸管内部有（ ）PN结 A．一个 B．二个 C．三个 D．四个 参考答案：C

2. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（ ） A．分流 B．降压

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C．过电压保护 D．过电流保护 参考答案：C

3. 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（ ）来表示的 A．有效值 B．最大值 C．平均值 D．瞬时值 参考答案：C

4. 晶闸管在电路中的门极正向偏压（ ）愈好 A．愈大 B．愈小 C．不变 D．0

参考答案：B

5. 晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（ ） 参考答案：×

6. 给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。 参考答案：×

7. 两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜任电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。 参考答案：√

8. 触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。 参考答案：×

9. 普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。 （ ） 参考答案：×

10. 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。 （ ） 参考答案：×

11. 只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。 （ ） 参考答案：×

第二章

第三章

1. 单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（ ）度 A．180° B．60° C．360° D．120° 参考答案：A

2. 单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( ) A．90° B．120° C．150° D．180° 参考答案：D

3. 晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会（ ）。

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A．不变， B．增大， C．减小。 参考答案：B

4. 单相半波可控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（ ）倍。

A．1， B．0.5， C．0.45， D．0.9. 参考答案：C

5. 单相桥式全控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（ ）倍。

A. 1， B. 0.5， C. 0.45， D. 0.9. 参考答案：D

6. 为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中接入（ ）。 A. 三极管， B. 续流二极管， C. 保险丝, D. 开关管。 参考答案：B

7. 普通的单相半控桥式整流装置中一共用了（ ）晶闸管。 A. 一只， B. 二只， C. 三只， D. 四只。 参考答案：A

8. α为 ( )度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。

A. 0度 B. 60度 C. 30度 D. 120度 参考答案：C

9. 三相半波可控整流电路的自然换相点是( B ) A. 交流相电压的过零点；

B. 本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处； C. 比三相不控整流电路的自然换相点超前30°； D. 比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。 参考答案：B

10. α为( )度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。

A. 0度 B. 60度 C. 30度 D. 120度 参考答案：B

第四章

1. 以下哪种换流方式适用于全控型器件（ ） 。 A、器件换流 B、电网换流 C、负载换流 D、强迫换流 参考答案：A

2. 不是依靠变流器自身原因，而是借助于外部手段来实现换流的换流方式是（ ） 。

A、器件换流和电网换流 B、电网换流和负载换流 C、器件换流 D、强迫换流

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参考答案：B

3. 以下哪一点不属于电压型逆变电路的特点，（ ） 。 A、输出电压为矩形方波 B、输出电流为矩形方波 C、直流侧电压基本无脉动 D、直流回路为低阻抗 参考答案：B

4. 电压型半桥逆变电路，带纯电阻负载时，为了调节输出电压，从控制方法上可以采用（ ） 。 A、移相调压方式

B、改变正负脉冲宽度的方法 C、改变负载值的方法

D、改变输入电压值的方法 参考答案：B

5. 不属于电压型半桥逆变电路特点的是（ ） 。 A、输出电压幅值等于输入电压幅值 B、直流侧需要两个电容器串联

C、相对全桥逆变电路使用的开关器件少 D、需要控制两个电容器电压的均衡 参考答案：A

6. 以下哪一点不属于电流型逆变电路的特点（ ） 。 A、输出电压为矩形方波

B、输出电流为矩形方波 C、直流侧电流基本无脉动 D、直流回路呈现高阻抗 参考答案：A

7. 以下哪一点不是电流型逆变电路直流侧的电感元件起到的作用（ ） 。 A、缓冲无功能量的作用 B、使直流侧电流恒定 C、使直流侧电压恒定 D、防止直流侧电流突变 参考答案：C

8. 无源逆变的目的是将直流电变成交流电，通过改变开关管的切换频率来改变输出交流电的频率。 （ ） 参考答案：对

9. 无源逆变电路，是把直流电能逆变成交流电能，送给电网。 （ ） 参考答案：错

10. 无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。 （ ） 参考答案：错

11. 由负载提供换流电流的换流方式称为负载换流。 （ ） 参考答案：错

12. 当负载电流的相位滞后于负载电压时，可以实现负载换流。 （ ） 参考答案：错

13. 当负载为电容性时，可以实现负载换流。 （ ）

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参考答案：对

14. 电网换流方式适用于无源逆变电路。 （ ） 参考答案：错

15. 变频调速装置是属于无源逆变的范畴。 （ ） 参考答案：对

16. 电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。 （ ） 参考答案：对

17. 电压型全桥逆变电路，带阻感负载时，可以通过移相的方式来调节输出电压。 （ ） 参考答案：对

18. 电压型全桥逆变电路，负载为纯电阻时，可以不用在电力开关器件上反并联反馈二极管。 （ ） 参考答案：对

19. 电压型半桥、全桥逆变电路中，为了防止同桥臂开关管直通而引起直流侧电源的短路，同桥臂两个开关管必须采取先断后通的方法。 （ ） 参考答案：对

20. 电流型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。 （ ） 参考答案：错

21. 电流型逆变电路中采用半控型器件时，可以采用负载换流的方式实现换流。 （ ）

参考答案：对

22. 电流型全桥逆变电路中，同桥臂开关管不能同时导通，因此同桥臂两个开关管必须采取先断后通的方法。 （ ） 参考答案：错

第五章

1. Buck斩波电路，输入电压是48V，当导通占空比是0.5，且不考虑开关损耗时，输出电压平均值是（ ） 。 A、48 B、20 C、24 D、96 参考答案：C

2. Boost斩波电路，输入电压是48V，当导通占空比是0.4，且不考虑开关损耗时，输出电压平均值是（ ） 。 A、80 B、48 C、24 D、96 参考答案：A

3. 升降压斩波电路，输入电压是48V，为了获得12V输出电压，且不考虑开关损耗时，导通占空比必须控制在（ ） 。 A、1

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B、0.5 C、0.4 D、0.2 参考答案：D

4. CUK斩波电路，输入电压是12V，为了获得48V输出电压，且不考虑开关损耗时，导通占空比必须控制在（ ） 。 A、1 B、0.5 C、0.8 D、0.4 参考答案：C

5. 不是带隔离的直流-直流变流电路的优点的是（ ） 。 A、具有隔离功能

B、便于提供多路输出直流电源 C、输出电压范围宽 D、电路更简单 参考答案：D

6. 与双端间接式直流变换电路相比，单端间接式直流变换电路的优势是（ ） 。 A、高频变压器铁芯中的磁通只工作在磁化曲线的第1 象限 B、使用的开关管较少 C、变压器利用率低 D、控制电路复杂 参考答案：B

7. 双端间接式直流变换电路比单端间接式的更适用于大容量的开关电源，其中一个原因是（ ） 。

A、高频变压器的铁芯利用率较高 B、使用的开关管较多 C、变压器利用率低 D、控制电路简单 参考答案：A

8. Buck斩波电路的输出端没有滤波电容时，输出电压是脉冲式的。 （ ） 参考答案：错

9. Buck斩波电路的电感越小，输出电流的纹波越大。 （ ） 参考答案：对

10. Buck斩波电路的输入电流是断续的。 （ ） 参考答案：对

11. 当电感足够大时，Boost斩波电路的输入电流是连续的。 （ ） 参考答案：对

12. CUK斩波电路的输入和输出电流是断续的。 （ ） 参考答案：错

13. 单端间接式直流变换电路比双端间接式直流变换电路适用于中大容量的开关电源。（ ） 参考答案：错

14. 单端间接式直流变换电路的输出电压比双端间接式直流变换电路的纹波

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小。（ ） 参考答案：错

15. 为了降低间接式直流变换电路输出电压的纹波，可以在输出端加电感电容滤波电路（LC滤波）。（ ） 参考答案：对

第六章

1. 单相交流调压电路，带电阻负载，开通角的移相范围为（ ） 。 参考答案：A

2. 单相交流调压电路，带电感负载，开通角的移相范围为（ ） 。 参考答案：D

3. 单相交流调压电路，带电阻负载，开通角越大，输出电压有效值越大。 （ ） 参考答案：错

4. 单相交流调压电路，带电阻负载，开通角越大，功率因数越低。 （ ） 参考答案：对

5. 单相交流调压电路，含有直流分量和偶次谐波。 （ ） 参考答案：错

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