《电力电子技术》课后答案完整版

王兆安《电力电子技术》（第4版）课后习题解

第1章 电力电子器件

1.1 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，并在门极注入正向触发电流。 1.2 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），即H A I I >。

要使晶闸管由导通变为关断，可通过外加反向阳极电压或减小负载电流的办法，使流过晶闸管的电流降到维持电流值以下，即H A I I <。

1.3 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m I 。 试计算各波形的电流平均值1d I ，2d I ，3d I 与电流有效值1I ，2I ，3I 。

解：a ）

m m m

d I I t d t I I 2717.0)12

2(

2)()(sin 214

1≈+=

=

?π

ωωπ

ππ

m m m I I t d t I I 4767.021432)()sin (214

21≈+=

=?

π

ω?πππ

b ） m m

m d I I t d t I I 5434.0)12

2

(

)()(sin 1

4

2≈+=

=

?

π

ωωπ

ππ

m m m I I t d t I I 6471.0214322)()sin (1

4

22≈+=

=

?

π

ω?π

ππ

c ） ?

=

=20

3

4

1)(21π

ωπ

m m d I t d I I m m I t d I I 2

1)(21

20

2

3=

=

?

ωπ

π

1.4 上题中如果不考虑安全裕量，问100A 的晶阐管能送出的平均电流1d I 、2d I 、3d I 各为多少？这时，相应的电流最大值1m I 、2m I 、3m I 各为多少？

解：额定电流A I AV T 100)(=的晶闸管，允许的电流有效值A I 157=，由上题计算结果知：

a ） A I

I m 35.3294767.01≈≈

A I I m d 48.892717.011≈≈

b ） A I

I m 90.2326741

.02≈≈ A I I m d 56.1265434.022≈≈

c ） A I I m 31423== A I I m

d 5.784

1

33==

1.5 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211P N P 和221N P N 构成两个晶体管1V 、2V ，分别具有共基极电

流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。121＞

αα+两个等效晶体管过饱和而导通；121＜

αα+不能维持饱和导通而关断。 GTO 之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点

图1-43 晶闸管导电波形

不同：1）多元并联集成结构使每个GTO 元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，2P 区的横向电阻很小，显著减小了横向压降效应，从而使从门极抽出较大的电流成为可能；

2） GTO 导通时21αα+的更接近于1，普通晶闸管5.121≥+αα，而GTO 则为05.121≈+αα，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；而且GTO 在设计时2α较大，这样晶体管2V 控制灵敏，易于GTO 关断；

3） GTO 的3J 结的反向击穿设计得较高，使得允许在门极和阴极间施加较高的反向驱动电压，不仅可以进一步削弱横向压降效应，而且可以加速GTO 体内非平衡载流子经门极回路泄放的过程。 1.6 如何防止电力MOSFET 因静电感应引起的损坏？

答：电力MOSFET 的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。MOSFET 的输入电容是低泄漏电容，当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过±20V 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： ① 一般在不用时将其三个电极短接；② 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；③ 电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高；④ 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MOSFET 的驱动电路各有什么特点？

答：IGBT 驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT 是电压驱动型器件，IGBT 的驱动多采用专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：GTO 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，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

电力MOSFET 驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，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？试分析RCD 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过电压，dt dv

或过电流和dt

di

，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，S C 经S R 放电，S R 起到限制放电电流的作用；关断时，

负载电流经S VD 从S C 分流，使dt

dv

减小，抑制过电压。

1.9 试说明IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 各自的优缺点。

1.10 什么是晶闸管的额定电流？

答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：晶闸管在环境温度为40℃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平均值。 1.11 为什么要限制晶闸管断电电压上升律dt

dv

？

答：晶闸管在承受正向阳极电压阻断状态下，2J 结反偏，其结电容在晶闸管端电压上升率dt

dv

过大时，就

会流过较大的充电电流（称位移电流），此位移电流流过3J ，起到相当于触发电流的作用，易使晶闸管误触

发导通，所以要限制dt

dv

。

1.12 为什么要限制晶闸管通态电流上升率dt

di

？

答：在晶闸管开始导通时刻，若电流上升速度过快，会有较大的电流集中在门极附近的阴极小区域内，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晶闸管，所以要限制通态dt

di

。

1.13 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？

答：产生原因：分闸、合闸时产生的操作过电压；雷击引起的雷击过电压；晶闸管换相过程中产生的换相过电压。防止措施：压敏电阻；交流侧RC 过电压抑制电路；直流侧RC 过电压控制电路；变压器加屏蔽层；避雷器；器件关断缓冲电路等。

第2章 整流电路

2..1 单相半波可控整流电路对电感负载供电，mH L 20=，V U 1002=，求当?=0α时和?60时的负载电流

d I ，并画出d u 与d i 波形。

解：

?=0α时，在电源电压2u 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2u 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2u 的一个周期里，以下方程均成立：

t U dt

di L

d

ωsin 22= 考虑到初始条件：当0=t ω时0=d i 可解方程得：

)cos 1(22

t L U i d ωω-=

?-=

π

ωωωπ20

2

)()cos 1(221t d t L

U I d )(51.2222A L

U ==ω

d u 与d i 的波形如下图：

当?=60α

时，在2u 的正半周期?60～?180期间，晶闸管导通使电惑L 储能，电感L 储藏的能量在2u 负

半周期?180～?300期间释放，因此在2u 的一个周期中?60～?300期间，以下微分方程成立：

t U dt

di L

d

ωsin 22= 考虑到初始条件：当?=60t ω时0=d i 可解方程得：

)cos 2

1

(22t L U i d ωω-=

其平均值为

?-=

3

53

2)()cos 2

1

(221ππ

ωωωπ

t d t L U I d )(25.11222A L U ==

ω 此时d u 与d i 的波形如下图：

2. 2 图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：① 晶闸管承受的最大反向电压为222U ；② 当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。

答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。

因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。

以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。

① 以晶闸管2VT 为例。当1VT 导通时，晶闸管2VT 通过1VT 与2个变压器二次绕组并联，所以2VT 承受的最大电压为222U 。

② 当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α相同时，对于电阻负载；)~0(α期间无晶闸管导通，输出电压为0；)~(πα期间，单相全波电路中1VT 导通，单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通，输出电压均与电源电压2U 相等；)~(αππ+期间均无晶闸管导通，输出电压为0；)2~(παπ+期间，单相全波电路中2VT 导通，单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通，输出电压等于2U -。

对于电感负载；)~(απα+期问，单相全波电路中1VT 导逼，单相全控桥电路中1VT 、4VT 导通，输出电压均与电源电压2U 相等；)2~(απαπ++期间，单相全波电路中2VT 导通，单相全控桥电路中2VT 、3VT 导通，输出波形等于2U -。

可见，两者的输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。

2.3 单相桥式全控整流电路，V U 1002=，负载中Ω=20R ，L 值极大，当?=30α时， 要求：① 作出d u 、

d i 和2i 的波形；

② 求整流输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次电流有效值2I ； ③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：① d u 、d i 和2i 的波形如下图：

② 输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次电流有效值2I 分别为 )(97.7730cos 1009.0cos 9.02V U U d =???==α

)(99.382

97.77A R U I d

d ===

)(99.382A I I d ==

③ 晶闸管承受的最大反向电压为：

)(4.141100222V U =?= 考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：

)(424~2834.141)3~2(V U N =? 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： )(57.272

A I I d

VT ==

晶闸管的额定电流为：

)(35~2657

.157

.27)2~5.1(A I N =?=

具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。

2.4 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：

2.5 单相桥式全控整流电路，V U 1002=，负载Ω=20R ，L 值极大，反电势V E 60=，当时，要求：

① 作出d u 、d i 和2i 的波形；

② 求整流输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次电流有效值2I ； ③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：① d u 、d i 和2i 的波形如下图：

②整流输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次测电流有效值2I 分别为： )(92

)

6097.77()

(A R

E U I d d =-=-=

)(92A I I d ==

③晶闸管承受的最大反向电压为：

)(4.141100222V U =?= 流过每个晶闸管的电流的有效值为： )(36.62

A I I d

VT ==

故晶闸管的额定电压为：

)(424~2834.141)3~2(V U N =? 晶闸管的额定电流为：

)(8~657

.136

.6)2~5.1(A I N =?=

晶闸管额定电压和电流的具体敢值可按晶闸管产品系列参数选取。

2.6 晶闸管串联的单相半控桥（桥中1VT 、2VT 为晶闸管），电路如图2-11所示，V U 1002=，电阻电感负载，

Ω=2R ，L 值极大，当?=60α时求流过器件电流的有效值，并作出d u 、d i 、VT i 、D i 的波形。 解： d u 、d i 、VT i 、D i 的波形如下图：

负载电压的平均值为： )(5.672

)

3/cos(19.0)(sin 21

2

3

2V U t td U U d =+==

?

πωωπ

ππ

负载电流的平均值为：

)(75.332

5.67A R

U I d

d ===

流过晶闸管1VT 、2VT 的电流有效值为： )(49.193

1

A I I d VT ==

流过二极管3VD 、4VD 的电流有效值为： )(56.273

2

A I I d VD ==

2.7 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d u 的波形。

解：假设?=0α，当负载为电阻时，d u 的波形如下：

当负载为电感时，d u 的波形如下：

2.8 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，其分段布置及其矢量如图2-60所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？

图2-60 变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图

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1a 2c 对应的晶闸管导通时，1a 的电流向下流，2c 的电流向上流；当

1c 2b 对应的晶闸管导通时，1c 的电流向下流，2b 的电流向上流；当1b 2a 对应的晶闸管导通时，1b 的电流向

下流，2a 的电流向上流；就变压器的一次绕组而言，每一周期中有两段时间（各为?120）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，所以变压器铁心不会被直流磁化。

2.9 三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a 、b 两相的自然换相点是同一点 吗？如果不是，它们在相位上差多少度？

答：三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a 、b 两相之间换相的自然换相点不是同一点。它们在相位上相差?180。

2.10 有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它 们的触发角都是α，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是a 相，在相位上差多少度？ 答：相差?180。

2.ll 三相半波可控整流电路，V U 1002=，带电阻电感负载，Ω=5R ，L 值极大，当?=60α时，要求：

① 画出d u 、d i 、和1VT i 的波形； ② 计算d U 、d I 、dVT I 和VT I 。 解： ① d u 、d i 和1VT i 的波形如下图：

② d U 、d I 、dVT I 和VT I 分别如下

)(5.5860cos 10017.1cos 17.12V U U d =???==α )(7.1155.58A R U I d

d ===

)(9.33

7.113A I I d

dVT === )(755.63

7

.113

A I I d

VT ===

2.12 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d u 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1VT 不能导通，整流电压d u 波形如下：

假设1VT 被击穿而短路，则当晶闸管3VT 或5VT 导通时，将发生电源相间短路，使得3VT 、5VT 也可能分别被击穿。

2.13 三相桥式全控整流电路，V U 1002=，带电阻电感负载，Ω=5R ，L 值极大，当?=60α时，要求：

① 画出d u 、d i 、和1VT i 的波形； ② 计算d U 、d I 、dVT I 和VT I 。 解：① d u 、d i 和1VT i 的波形如下：

② d U 、d I 、dVT I 和VT I 分别如下

)(11760cos 10034.2cos 34.22V U U d =???==α )(4.235

117

A R U I d

d ===

)(8.73

4.233

A I I d

dVT ===

)(51.133

4

.233

A I I d

VT ===

2.14 单相全控桥，反电动势阻感负载，Ω=1R ，∞=L ，V E 40=，V U 1002=，mH L B 5.0=，当?=60α时求d U 、d I 与γ的数值，并画出整流电压d u 的波形。 解：考虑B L 时，有：

d d U U U ?-=αcos 9.02

d B

d I X U π

2=? R E U I d d )

(-=

解方程组得：

)(55.4422cos 9.02V X R E

X U R U B

B d =++=

παπ

)(455.0V U d =? )(55.4A I d =

又因为 2

2)cos(

cos U X I B

d =+-γαα

即得出 4798.0)60cos(=+?γ 换流重叠角 ?=?-?=33.16033.61γ 最后，作出整流电压d u 的波形如下：

2.15 三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，V U 1002=， Ω=1R ，mH L B 1=， 求当?=30α、

V E 50=时d U 、d I 、γ的值并作出d u 与1VT i 和2VT i 的波形。 解：考虑B L 时，有：

d d U U U ?-=αcos 17.12

d B

d I X U π23=

? R E U I d

d )(-=

解方程组得：

)(63.94323cos 17.12V X R E

X U R U B

B d =++=

παπ

)(7.6V U d =? )(63.44A I d =

又因为 2

62)cos(

cos U X I B

d =+-γαα

即得出 752.0)30cos(=+?γ 换流重叠角 ?=?-?=28.113028.41γ

d u 、1VT i 和2VT i 的波形如下：

2.16 三相桥式不可控整流电路，阻感负载，Ω=5R ，∞=L ，V U 2202=，Ω=

3.0B X ，求d U 、d I 、VD I 、

2I 和γ的值并作出d u 、VD i 和2i 的波形。

解：三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路?=0α时的情况。

d d U U U ?-=αcos 34.22

d B

d I X U π

3=?

R U I d

d =

解方程组得： )(9.486/31cos 34.22V R

X U U B d =+=

πα

)(38.97A I d =

又因为 2

62)cos(cos U X I B

d =+-γαα

即得出 892.0cos =γ

换流重叠角 ?=93.26γ

二极管电路和变压器二次侧电流的有效值分别为

)(46.32338.973A I I d

VD =÷==

)(51.793

2

2A I I d a ==

d u 、1VD i 和a i 2的波形如下：

2.17 三相全控桥，反电势阻感负载，V E 200=，Ω=1R ，∞=L ，V U 2202=，?=60α，当0=B L 和

mH L B 1=情况下分别求d U 、d I 的值，后者还应求γ并做出d u 与T i 的波形。

答：① 当0=B L 时：

)(4.25760cos 22034.2cos 34.22V U U d =???==α )(4.571

)

2004.257()

(A R

E U I d d =-=-=

② 当mH L B 1=时：

d d U U U ?-=αcos 34.22 πd

B d I X U 3=?

R E U I d d )

(-=

解方程组得：)(15.24433cos 34.22V X R E

X RU U B

B d =++=

παπ )(15.44A I d = )(25.13V U d =?

又因为 2

62)cos(cos U X I B

d =

+-γαα

即得出 4485.0)60cos(=+?γ 换流重叠角 ?=?-?=35.36035.63γ

d u 、1VT i 和2VT i 的波形如下：

2.18 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2k （k=1、2、3……）次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2k+1（k=1、2、3……）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。

2.19 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。

2.20 试计算第3题中2i 的3、5、7次谐波分量的有效值23I ，25I ，27I 。

解：在第3题中己知电路为单相全控桥，其输出电流平均值为

)(99.38A I d =

于是可得： )(7.11399.382232223A I I d =?==ππ )(02.7599

.382252225A I I d =?==ππ )(01.5799

.382272227A I I d

=?==

π

π

2.21 试计算第13题中的5，7次谐波分量的有效值。 答：第13题中，电路为三相桥式全控整流电路，且已知

)(4.23A I d = 由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为：

)(65.354.2365625A I I d =?==ππ )(61.274

.2367627A I I d

=?==

π

π

2.22 试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。 答：① 第3题中基波电流的有效值为：

)(1.3599

.3822221A I I d =?==ππ

基波因数为： 9.099

.381.351

1

====

d I I I

I ν 电路的输入功率因数为： 78.030cos 9.0cos =?==ανλ

② 第13题中基波电流有效值为：

)(243.1839

.23661A I I d =?==

ππ

基波因数为： 955.01

1

===

d

I I I

I ν 电路的输入功率因数为： 48.060cos 955.0cos =?==ανλ

2.23 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点：

① 三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要用平衡电抗器；

② 当变压器二次电压有效值2U 相等时，双反星形电路的整流电压平均值d U 是三相桥式电路的2

1而

整流电流平均值d I 是三相桥式电路的2倍；

③ 在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压d u 和整流电流d i 的波形形状一样。

2.24 整流电路多重化的主要目的是什么？

答：整流电路多重化的目的主要包括两个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。

2.25 12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐 波？

答：12脉波电路整流电路的交流输入电流中含有11次、13次、23次、25次等即12k ±l （k=1、2、3……）次谐波，整流输出电压中含有12、24等即12k （k=1、2、3……）次谐波。

24脉波整流电路的交流输入电流中含有23次、25次、47次、49次等，即24k ± 1（k=1、2、3……）次谐波，整流输出电压中含有24、48等即24k （k=1、2、3……）次谐波。

2.26 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； ② 要求晶闸管的控制角2

π

α>

，使d U 为负值。

2.27 三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1当时求d U 、d I 、γ 的值，此时送回电网的有功功率是多少？

答：由题意可列出如下3个等式：

d d U U U ?--=)cos(34.22βπ πd

B d I X U 3=?

R E U I M d d )

(-=

三式联立求解，得

)(3.29033)cos(34.22V X R E X RU U B

M

B d -=++-=

πβππ

)(7.109A I d =

由下式可计算换流重叠角：

1279.062)cos(cos 2

==

+-U X I B

d γαα

6279.0)120cos(-=+?γ ?=?-?=90.812090.128γ

送回电网的有功功率为：

)(85.3117.1097.10940022

W R I I E P d d M =?-?=-=

2.28 单相全控桥，反电动势阻感负载，时求求d U 、d I 、γ 的值？ 答：由题意可列出如下3个等式：

d d U U U ?--=)cos(9.02βπ πd

B d I X U 2=?

R E U I M d d )

(-=

三式联立求解，得

)(91.4922)cos(9.02V X R E

X RU U B

B d -=++-=

πβππ

)(09.49A I d =

又因为 1091.02)cos(

cos 2

==+-U X I B

d γαα

即得出 6091.0)120cos(

-=+?γ 换流重叠角 ?=52.7γ

2.29 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。

防止逆变夫败的方法有：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，留出充足的换相裕量角β等。

2.30 单相桥式全控整流电路、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：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。

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。

2.31 三相全控桥，电动机负载，要求可逆，整流变压器的接法是5-Y ?，采用NPN 锯齿波触发器，并附有滞后?30的R-C 滤波器，决定晶闸管的同步电压和同步变压器的联接形式。 答：整流变压器接法如下图所示

以a 相为例，a u 的?120对应于?=90α，此时0=d U ，处于整流和逆变的临界点。该点与锯齿波的中点重合，即对应于同步信号的?300，所以同步信号滞后a u ?180，又因为R-C 滤波已使同步信号滞后?30，所以同步信号只要再滞后?150就可以了。

满足上述关系的同步电压向量图及同步变压器联接形式如下两幅图所示。

晶闸管

1VT 2VT 3VT 4VT 5VT 6VT 同步电压

sb u - sa u sc u - sb u sa u - sc u

2.32 某一电阻负载，要求输出直流电压V U d 24~0=，最大负载电流A I d 30=。采用单相半波可控整流电路。用V 220直接供电或用变压器降压到V 60供电。计算两种方案下，不考虑完全裕量时，晶闸管的导通角θ，额定电流N I ， 额定电压N U ，电源的功率因数和电源容量。 解：① V U 2202=时：

2cos 145.01

2

α+=U U d 5.01220

45.024

2145.02cos 21-=-??=-=

U U d α ?=1201α

?=?-?=-=6012018011απθ

电流平均值 A I d 30= 故 )(8.030

24

Ω==

=d d d I U R 电流有效值 )(83242sin 2A R U R U I d d =-+==

πα

ππα 额定电流 )(5357

.18357.1A I I N ==≥

额定电压 )(311220222V U U U Rm N =?==≥

功率因数 302.0242sin cos 1

11=-+=

π

αππα? 电源视在功率 )(36.188322021KVA I U S =?== ② V U 602=时：

?=1412θ A I N 8.33≥ A U N 2.84≥

71.0cos 2=? KVA S 18.32=

2.33 阻感负载，电感极大，电阻Ω=5d R ，电路为带有续二极管的单相半控桥电路，输入电压V U 2202=，当控制角?=60α时，求流过晶闸管平均电流值dT I 、有效值T I ，流过续流二极管电流平均值dD I 有效值D I 。 解： 整流输出平均电压：

)(149260cos 12209.02cos 19.02

V U U d =?

+??=+=α

负载平均电流： )(305

149

A R U I d d d =

= 流过晶闸管电流平均值：)(1030360601802A I I d dT =???

-?=-=παπ

电流有效值：A I I d T 3.172=-=

πα

π 流过续流二极管电流平均值：)(1030180602A I I d dD =???

==π

有效值：)(3.1730180602A I I d D =??

?==π

2.33 单相全控桥式电路，电阻性负载，控制角?=60α。画出电气原理图、整流电压d U 波形图、任一晶闸管在一个周期内两端电压波形图、变压器副边电流2i 波形图。 解：

2.34 三相半波可控整流电路，负载电感极大，电阻Ω=2d R 、V U 2202=，当?=60α，求出接续流二极管和不接续流二极管两种电路结构下的整流电压、整流电流，并选择晶闸管。 解： ① 接续流二极管时：

???

?????? ??++=απ6cos 1675.02U U d

)(13536cos 1220675.0V =???

??

???? ??++??=ππ

)(5.672

135A R U I d d d ===

)(75.335.6736060150360150A I I d T =??

?

-?=?-?=

α

晶闸管：)(42~3157

.1)2~5.1(A I

I T N =?>

)(1000~7006)3~2(2V U U N =>

② 不接续流二极管时：

)(11760cos 22017.1cos 17.12V U U d =???==α

)(5.582

117

A R U I d d d ===

)(75.335.583

131A I I d T =?==

晶闸管：)(42~3157

.1)2~5.1(A I

I T N =?>

)(1000~7006)3~2(2V U U N =>

2.35 单相半波可控整流电路中，脉冲间隔τ= ( )，晶闸管最大导通角=max θ（ ），晶闸管可以承受的最大电压Tm U =（ ），整流电压的脉动次数m=（ ）；三相桥式可控整流电路中的τ＝（ ），max θ

＝（

）， Tm U =( )，m=( )。

答：单相半波： π2， π，

22U ， 1；

三相桥式：

3

π，32π

，26U ， 6

2.36 单相桥式电路中脉冲间隔τ＝（ ），晶闸管最大导通角=max θ（ ），晶闸管承受的最大电压Tm U =( )， 整流电压脉冲次数m=( )； 三相半波电路中τ= ( )，整流电压脉动次数m=( )；三相半波电路中τ＝（ ），=max θ（ ），Tm U = ( )，m= ( )。

答：单相桥式： π， π， 22U ， 2；

三相半波：

3

π，32π

，26U ， 3

2.37 电阻性负载，单相桥式电路，脉冲移相范围α=( )，电流开始断续时k α＝（ ）；三相半波电路脉冲移相范围α＝（ ），电流开始断续时k α＝（ ）；三相桥式电路脉冲移相范围α＝（ ），电流开始断续时k α＝（ ）。

答：单相桥式π~0，?0；三相半波?150~0，?30；三相桥式?120~0，?60

2.38 三相半波可控整流电路对直流电动机供电，当?=60α，理想空载转速rpm n 10000=，在?=30α时，理想空载转速01n =( )；?=902α时，理想空载转速02n =( )；?=1203α，03n =( )

答：rpm 1000 ，rpm 866 ，rpm 500

2.39 电路形式为两组三相桥式并联可逆电路，负载为直流电动机，请画出：电气原理图和直流电动机运行四个象限变流器的工作情况（电动机运行状态，变流器工作状态，整流电压极性，直流电动机反电势极性，主电路电流方向）。 答：

2.40 电路形式为三相半波电路，负载为电阻，当?=30α时，请画出电气原理图，整流电压d U 波形图，

触发脉冲序列，晶闸管1VT 在一个周期内承受电压1VT u 波形图。

答：

2.41 电路形式为三相桥式可控整流电路，负载电感大，当?=90α请画出电气原理图，整流电压d U 波形图，触发脉冲序列，晶闸管1VT 在一个周期内承受电压1VT u 波形图。

答：

(第二章)测试题

一、 填空题

1、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压 ，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的 被触发，才能得到稳定的直流电压。1、同步、时刻。

2、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。2、正弦波、锯齿波。

3、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。3、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。

4、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。4、关断过电压。

5、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。5、硒堆、压敏电阻。

6、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫。6、快速熔断器。

7、晶闸管整流装置的功率因数定义为侧与之比。7、交流、有功功率、视在功率

8、晶闸管装置的容量愈大，则高次谐波，对电网的影响。

8、愈大，愈大。

9、在装置容量大的场合，为了保证电网电压稳定，需要有补偿，最常用的方法是在负载侧。9、无功功率；并联电容。

二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1分、共10分）

1、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。（√）

2、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。（×）

3、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。（×）

4、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。（×）

5、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。（√）

6、为防止过电流，只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。（×）

7、快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。（√）

8、晶闸管并联使用须采取“均压措施”。（×）

9、在电路中接入单结晶体管时，若把b1、b2接反了，就会烧坏管子。（×）

10、单结晶体管组成的触发电路输出的脉冲比较窄。（√）

11、单结晶体管组成的触发电路不能很好地满足电感性或反电动势负载的要求。（√）

12、采用正弦波移相触发电路的可控整流电路工作稳定性较差。（√）

13、正弦波移相触发电路不会受电网电压的影响。（×）

14、对低电压大电流的负载供电，应该用带平衡电抗器的双反星型可控整流装置。（√）

15、晶闸管触发电路与主电路的同步，主要是通过同步变压器的不同结线方式来实现的（√）

16、晶闸管装置的容量愈大，对电网的影响就愈小。（×）

三、单项选择题把正确答案的番号填在括号内（每小题1分，共10分）

1、三相可控整流与单相可控整流相比较，输出直流电压的纹波系数（B）。

A 三相的大，

B 单相的大，C一样大。

2、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（B）。

A 三极管，

B 续流二极管，

C 保险丝。

3、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（C）负载。

A 电阻性，

B 电感性，

C 反电动势。

4、直流电动机由晶闸管供电与由直流发电机供电相比较，其机械特性（C）。

A 一样，

B 要硬一些，

C 要软一些。

5、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路适用于（A）负载。

A 大电流，

B 高电压，

C 电动机。

6、晶闸管在电路中的门极正向偏压（B）愈好。

A 愈大，

B 愈小，

C 不变

7、晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（C）。

A 分流，

B 降压，

C 过电压保护，

D 过电流保护。

8、压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来（C）。

A 分流，

B 降压，

C 过电压保护，

D 过电流保护。

9、变压器一次侧接入压敏电阻的目的是为了防止（C）对晶闸管的损坏。

A 关断过电压，

B 交流侧操作过电压，

C 交流侧浪涌。

10、晶闸管变流装置的功率因数比较（B）。

A 高，

B 低，

C 好。

11、晶闸管变流器接直流电动机的拖动系统中，当电动机在轻载状况下，电枢电流较小时，变流器输出电流是（B）的。

A 连续，

B 断续，

C 不变。

12、脉冲变压器传递的是（C）电压。

A 直流，

B 正弦波，

C 脉冲波。

13、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（C）来表示的。

A 有效值

B 最大赛值

C 平均值

14、普通的单相半控桥可整流装置中一共用了（A）晶闸管。

A 一只，

B 二只，

C 三只，

D 四只。

15、三相全控桥整流装置中一共用了（B）晶闸管。

A 三只，

B 六只，

C 九只。

16、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（C）电极。

A 一个，

B 两个，

C 三个，

D 四个。

17、若可控整流电路的功率大于4kW，宜采用（C）整流电路。

A 单相半波可控

B 单相全波可控

C 三相可控

18、三相可控整流与单相可控整流相比较，输出直流电压的纹波系数（B）。

A 三相的大，

B 单相的大，C一样大。

四、问答题（每小题6分，共计24分）

1、对晶闸管的触发电路有哪些要求？

答：为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率；门极正向偏压愈小愈好；触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求；要能满足主电路移相范围的要求；触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。

2、正确使用晶闸管应该注意哪些事项？

答：由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多，使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外，在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。另外，使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外，还要定期对设备进行维护，如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。

3、晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？

答：在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出，可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离，既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。

4、一般在电路中采用哪些措施来防止晶闸管产生误触发？

答：为了防止晶闸管误导通，①晶闸管门极回路的导线应采用金属屏蔽线，而且金属屏蔽层应接“地”；②控制电路的走线应远离主电路，同时尽可能避开会产生干扰的器件；③触发电路的电源应采用静电屏蔽变压器。同步变压器也应采用有静电屏蔽的，必要时在同步电压输入端加阻容滤波移相环节，以消除电网高频干扰；④应选用触发电流稍大的晶闸管；⑤在晶闸管的门极与阴极之间并接0.01μF～0.1μF的小电容，可以有效地吸收高频干扰；⑥采用触发电流大的晶闸管。

6、晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？

固体物理课后答案

1.1 如果将等体积球分别排列成下列结构，设x 表示钢球所占体积与总体积之比，证明结构x简单立方π/ 6 ≈0.52体心立方3π/ 8 ≈0.68面心立方2π/ 6 ≈0.74六方密 排2π/ 6 ≈0.74金刚石3π/16 ≈0.34 解：设钢球半径为r ，根据不同晶体结构原子球的排列，晶格常数a 与r 的关系不同，分别为：简单立方：a = 2r 金刚石：根据金刚石结构的特点，因为体对角线四分之一处的原子与角上的原子紧贴，因此有 1.3 证明：体心立方晶格的倒格子是面心立方；面心立方晶格的倒格子是体心立方。 证明：体心立方格子的基矢可以写为

面心立方格子的基矢可以写为 根据定义，体心立方晶格的倒格子基矢为 同理 与面心立方晶格基矢对比，正是晶格常数为4π/ a的面心立方的基矢，说明体心立方晶格的倒格子确实是面心立方。注意，倒格子不是真实空间的几何分布，因此该面心立方只是形式上的，或者说是倒格子空间中的布拉菲格子。根据定义，面心立方的倒格子基矢为 同理 而把以上结果与体心立方基矢比较，这正是晶格常数为4πa的体心立方晶格的基矢。 证明：根据定义，密勒指数为的晶面系中距离原点最近的平面ABC 交于基矢的截距分别为 即为平面的法线

根据定义，倒格子基矢为 则倒格子原胞的体积为 1.6 对于简单立方晶格，证明密勒指数为(h, k,l)的晶面系，面间距d 满足 其中a 为立方边长。 解：根据倒格子的特点，倒格子 与晶面族(h, k,l)的面间距有如下关系 因此只要先求出倒格，求出其大小即可。 因为倒格子基矢互相正交，因此其大小为 则带入前边的关系式，即得晶面族的面间距。 1.7 写出体心立方和面心立方晶格结构的金属中，最近邻和次近邻的原子数。若立方边长为a ，写出最近邻和次近邻的原子间距。 答：体心立方晶格的最近邻原子数（配位数）为8，最近邻原子间距等于 次近邻原子数为6，次近邻原子间距为a ；

供电技术第四版课后习题答案

1-1试述电力系统的组成及各部分的作用？ 各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成： （1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。根据一次能源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。 （2）变电与配电 变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所 （3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。 （4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使用（消耗）电能 1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自的特点是什么？ 答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地）。 1）中性点不接地系统 特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。 2）中性点经消弧线圈接地系统 特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。 3）中性点直接接地系统 特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电压不变。电气设备绝缘水平可按相电压考虑。在380/220V低压供电系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防止一相接地时出现超过250V的危险电压。 2--2在供电系统设计中，考虑上述因素后就需要确定一个最大的、恒定不变的等效负荷来代替实际变化的真实负荷，作为工程设计的依据。该最大的、恒定不变的等效负荷（假想负荷）在供电系统工程设计中称为计算负荷。 实际负荷：真实存在、随机变化的； 计算负荷：假想最大的、恒定不变的等效负荷； 假想负荷于实际负荷之间的关系（等效含义）： 根据计算负荷所选择的配电设备，在实际负荷长期作用下，其温升不超过配电设备在规定使用年限内所允许的最高温升。 即：用电设备在实际运行中对配电设备所产生的最大热效应与计算负荷（等效负荷）产生的热效应相同。 计算负荷是供电系统结构设计、导线及变压器等配电设备参数选择的依据。 从发热的角度分析，计算负荷在数值上等于用户典型日负荷曲线中的30min最大平均负荷P30。 变压器台数选择应考虑哪些因素？什么是明备用？什么是暗备用？ 答：台数选择考虑因素：（1）供电可靠性要求（2）负荷变化与经济运行（3）集中负荷容量大小 明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用，此时两台变压器均按最大负荷

电力电子技术课后习题全部答案解析

电力电子技术 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I1、I2、I3。 解：a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t

电力电子技术答案第五版(全)

电子电力课后习题答案 第一章电力电子器件 1.1 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。 或者U AK >0且U GK >0 1.2 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。 1.3 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 。 解：a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I 1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I 2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t c) I d3= ?= 2 Im 4 1 ) ( Im 2 1π ω π t d I 3= Im 2 1 ) ( Im 2 1 2 2= ?t dω π π 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐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 35 . 329 4767 .0 ≈ ≈ I A, I d1 ≈0.2717I m1 ≈89.48A

固体物理习题解答

《固体物理学》习题解答 ( 仅供参考) 参加编辑学生 柯宏伟（第一章），李琴（第二章），王雯（第三章），陈志心（第四章），朱燕（第五章），肖骁（第六章），秦丽丽（第七章） 指导教师 黄新堂 华中师范大学物理科学与技术学院2003级

2006年6月 第一章 晶体结构 1. 氯化钠与金刚石型结构是复式格子还是布拉维格子，各自的基元为何？写出 这两种结构的原胞与晶胞基矢，设晶格常数为a 。 解： 氯化钠与金刚石型结构都是复式格子。氯化钠的基元为一个Na +和一个Cl － 组成的正负离子对。金刚石的基元是一个面心立方上的Ｃ原子和一个体对角线上的Ｃ原子组成的Ｃ原子对。 由于NaCl 和金刚石都由面心立方结构套构而成，所以，其元胞基矢都为： 12 3()2()2()2a a a ? =+?? ?=+?? ?=+?? a j k a k i a i j 相应的晶胞基矢都为： ,,.a a a =?? =??=? a i b j c k 2. 六角密集结构可取四个原胞基矢 123,,a a a 与4a ,如图所示。试写出13O A A '、1331A A B B 、2255A B B A 、123456A A A A A A 这四个晶面所属晶面族的 晶面指数()h k l m 。 解： (1)．对于13O A A '面，其在四个原胞基矢 上的截矩分别为：１，１，1 2 -，１。所以， 其晶面指数为()1121。

(2)．对于1331A A B B 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，１，1 2-，∞。 所以，其晶面指数为()1120。 (3)．对于2255A B B A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，1-，∞，∞。所以，其晶面指数为()1100。 (4)．对于123456A A A A A A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：∞，∞，∞，１。所以，其晶面指数为()0001。 3. 如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球体可能占据的最大体积与总体积的 比为： 简立方： 6 π ；六角密集：6；金刚石： 。 证明： 由于晶格常数为a ，所以： (1)．构成简立方时，最大球半径为2 m a R = ，每个原胞中占有一个原子， 3 34326m a V a π π??∴== ??? 36 m V a π∴ = (2)．构成体心立方时，体对角线等于４倍的最大球半径，即：4m R ，每个晶胞中占有两个原子， 3 3 422348m V a π??∴=?= ? ??? 32m V a ∴ = (3)．构成面心立方时，面对角线等于４倍的最大球半径，即：4m R ，每个晶胞占有４个原子， 3 3 444346 m V a a π??∴=?= ? ???

城市轨道交通供电技术课后知识题与答案解析

第一章 1、城市轨道交通的特点是什么？ 安全，快捷，准时，舒适，运量大，无污染，占地少且不破坏地面景观。 2、城市轨道交通有哪些类型，各有什么特点？（特点只列举了突出点） （1）地铁：单向运量3-7万人次/h，建设成本最高 （2）轻轨：单向运量2-4万人次/h （3）市郊铁路：单向运量6-8万人次/h，建设成本最低，站间距大，速度最快。 （4）独轨：单向运量1.2万人次/h。无法与其他三种接轨 3、城轨供电系统的功能及要求是什么？ 功能：全方位的服务，故障自救，系统的自我保护，防止误操作，方便灵活的调度，完善的控制、显示和计量，电磁兼容。 要求：安全，可靠，调度方便，技术先进，功能齐全。 4、城轨供电系统有哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？ （1）外部供电系统（中压环网供电系统） （2）牵引供电系统 （3）动力照明供电系统 5、城轨供电系统采用何种供电制式？ （1）直流制式

（2）低频单相（少用） （3）工频单相 （4）交流制式（淘汰） 6、迷流腐蚀形成的原因是什么，如何防护？ 原因：钢轨和隧道或道床等结构之间绝缘电阻不是很大。牵引电流泄漏到隧道或道床等结构钢上，再流回牵引变变电的负极。 危害：（1）引起过高的接地电位，使某些含有电气接地装置的设备无法正常运行。 （2）引起牵引变电所的框架保护动作，进而使得牵引变电所的断路器跳闸，造成大范围停电事故。 （3）电腐蚀使得地下钢结构的寿命缩短 防护原则：堵，排，监测 防护措施： （1）降低走行轨的对地电位 （2）增加走行轨对地的过渡电阻 （3）敷设迷流收集网

第二章 1、城轨交通供电系统对电源有哪些要求？ （1）2路电源来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。 （2）每个进线电源的容量应满足变电所全部以、二级负荷的要求 （3）2路电源分别运行，互为备用，一路故障，另一路恢复供电 （4）电源点尽量靠近城轨交通路线，减少电缆通道的长度 （5）要求应急电源系统能够满足一定的牵引负荷，保证正常运输的动力照明负荷。 2、城轨交通供电系统的电源电压等级有哪几种？ 集中式一般为10KV，东北地区沈阳，哈尔滨为66KV 分散式为35KV或10KV 3、城轨交通供电系统为什么会产生谐波？如何治理？ 因为城轨交通中广泛使用各种交直流换流装置以及双向晶闸管可控开关设备，这些设备均为谐波源。 治理：（1）增加牵引整流机组的脉波数 （2）安装滤波装置或谐波补偿装置 4、外部供电系统对城轨交通供电系统是供电方式有哪几种？各有什么特点？ （1）集中式供电，采用专用主变电所构成的供电方案，有利于城轨公司的运营和管理，各牵引变电所和降压变电所由环网电缆供电，具有很高的可靠性。 （2）分散式供电，在地铁沿线直接由城市电网引入多路地铁所需要的电源。

电力电子技术试题及答案(B)

电力电子技术答案 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 、I 、I 。 πππ4 π4 π2 5π4a) b)c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π21?π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π1?π πωω4)(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ? π π ωωπ 4 2) ()sin (1 t d t I m = 2 2m I π 21 43+ ≈0.6741I m c) I d3=π21?2 )(π ωt d I m =41 I m I 3 =? 2 2 ) (21π ωπt d I m = 2 1 I m 2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐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≈89.48 b) I m2≈ 6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3= 4 1 I 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 1α和2α， 由普通晶阐管的分析可得， 121=+αα是器件临界导通的条件。1 21＞αα+两个等效晶体管过饱和而导通；

《供电技术-第四版》课后题标准答案-问答题部分

《供电技术-第四版》课后题答案-问答题部分

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第一章 1-1试述电力系统的组成及各部分的作用？ 各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成： （1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。根据一次能源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。 （2）变电与配电 变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所 （3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。 （4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使用（消耗）电能 1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自的特点是什么？ 答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地）。 1）中性点不接地系统 特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。 2）中性点经消弧线圈接地系统 特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。 3）中性点直接接地系统 特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电压不变。电气设备绝缘水平可按相电压考虑。在380/220V低压供电系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防止一相接地时出现超过250V的危险电压。 1-5简述用户供电系统供电质量的主要指标及其对用户的影响 答： 决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性。 影响：①当电压出现偏差时会对用电设备的良好运行产生影响；电压波动和闪变会使电动机转速脉动、电子仪器工作失常；出现高次谐波会干扰自动化装置和通信设备的正常工作；产生三相不对称电压会影响人身和设备安全。②频率偏差不仅影响用电设备的工作状态、产品的产量和质量，而且影响电力系统的稳定运行。③根据负荷等级来保证供电系统的可靠性。 1-6试分析中性点不接地系统发生单相接地后，系统的电压会发生什么变化？此时流经故障点的电流如何确定？ 答：中性点不接地系统发生单相接地故障时，线间电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。 1-7中性点经消弧线圈接地系统中，消弧线圈对容性电流的补偿方式有哪几种？一般采用哪一种？为什么？ 答：全补偿方式、欠补偿方式、过补偿方式

电力电子技术第3章-习题答案

3章交流-直流变换电路课后复习题 第1部分：填空题 1.电阻负载的特点是电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0?≤a≤ 180?。 2.阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0? ≤a≤ 180? 2 ，续流二极管承受的最大反向电压 2 （设U2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0?≤a≤ 180?，单 2和 2 ；带阻感负载时， α角移相范围为0?≤a≤ 90?，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 2 2U 2 ；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出 侧串联一个平波电抗器(大电感)。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = 180?-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0?。 5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单相全波可控整流电路的波形基 本相同，只是后者适用于较低输出电压的场合。 6. 2 ，随负载 加重U d 逐渐趋近于0.9 U2，通常设计时，应取RC≥ 1.5~2.5T，此时输出电压为U d ≈ 1.2 U2(U2为相电压有效值)。 7.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm 2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是0?≤a≤90?，使负载电流连续的条件为a≤30?(U2为相电压有效值)。 8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120?，当它 带阻感负载时，α的移相范围为0?≤a≤90?。 9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 电压最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0?≤a≤120?，u d波形连续的条件是a≤60?。 10*.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流i d断续和连续的临界条件是C Rω 3 =，电路中的二极管承受的最大反向电压为 2 U2。 11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当 α 从0°～90°变化时， 整流输出的电压u d 的谐波幅值随 α 的增大而增大，当 α 从90°～180°变化时，整流输出的电压u d的谐波幅值随 α 的增大而减小。 12.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L为足够大。当 α ＝30°时，三相电流有效值与直流电流的关系为I I d，交流侧电流中所含次谐波次数为 6k±1,k=1,2,3…，其整流输出电压中所含的谐波次数为 6k, k=1,2,3…。 13.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使输出电压平均值减小。

电力电子技术课后题答案

0-1.什么是电力电子技术? 电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术；它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。国际电气和电子工程师协会（IEEE）的电力电子学会对电力电子技术的定义为：“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。” 0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么? 电力电子器件是基础。电能变换技术是核心. 0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。 电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。 0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型? AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。 常用基本控制方式主要有三类：相控方式、频控方式、斩控方式。 0-5.从发展过程看，电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。可分为：集成电晶闸管及其应用；自关断器件及其应用；功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。集成电晶闸管及其应用：大功率整流器。自关断器件及其应用：各类节能的全控型器件问世。功率集成电路和智能功率器件及其应用：功率集成电路（PIC），智能功率模块（IPM）器件发展。 0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么? 传统电力电子技术的特征：电力电子器件以半控型晶闸管为主，变流电路一般 为相控型，控制技术多采用模拟控制方式。 现代电力电子技术特征：电力电子器件以全控型器件为主，变流电路采用脉宽 调制型，控制技术采用PWM数字控制技术。 0-7.电力电子技术的发展方向是什么? 新器件：器件性能优化，新型半导体材料。高频化与高效率。集成化与模块化。数字化。绿色化。 1-1.按可控性分类，电力电子器件分哪几类? 按可控性分类，电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。 1-2.电力二极管有哪些类型?各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少? 电力二极管类型以及反向恢复时间如下： 1）普通二极管，反向恢复时间在5us以上。 2）快恢复二极管，反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者在100ns 以下，甚至达到20~30ns，多用于高频整流和逆变电路中。 3）肖特基二极管，反向恢复时间为10～40ns。 1-3.在哪些情况下，晶闸管可以从断态转变为通态? 维持晶闸管导通的条件是什么? 1、正向的阳极电压； 2、正向的门极电流。两者缺一不可。阳极电流大于维持电流。

电力电子技术课后答案

电力电子课后答案 第二章 2.2 使晶闸管导通的条件是什么？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： 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）。或者U AK >0且U GK >0； 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。 2.3图2-1中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，各波形的电流最大值均为m I ， 试计算各波形的电流平均值1d I 、2d I 、3d I 与电流有效值1I 、2I 、3I ，和它们的波形系数1f K ，2f K ，3f K 。 题图2.1 晶闸管导电波形 解： a) 1d I = 4 1 2sin()(1)0.27222 m m m I I t I π π ωπ π= +≈? 1I 24 131(sin )()0.4822 42m m m I I t d wt I ππ ?π π = +≈? 111/0.48/0.27 1.78f d m m K I I I I === b) 2d I =412 sin ()(1)0.5422 m m m I I td wt I ππ?=+=∏? 2I 24 21 31(sin )()0.67242m m m I I t d wt I π π ?π π = +≈? 222/0.67/0.54 1.24f d m m K I I I I === c) 3d I = 20 1 1()24 m m I d t I π ωπ = ? 3I 220 1 1()22 m m I d t I π ωπ = ? 333/0.5/0.252f d m m K I I I I === 2.4. 如果上题中晶闸管的通态平均电流为100A ，考虑晶闸管的安全裕量为1.5，问其允许通

电力电子技术 复习题答案

第二章： 1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等，若 du/dt过大，就会使晶闸管出现_ 误导通_，若di/dt过大，会导致晶闸管_损坏__。 2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、 功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。简述晶闸管的正向伏安特性 答: 晶闸管的伏安特性 正向特性当IG=0时，如果在器件两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。 如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低，晶闸管本身的压降很小，在1V左右。 如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态，IH称为维持电流。 3.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。 4.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管 （GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于半控型器件的是 SCR 。 5.晶闸管的擎住电流I L 答：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。 6.晶闸管通态平均电流I T(AV) 答：晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 7.晶闸管的控制角α（移相角） 答：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。

黄昆版固体物理学课后答案解析答案

《固体物理学》习题解答 黄昆 原著 韩汝琦改编 （陈志远解答，仅供参考） 第一章 晶体结构 1.1、 解：实验表明，很多元素的原子或离子都具有或接近于球形对称结构。因此，可以把这些原子或离子构成的晶体看作是很多刚性球紧密堆积而成。这样，一个单原子的晶体原胞就可以看作是相同的小球按点阵排列堆积起来的。它的空间利用率就是这个晶体原胞所包含的点的数目n 和小球体积V 所得到的小球总体积nV 与晶体原胞体积Vc 之比，即：晶体原胞的空间利用率， Vc nV x = （1）对于简立方结构：（见教材P2图1-1） a=2r ， V= 3 r 3 4π，Vc=a 3，n=1 ∴52.06r 8r 34a r 34x 3 333=π=π=π= （2）对于体心立方：晶胞的体对角线BG=x 3 3 4a r 4a 3=?= n=2, Vc=a 3 ∴68.083)r 3 34(r 342a r 342x 3 3 33≈π=π?=π?= （3）对于面心立方：晶胞面对角线BC=r 22a ,r 4a 2=?= n=4，Vc=a 3 74.062) r 22(r 344a r 344x 3 3 33≈π=π?=π?= （4）对于六角密排：a=2r 晶胞面积：S=62 60sin a a 6S ABO ??=??=2 a 233 晶胞的体积：V=332r 224a 23a 3 8 a 233C S ==?= ? n=1232 1 26112+?+? =6个 74.062r 224r 346x 3 3 ≈π=π?= （5）对于金刚石结构，晶胞的体对角线BG=3 r 8a r 24a 3= ??= n=8, Vc=a 3

电力电子技术习题与解答

《电力电子技术》习题及解答 思考题与习题 什么是整流它与逆变有何区别 答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。 单相半波可控整流电路中，如果： (1)晶闸管门极不加触发脉冲； (2)晶闸管内部短路； (3)晶闸管内部断开； 试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。 答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。

某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些 答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。 某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。 解：设α=0，T 2被烧坏，如下图： 相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么 答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量Λ ,,21U U 和Λ,,21I I ，负载上有功功率为Λ+++=22212P P P P d >d d d I U P =。

固体物理课后习题与答案

第一章 金属自由电子气体模型习题及答案 1. 你是如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近这一点的？ [解答] 自由电子论只考虑电子的动能。在绝对零度时，金属中的自由（价）电子，分布在费米能级及其以下的能级上，即分布在一个费米球内。在常温下，费米球内部离费米面远的状态全被电子占据，这些电子从格波获取的能量不足以使其跃迁到费米面附近或以外的空状态上，能够发生能态跃迁的仅是费米面附近的少数电子,而绝大多数电子的能态不会改变。也就是说，常温下电子的平均动能与绝对零度时的平均动能十分相近。 2. 晶体膨胀时，费米能级如何变化？ [解答] 费米能级 3/222 )3(2πn m E o F = ， 其中n 单位体积内的价电子数目。晶体膨胀时，体积变大，电子数目不变，n 变小，费密能级降低。 3． 为什么温度升高，费米能反而降低？ [解答] 当K T 0≠时，有一半量子态被电子所占据的能级即是费米能级。除了晶体膨胀引起费米能级降低外，温度升高，费米面附近的电子从格波获取的能量就越大，跃迁到费米面以外的电子就越多，原来有一半量子态被电子所占据的能级上的电子就少于一半，有一半量子态被电子所占据的能级必定降低，也就是说，温度生高，费米能反而降低。 4． 为什么价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大？ [解答] 由于绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近，我们讨论绝对零度时电子的平均动能与电子的浓度的关系。 价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大，这是金属中的价电子遵从费米—狄拉克统计分布的必 然结果。在绝对零度时，电子不可能都处于最低能级上，而是在费米球中均匀分布。由式 3/120)3(πn k F =可知，价电子的浓度越大费米球的半径就越大，高能量的电子就越多，价电子的平均动能 就越大。这一点从3 /2220)3(2πn m E F =和3/222)3(10353πn m E E o F ==式看得更清楚。电子的平均动能E 正比于费米能o F E ，而费米能又正比于电子浓度3 2l n 。所以价电子的浓度越大，价电子的平均动能就越大。 5． 两块同种金属，温度不同，接触后，温度未达到相等前，是否存在电势差？为什么？ [解答] 两块同种金属，温度分别为1T 和2T ，且21T T >。在这种情况下，温度为1T 的金属高于费米能o F E 的电子数目，多于温度为2T 的金属高于费米能o F E 的电子数目。两块同种金属接触后，系统的能量要取最小值，温度为1T 的金属高于o F E 的部分电子将流向温度为2T 的金属。温度未达到相等前，这种流动一直持续，期间，温度为1T 的金属失去电子，带正电；温度为2T 的金属得到电子，带负电，两者出现电势差。

现代供电技术王福忠版课后习题答案

第一章 1-8 什么条件下适合采用双回路或者环形供电系统?当变电所35kV电源取自环形电网时，其主结线采用哪种方式较为合适? 对于供电可靠性要求较高，要求供电质量较好时适合采用双回路或者环形供电系统 当主变为35kv，容量在7500kV A及以上；电压60kv，容量在10000kV A及以上；电压110kv，容量在31500kV A以上时，其空载电流就超过了隔离开关的切、合能力。此时必须改用由五个断路器组成的全桥结线，才能满足要求。 1-9什么叫桥式结线?试述各种桥式结线的优缺点及其应用范围。 1-5 对于具有两回电源进线，两台降压变压器的矿井终端总降压变电所可采用桥式结线。它实质上是用一座由一台断路器和两台隔离开关横联跨接的“桥”，来联接两个35～110kV“线路一一变压器组”的高压侧，从而用较少的断路器组成一个可靠性较高的，操作灵活的双回路变、配电系统。 桥式结线根据跨接桥横联位置的不同，可分为内桥、外桥和全桥三种。 1．内桥结线 这种接线的跨接桥靠近变压器侧，桥断路器装在线路断路器之内，变压器回路仅装隔离开关，由三台断路器构成“”形，故称为内桥。内桥结线提高了变电所供电的可靠性，倒换线路操作方便，设备投资与占地面积较少，缺点是倒换变压器和扩建成全桥不如外桥方便，故适用于进线距离长，线路故障多，变压器切换少，高压侧无穿越功率的终端变电所。 2．外桥结线 这种接线的跨接桥靠近线路侧，桥断路器装在变压器断路器之外，进线回路仅装隔离开关，由三台断路器构成“”形，故称外桥。外桥结线倒换变压器操作方便，易于过渡到全桥结线，且投资少，其运行的灵活性与供电的可靠性和内桥结线类似；它的缺点是倒换线路不方便，故适用于进线距离短，主变压器需经常切换的矿井终端变电所。 3．全桥结线 这种结线，跨接桥居中，进线回路与变匿器回路均装有断路器，由五台断路器构成“H”形，故称为全桥。全桥结线适应性强，供电可靠性高，操作方便，运行灵活，并易于发展成单母线分段的中间变电所；它的缺点是设备多，投资大，变电所占地面积大，故适用于负荷较大，对供电要求较高的大型矿井终端变电所。 1-10 怎样将全桥结线的35kV终端变电所扩展为单母线分段的中间变电所? 扩展 前 扩展 后 1 -11 绘制 两种 具有 一级 负荷 并设

电力电子技术试卷及答案-第一章

电力电子技术试题（第一章） 一、填空题 1、普通晶闸管内部有PN结,，外部有三个电极，分别是极极和极。 1、三个、阳极A、阴极K、门极G。 2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。 2、正向、触发。 3、、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。 3、阻断、导通、阻断。 4、某半导体器件的型号为KP50—7的，其中KP表示该器件的名称为，50表示，7表示。 4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压700V。 5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 5、维持电流。 6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。 6、减小。 7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。 7、电阻、电感、反电动势。 8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。 8、减小、并接、续流二极管。 9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。要求管子的额定电流值要些。 9、小、脉冲、小、大。 10、单结晶体管的内部一共有个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。 10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。 11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电 压时就截止。 11、峰点、谷点。 12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。 12、同步、时刻。 13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。 13、正弦波、锯齿波。 14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。 14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。 15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。 15、关断过电压。 16、为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。 16、硒堆、压敏电阻。 16、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫。 16、快速熔断器。 二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1分、共10分） 1、普通晶闸管内部有两个PN结。（×） 2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。（×） 3、型号为KP50—7的半导体器件，是一个额定电流为50A的普通晶闸管。（） 4、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（×） 5、只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（×） 6、晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管也会导通。（√） 7、加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。（×） 8、单向半控桥可控整流电路中，两只晶闸管采用的是“共阳”接法。（×） 9、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。（×） 10、增大晶闸管整流装置的控制角α，输出直流电压的平均值会增大。（×） 11、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。（√） 12、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。（×） 13、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。（×） 14、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。（×） 15、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。（√）

供电技术第四版课后习题答案

供电技术第四版课后习题答案

1-1试述电力系统的组成及各部分的作用？ 各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成： （1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。根据一次能源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。 （2）变电与配电 变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所 （3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。 （4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使用（消耗）电能 1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自

的特点是什么？ 答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地）。 1）中性点不接地系统 特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。 2）中性点经消弧线圈接地系统 特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。 3）中性点直接接地系统 特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电压不变。电气设备绝缘水平可按相电压考虑。在380/220V 低压供电系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防止一相接地时出现超过250V的危险电压。 2--2在供电系统设计中，考虑上述因素后就需