上的电压由什么决定?
答：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发
脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。导通后的晶闸管管压降很小。 晶闸管的关断时其两端电压大小由电源电压UA决定，电流近似为零。
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UA决定。 2.
缓冲电路的作用是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别，各自的功能是什么？
答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压du/dt或者过电流di/dt,减少器件的开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路和开
通缓冲电路。关断缓冲电路是对du/dt抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。 变压器漏抗对整流电路有什么影响? 答：出现换相重叠角?，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全导通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的 du/di，可能使晶闸管误导通，为此，必须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
在三相桥式整流电路中，为什么三相电压的六个交点就是对应桥臂的自然换流（相）点？（请以a、b两相电压正半周交点为例，说明自然换向原理）
答：三相桥式整流电路中，每只二级管承受的是相邻二相的线电压，承受正向电压时导通，反向电压时截止。三相电压的六个交点是其各
线电压的过零点，是二级管承受正反向电压的分界点，所以，是对应桥臂的自然换流点。 5.
试述斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式？ 答：斩波电路时间比控制方式中的三种控制模式为： （1）定频调宽控制模式
定频就是指开关元件的开、关频率固定不变，也就是开、关周期T固定不变，调宽是指通过改变斩波电路的开关元件导通的时间Ton来改变导通比Kt值，从而改变输出电压的平均值。 （2）定宽调频控制模式
定宽就是斩波电路的开关元件的导通时间Ton固定不变，调频是指用改变开关元件的开关周期T来改变导通比Kt。 （3）调频调宽混合控制模式
这种方式是前两种控制方式的综合，是指在控制驱动的过程中，即改变开关周期T，又改变斩波电路导通时间Ton的控制方式。通常用于需要大幅度改变输出电压数值的场合.
SPWM调制方式是怎样实现变压功能的？又是怎样实现变频功能的？
答：改变调制比M可以改变输出电压uO基波的幅值，所以，SPWM调制是通过改变调制波ur的幅值实现变压功能的。
改变正弦调制波的频率时，可以改变输出电压u0的基波频率，所以，SPWM调制是通过改变调制波ur的频率实现变频功能的。 (2) 晶闸管的主要动静态性能参数是哪些？晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断的原因是什么？ 答：
静态性能指标：
电压定额：断态重复峰值电压、反向重复峰值电压、通态电压。 电流定额：通态平均电流、维持电流、擎住电流、浪涌电流。 动态参数：
开通时间、关断时间、断态电压临界上升率、通态电流临界上升率。
晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断的原因是：a：刚刚导通后电流小于擎住电流，脉冲撤除后晶闸管关断；b：完全导通后，由于电路电流小于维持电流，晶闸管关断。 (3) 变压器漏感对整流电路的影响是什么？ 答：
a：出现换相重叠角γ,整流输出电压平均值Ud降低。 b：整流电路的工作状态增多。
c：晶体管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通。
d：换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。 .e：换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。 (4) 什么是逆变失败，逆变失败的原因是什么？ 答：
逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状
3.
4.
6.
态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。
产生逆变失败的原因：（1）触发电路工作不可靠，造成脉冲丢失、脉冲延迟等。（2）晶闸管发生故障，失去正常通断能力。（3）交流电源发生异常现象，如断电、缺相、或电压过低。（4）换相的裕量角不足，晶闸管不能可靠关断。 (5) 说明下图单相半桥电压逆变电路中二极管VD1和VD2的作用。
答：
VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续，又称续流二极管。
三、 分析计算题：
1、在下图中，E=50V, R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管擎住电流为15mA,要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？
解：晶闸管导通后，主回路电压方程为 L主电路电流id按下式由零上升
id?E?1?e?tR/L? Rdid?Rid?E dt晶闸管要维持导通，id必须上升达到擎住电流值以上，在此期间，门极脉冲应继续维持，将Id=15mA代入，得 取e?t?1?t，
t≥150μs。 所以，门极触发电流脉冲宽度至少应大于150μs。
2、三相桥式整流电路，U2=100V，带电阻电感负载R=50Ω，L值极大，当α=60度时，计算Ud,Id,IdT和Ivt。
Ud?2.34U2cos?
501?e?t?15?10?3 0.5??Ud RIIdt?d3 Id?Ivt?Id 3
☆单相桥式全控整流： ☆Ud?0.9U2cos? ☆Id?Ud R☆I2?Id ☆Ivt?Id 2
某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值， 解：(1)整流输出平均电压
Ｕd=
12???2?2U2sin?.td(?.t)=
12????2U2sin?.td(?.t)
=
1?cos??1?cos?? U2???0.45U2?22??2 cosα=
2Ud2?75?1??1?0.5152
0.45U20.45?220则 控制角α≈60° 导通角θ=π-α=120° (2).负载电流平均值
Id=
Ud=20(A) R则 R＝Ud／Id＝75／20=3.75Ω 负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值IV1，所以
?U2U21???1????d??t?=2sin2?? I=IV1=＝37.6(A) sin?t????R4?2?2??R?
分析下图示升压斩波电路原理并计算，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。
2
解：
开关元件导通（模式1）时，电感L储能，负载R上的电压uo和电流io由电容器C上的电压uc提供。 开关元件关断（模式2）时，直流电源Ud和电感L储能向负载R和电容器C提供能量，电容器C充电。 因此，可达到输出平均直流电压高于电源输入的直流电压。输出电压平均值Uo为 Uo?Ud?TUd?
T?Ton1?Kt其中，Ton为导通时间，T为开关周期，Kt为导通比。
Uo?Ud?T50*40??133.3V T?Ton40?25Io?U0133.3??6.67A R20
设流过晶闸管的周期电流波形如下图所示，其最大值均为Im，当采用额定电流为200A的晶闸管，当不考虑安全余量时，所能送出的平均
电流为多少?相应的电流最大值是多少？(7分)。
(在环境温度为40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时，所对应的通态平均电流值定义为晶闸管的额定电流。
Id?2U2 ?RIa?12???0?2U2sin?t?2U2 d?t?????R2R??2因此当晶闸管的额定电流为200A时，其允许通过的电流有效值为314A。 )
IIm2?32?t
1解：电流平均值: Idb=
2??2?30Imd(?t)?Im 31 电流有效值Ia=
2??2?30(Im)2d(?t)=
Im3
200A的晶闸管允许通过电流的有效值为314A，因此相应的电流最大值为314*3A，所能送出的平均电流IDb=314/3 =181A。
三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2＝100V，R＝10
，?L>>R R，求当?＝???时，输出电压平均值Ud，输出电流平均值Id，变压器二
电力电子技术期末考试试题及答案
