电力电子技术习题及答案.docx
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电力电子技术习题及答案
电力电子技巧习题集
习题一
1.试解释什么是电导调制效应及其感化.
2.晶闸管正常导通的前提是什么,导通后流过的电流由什么决议？
晶闸管由导通变成关断的前提是什么,若何实现？
3.有时晶闸管触发导通后,触发脉冲停止后它又关断了,是何原因？
4.图1-30中的暗影部分暗示流过晶闸管的电流波形,其最大值均为Im,试盘算各波形的电流平均值.有用值.如不斟酌安然裕量,额定电流100A的晶闸管,流过上述电流波形时,许可流过的电流平均值Id列位若干？
图1-30习题1-4附图
5.在图1-31所示电路中,若应用一次脉冲触发,试问为包管晶闸管充分导通,触发脉冲宽度至少要多宽？
图中,E=50V;L=0.5H;RΩ;IL=50mA（擎住电流）.
图1-31习题1-5附图图1-32习题1-9附图
6.为什么晶闸管不克不及用门极负脉冲旌旗灯号关断阳极电流,而GTO却可以？
7.GTO与GTR同为电流掌握器件,前者的触发旌旗灯号与后者的驱动旌旗灯号有哪些异同？
8.试比较GTR.GTO.MOSFET.IGBT之间的差别和各自的优缺陷及重要应用范畴.
9.请将VDMOS（或IGBT）管栅极电流波形画于图1-32中,并解释电流峰值和栅极电阻有何干系以及栅极电阻的感化.
10.全控型器件的缓冲接收电路的重要感化是什么？
试剖析RCD缓冲电路中各元件的感化.
11.限制功率MOSFET应用的重要原因是什么？
实际应用时若何进步MOSFET的功率容量？
习题二
1．具有续流二极管的单相半波可控整流电路,带阻感性负载,电阻为5Ω,电感为0.2H,电源电压的有用值为220V,直流平均电流为10A,试盘算晶闸管和续流二极管的电流有用值,并指出晶闸管的电压定额（斟酌电压2-3倍裕度）.
2．单相桥式全控整流电路接电阻性负载,请求输出电压在0～100V持续可调,输出电压平均值为30V时,负载电流平均值达到20A.体系采取220V的交换电压经由过程降压变压器供电,且晶闸管的最小掌握角αmin＝30°,（设降压变压器为幻想变压器）.试求：
（1）变压器二次侧电流有用值I2;
（2）斟酌安然裕量,选择晶闸管电压.电流定额;
（3）作出α＝60°时,ud.id和变压器二次侧i2的波形.
3．试作出图2-8所示的单相桥式半控整流电路带大电感负载,在α＝30°时的ud.id.iVT1.iVD4的波形.并盘算此时输出电压和电流的平均值.
4．单相桥式全控整流电路,U2＝100V,负载中R＝2Ω,L值极大,反电动势E＝60V,当α＝30°时,试求：
（1）作出ud.id和i2的波形;
（2）求整流输出电压平均值Ud.电流Id,以及变压器二次侧电流有用值I2.
5.某一大电感负载采取单相半控桥式整流接有续流二极管的电路,负载电阻R=4Ω,电源电压U2=220V,α=π/3,求：
（1）输出直流平均电压和输出直流平均电流;
（2）流过晶闸管（整流二极管）的电流有用值;
（3）流过续流二极管的电流有用值.
6．三相半波可控整流电路的共阴极接法和共阳极接法,a.b两相的天然换相点是统一点吗？
假如不是,它们在相位上差若干度？
试作出共阳极接法的三相半波可控的整流电路在α＝30°时的ud.iVT1.uVT1的波形.
7.三相半波可控整流电路带大电感性负载,α＝π/3,R=2Ω,U2=220V,试盘算负载电流Id,并按裕量系数2肯定晶闸管的额定电流和电压.
8．三相桥式全控整流电路,U2＝100V,带阻感性负载,R＝5Ω,L值极大,当α＝60°,试求：
（1）作出ud.id和iVT1的波形;
（2）盘算整流输出电压平均值Ud.电流Id,以及流过晶闸管电流的平均值IdVT和有用值IVT;
（3）求电源侧的功率因数;
（4）估算晶闸管的电压电流定额.
9．三相桥式不控整流电路带阻感性负载,R＝5Ω,L＝∞,U2＝220V,XB=0.3Ω,求Ud.Id.IVD.I2和γ的值,并作出ud.iVD1和i2的波形.
10．请解释整流电路工作在有源逆变时所必须具备的前提.
11．什么是逆变掉败？
若何防止逆变掉败？
12.三相全控桥变流器,已知L足够大.R=1.2Ω.U2=200V.EM=-300V,电念头负载处于发电制动状况,制动进程中的负载电流66A,此变流器可否实现有源逆变？
求此时的逆变角β.
13．三相全控桥变流器,带反电动势阻感负载,R＝1Ω,L＝∞,U2＝220V,LB=1mH,当EM＝－400V,β＝60°时求Ud.Id和γ的值,此时送回电网的有功功率是若干？
14．三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？
个中最大的是哪一次？
变压器二次电流中含有哪些次数的谐波？
个中重要的是哪几回？
15．试盘算第4题中i2的3.5.7次谐波分量的有用值I23.I25.I27,并盘算此时该电路的输入功率因数.
16．试盘算第6题中的i2的5.7次谐波分量的有用值I25.I27.
17.kV交换体系.已知10kV母线的短路容量为150MVA,整流器直流侧电流Id＝400A,触发延迟角α＝15°,不计重叠角
试求：
（1）相移功率因数cosφ1.整流器的功率因数λ;
（2）整流测直流电压Ud;
（3）有功功率.无功功率和交换侧基波电流有用值;
（4）截止到23次的各谐波电流的大小.总谐波畸变率.
18．晶闸管整流电路的功率因数是怎么界说的？
它与那些身分有关？
19.综述克制相控整流电路网侧电流谐波的措施.
20.综述改良相控整流电路网侧功率因数的措施.
习题三
1.一升压换流器由幻想元件组成,输入Ud在8~16V之间变更,经由过程调剂占空比使输出U0=24V固定不变,最大输出功率为5W,开关频率20kHz,输出端电容足够大,求使换流器工作在持续电流方法的最小电感.
2.一台运行在20kHz开关频率下的起落压换流器由幻想元件组成,个中L=0.05mH,输入电压Ud=15V,输出电压U0=10V,可供给10W的输出功率,并且输出端电容足够大,试求其占空比D.
3．在图3-1所示的降压斩波电路中,已知E=100V,R=0.5Ω,L=1mH,采取脉宽调制掌握方法,T=20μs,当ton＝5μs时,试求：
（1）输出电压平均值UO.输出电流的平均值IO;
（2）输出电流的最大和最小瞬时价并断定负载电流是否断续;
（3）当ton＝3μs时,从新进行上述盘算.
4．在图3-35所示降压斩波电路中,已知E=600V,R=0.1Ω,L=∞,EM=350V,采取脉宽调制掌握方法,T=1800μs,若输出电流IO=100A,试求：
（1）输出电压平均值UO和所需的ton值;
（2）作出
.
以及iG.iD的波形.
图3-35电流型降压斩波电路
5．升压斩波电路为什么能使输出电压高于电源电压？
6．在图3-4所示的升压斩波电路中,已知E=50V,L值和C值极大,R=20Ω,采取脉宽调制掌握方法,当T=40μs,ton＝25μs时,盘算输出电压平均值UO和输出电流的平均值IO.
7．解释降压斩波电路.升压斩波电路.起落压斩波电路的输出电压规模.
8．在图3-7所示起落压斩波电路中,已知E=100V,R=0.5Ω,L和C极大,试求：
输出电压和输出电流的平均值;
（2）输出电压和输出电流的平均值,并盘算此时的输入功率.
7．试解释起落压斩波电路（Boost－CuckChooper）和Cuk斩波电路的异同点.
8．在单订交换调压器中,电源电压U1=120V,电阻负载R=10Ω,触发角α=900,试盘算：
负载电压有用值UO.负载电流有用值IO.负载功率PO和输入功率因数λ.
9．一电阻性负载加热炉有单订交换调压电路供电,如α＝00时位输出功率最大值,试求功率为80％,50％时的触发角α.
10．一晶闸管单订交换调压器带阻感性负载,电源电压为220V的交换电源,负载R=10Ω,L=1mH,试求：
（1）触发角α的移相规模;
（2）负载电流的最大有用值;
（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数;
（4）当α＝900时,晶闸管电流的有用值.晶闸管导通角和电源侧功率因数;
11．某单相反并联调功电路,采取过零触发.电源电压U1=220V,电阻负载R=1Ω,掌握的设定周期TC内,使晶闸管导通0.3s,断开0.2s,使盘算送到电阻负载上的功率与假定晶闸管一向导通时所送出的功率.
12．交换调压电路和交换调功电路有什么差别？
二者各应用于什么样的负载？
为什么？
13．用一对反并联的晶闸管和应用一只双向晶闸管进行交换调压时,他们的重要不同是什么？
14．反并联的晶闸管和负载接成内三角形的三订交换调压电路,问该电路有何长处？
15．什么是TCR？
什么是TSC？
它们的基起源基础理是什么？
各有何特色？
16．交交变频电路的重要特色和缺少之处是什么？
其重要用处是什么？
17．三订交交变频电路有哪两种接线方法？
它们有什么差别？
习题四
1.无源逆变电路和有源逆变电路有什么差别？
2.在逆变电路中器件的换流方法有哪些？
各有什么特色？
试举例解释.
3.为什么负载换向逆变器的负载阻抗必须呈容性而谐振式逆变器无次请求？
4.什么是电压型逆变电路和电流型逆变电路？
二者各有什么特色？
5.电压型逆变电路中二极管的感化是什么？
假如没有将消失什么现象？
为什么电流型逆变电路中没有如许的二极管？
6.请解释整流电路.逆变电路.变流（变频）电路三个概念的差别.
7.并联谐振式逆变器应用负载电压进行换相,为包管换响应知足什么前提？
8.对于图4-16所示电路,测得uDS波形如图右边,请剖析波形消失电压尖峰的原因,并解释消弱电压尖峰的办法.
图4-16习题8图4-17习题9
9.若电路及其输出波形如题图4-17所示,请画出开关管上的电压波形.
10.三相桥式电压型逆变电路,180º导电方法,Ud=100V.试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有用值UUN1,输出线电压的基波幅值UUV1m和有用值UUV1.输出5次谐波的有用值UUV5.
习题五
1.试解释PWM掌握的基起源基础理.
2.PWM逆变器有哪些长处？
其开关频率的高下有什么利弊？
3.单极性和双极性PWM掌握有什么差别？
在三相桥式PWM逆变电路中,输出相电压（输出端相对于中性点的电压）和线电压SPWM波形各有几种电平？
4.
脉宽调制（PWM）技巧的制约前提重要表示在哪些方面？
5.在SPWM调制中,何谓同步伐制？
何谓异步伐制？
为什么常采取分段同步伐制的办法？
6.脉宽调制逆变器的根本掌握办法有哪些？
7.在图5-31中,半周期的脉冲数为7,脉冲幅值为响应正弦波幅值的2倍,试按照面积等效道理盘算各脉冲的宽度.
8.什么是SPWM波形的规矩采样法？
和天然采样法比拟,规矩采样法有和优缺陷？
9.单相和三相SPWM波形中,所含重要谐波的频率是若干？
图5-31习题7
10.扼要解释空间矢量PWM掌握的基起源基础理及特色.
11.多电平逆变器的优缺陷有哪些？
12.今朝多电平逆变器的拓扑构造重要有哪几种？
各有什么优缺陷？
习题六
1.什么是高压直流输电？
和交换输电体系比拟有何优缺陷？
2.直流输电工程按照直流联络线可分为几类？
各有什么优缺陷？
3.简略介绍一下直流输电体系的重要构造,各个元件都有什么功效.
4.为什么今朝在绝大多半直流输电工程广泛采取晶闸管阀？
5.对于今朝广泛应用的12脉波换流桥,其交换侧电流和直流母线重要有那些次数的谐波？
假如是采取18脉波换流桥呢？
6.高压直流输电的交换滤波器重要有哪几种？
各有什么优缺陷？
7.在高压直流输电体系中,调节输送的直流电流和直流功率的重要手腕是什么？
8.剖析一下在高压直流输电体系中,假如采取全控型器件（如IGBT）并应用PWM掌握技巧的技巧可行性.
习题七
1.什么叫灵巧交换输电体系（柔性交换输电体系）？
今朝的重要应用有那些？
2.为什么要对交换电网进行无功功率抵偿？
3.什么叫SVC？
SVC重要包含哪几种组合构造？
4.为什么TCR常和TSC并联应用？
试画出其单线电路图.
5.在TSC中,电容的最优投切时刻若何选择？
6.什么叫静止同步抵偿器（STATCOM）？
和传统的SVC比拟有何优缺陷？
7.画出不斟酌损耗时STATCOM的等效电路图和其感性.容性向量图,并剖析其工作道理.
习题八
1.对电网的谐波抵偿有何重要意义？
2.与传统的无源滤波器比拟,有源电力滤波器有何优缺陷？
3.试剖析图8-27所示的APF的电路构造和工作道理.
4.依据有源电力滤波器接入电网的方法,有源电力滤波器重要分为哪三大类？
各有什么优缺陷？
5.并联型.串联型有源滤波器各实用于什么应用处合？
6.为什么今朝平日将无源LC滤波器和有源滤波器混杂应用？
如许作有何实际意义？
7.简略论述一下瞬时无功理论,其和传统的无功理论有何不合？
图8-27习题2
8.试剖析图8-28所示谐波检测电路的工作道理.假如该电路既要检测谐波电流又要检测无功电流,那么该检测电路应若何修改？
图8-28习题8
习题九
1.同步机励磁体系有何重要感化？
2.同步发电机全静态励磁体系有何长处？
3.同步电念头励磁用整流器有何特色？
4.什么是自控式无换向器电念头？
有何优缺陷？
5.自控式无换向器电念头的转速调剂是若何实现的？
6.为什么自控式无换向器电念头在低速时会消失显著的转矩脉动？
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