电力电子技术
21信息电子电路中二极相电力二极具样结构特点具耐受高压电流力？
答：1电力二极采垂直导电结构硅片中通电流效面积增显著提高二极通流力
2电力二极P区N区间层低掺杂N区称漂移区低掺杂N区掺杂浓度低接掺杂纯半导体材料征半导体掺杂浓度低低掺杂N区承受高电压击穿
22 晶闸导通条件什？
答：晶闸导通条件：晶闸承受正阳极电压门极施加触发电流（脉）：uAK>0uGK>0
23 维持晶闸导通条件什？样晶闸导通变关断？
答：维持晶闸导通条件晶闸电流保持晶闸导通电流维持电流 晶闸导通变关断 利外加电压外电路作流晶闸电流降接零某数值降维持电流便导通晶闸关断
24 图227中阴影部分晶闸处通态区间电流波形波形电流值均Im 试计算波形电流均值Id1Id2Id3电流效值I1I2I3
解：a) Id1
I1
b) Id2
I2
c) Id3
I3
25题中果考虑安全裕量问100A晶阐送出均电流Id1Id2Id3少时相应电流值Im1Im2Im3少
解：额定电流IT(AV)100A晶闸允许电流效值I157A题计算结果知
a) Im1A Id102717Im18948A
b) Im2 Id2
c) Im32I314 Id3
26 GTO普通晶闸PNPN结构什GTO够关断普通晶闸
答：GTO普通晶阐PNPN结构P1N1P2N1P2N2构成两晶体V1V2分具基极电流增益普通晶阐分析器件界导通条件两等效晶体饱导通维持饱导通关断
GTO够行关断普通晶闸GTO普通晶闸设计工艺方面点： l)GTO设计时较样晶体V2控制灵敏易GTO关断 2)GTO导通时更接l普通晶闸GTOGTO饱程度深接界饱样门极控制关断提供利条件 3)元集成结构GTO元阴极面积门极阴极间距离缩短P2极区谓横电阻门极抽出较电流成
27 信息电子电路中二极相电力二极具样结构特点具耐受高电压电流力？
答1电力二极采垂直导电结构硅片中通电流效面积增显著提高二极通流力
2 电力二极P区N区间层低掺杂N区称漂移区低掺杂N区掺杂浓度低接掺杂纯半导体材料征半导体掺杂浓度低低掺杂N区承受高电压击穿
28 试分析IGBT电力MOSFET部结构开关特性相似处
IGBT电力MOSFET背面P型层IGBT开关速度开关损耗少具耐脉电流击力通态压降较低输入阻抗高电压驱动驱动功率开关速度低电力MOSFET电力MOSFET开关速度快输入阻抗高热稳定性需驱动功率驱动电路简单工作频率高存二次击穿问题
IGBT驱动电路特点驱动电路具较输出电阻ⅠGBT电压驱动型器件IGBT驱动采专混合集成驱动器 电力MOSFET驱动电路特点：求驱动电路具较输入电阻驱动功率电路简单
211目前常全控型电力电子器件？
答：门极关断晶闸 电力晶闸电力场效应晶体绝缘栅双极晶体
31 单相半波控整流电路电感负载供电L＝20mHU2＝100V求α＝0°60°时负载电流Id画出udid波形
解：α＝0°时电源电压u2正半周期晶闸导通时负载电感L储晶闸开始导通时刻负载电流零电源电压u2负半周期负载电感L释放量晶闸继续导通电源电压u2周期里方程均成立：
考虑初始条件：wt＝0时id＝0解方程：
2251(A)
udid波形图：
α＝60°时u2正半周期60°~180°期间晶闸导通电感L储电感L储藏量u2负半周期180°~300°期间释放u2周期中60°~300°期间微分方程成立：
考虑初始条件：wt＝60°时id＝0解方程：
均值1125(A)
时udid波形图：
32．图310具变压器中心抽头单相全波控整流电路问该变压器直流磁化问题？试说明：①晶闸承受反电压2②负载电阻电感时输出电压电流波形单相全控桥时相
答：具变压器中心抽头单相全波控整流电路该变压器没直流磁化问题
单相全波控整流电路变压器二次测绕组中正负半周绕组电流方相反波形称周期均电流零会直流磁化问题
分析晶闸承受反电压输出电压电流波形情况
① 晶闸VT2例VT1导通时晶闸VT2通VT12变压器二次绕组联VT2承受电压2
② 单相全波整流电路单相全控桥式整流电路触发角a 相时电阻负载：（0~α）期间晶闸导通输出电压0（α~π）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等(π~π＋α)期间均晶闸导通输出电压0(π＋α ~ 2π)期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出电压等 u2
电感负载：（α ~ π＋α）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等（π＋α ~ 2π＋α）期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出波形等 u2
见两者输出电压相加样负载时输出电流相
33．单相桥式全控整流电路U2＝100V负载中R＝2ΩL值极α＝30°时求：①作出udidi2波形②求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2③考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797（V）
Id＝Ud R＝77972＝3899（A）
I2＝Id ＝3899（A）
③晶闸承受反电压：U2＝100＝1414（V）
考虑安全裕量晶闸额定电压：UN＝（2~3）×1414＝283~424（V）
具体数值晶闸产品系列参数选取
流晶闸电流效值：IVT＝Id∕＝2757（A）
晶闸额定电流：IN＝（15~2）×2757∕157＝26~35（A）
具体数值晶闸产品系列参数选取
34．单相桥式半控整流电路电阻性负载画出整流二极周承受电压波形
解：注意二极特点：承受电压正导通二极承受电压会出现正部分电路中器件均导通阶段交流电源电压晶闸衡
整流二极周承受电压波形：
35．单相桥式全控整流电路U2100V负载中R2ΩL值极反电势E60Va30°时求：作出udidi2波形
① 求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2
② 考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797(A)
Id ＝(Ud－E)R＝(7797－60)2＝9(A)
I2＝Id ＝9(A)
③晶闸承受反电压：U2＝100＝1414（V）
流晶闸电流效值：IVT＝Id ∕＝636（A）
晶闸额定电压：UN＝(2~3)×1414＝283~424（V）
晶闸额定电流：IN＝(15~2)×636∕157＝6~8（A）
晶闸额定电压电流具体数值晶闸产品系列参数选取
36 晶闸串联单相半控桥（桥中VT1VT2晶闸）电路图211示U2100V电阻电感负载R2ΩL值a60°时求流器件电流效值作出udidiVTiD波形
解：udidiVTiD波形图：
负载电压均值：＝675（V）
负载电流均值：Id＝Ud∕R＝6752∕2＝3375（A）
流晶闸VT1VT2电流效值：IVT＝Id＝1949（A）
流二极VD3VD4电流效值：IVD＝Id＝2756（A）
37 三相半波整流电路中果a相触发脉消失试绘出电阻性负载电感性负载整流电压ud波形
解：假设负载电阻时ud波形：
负载电感时ud波形：
3 8．三相半波整流电路整流变压器二次绕组分两段成曲折接法段电动势相分段布置矢量图260示时线圈绕组增加铜料约增加10问变压器铁心否直流磁化什？
图260 变压器二次绕组曲折接法矢量图
答：变压器铁心会直流磁化原：变压器二次绕组周期：a1c2应晶闸导通时a1电流流c2电流流c1b2应晶闸导通时c1电流流b2电流流b1a2应晶闸导通时b1电流流a2电流流变压器次绕组言周期中两段时间（120°）电流流流电流相等方相反周期流电流均值零变压器铁心会直流磁化
39．三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相然换相点点？果相位差少度？
答：三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相间换相然换相点点相位相差180°
3 10．两组三相半波控整流电路组阴极接法组阳极接法果触发角a末阴极组触发脉阳极组触发脉相说例a相相位差少度？
答：相差180°
3 11．三相半波控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：画出udidiVT1波形计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形图：
②UdIdIdTIVT分Ud＝117U2cosa＝117×100×cos60°＝585（V）
Id＝Ud∕R＝585∕5＝117（A）
IdVT＝Id∕3＝117∕3＝39（A）
IVT＝Id∕＝6755（A）
312．三相桥式全控整流电路中电阻负载果晶闸导通时整流电压ud波形？果晶闸击穿短路晶闸受什影响？
答：假设VT1导通整流电压ud波形：
假设VT1击穿短路晶闸VT3VT5导通时发生电源相间短路VT3VT5分击穿
3 13．三相桥式全控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝234U2cosa＝234×100×cos60°＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝234（A）
IDVT＝Id∕3＝234∕3＝78（A）
IVT＝Id∕＝234∕＝1351（A）
314．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞E40VU2100VLB05mHa60°时求UdIdg 数值画出整流电压ud波形
解：考虑LB时：
Ud＝09U2cosα－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 09U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝4455（V）
ΔUd＝0455（V）
Id＝455（A）
∵
－＝∕U2
出
04798
换流重叠角
g ＝ 6133° 60°133°
作出整流电压Ud波形：
315．三相半波控整流电路反电动势阻感负载U2100VR1ΩL∞LB1mH求a30°时E50V时UdIdg 值作出udiVT1iVT2波形
解：考虑LB时：
Ud＝117U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 117U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝9463（V）
ΔUd＝67（V）
Id＝4463（A）
∵
－＝2∕U2
出
0752
换流重叠角
g ＝ 4128° 30°1128°
udiVT1iVT2波形：
316．三相桥式控整流电路阻感负载R5ΩL∞U2220VXB03Ω求UdIdIVDI2g 值作出udiVDi2波形
解：三相桥式控整流电路相三相桥式控整流电路α＝0°时情况
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝Ud∕R
解方程组：
Ud＝234U2cosα∕（1＋3XBπR）＝4869（V）
Id＝9738（A）
∵
－＝2∕U2
出
0892
换流重叠角
g ＝2693°
二极电流变压器二次测电流效值分
IVD＝Id∕3＝9738∕3＝3246（A）
I2a＝ Id＝7951（A）
udiVD1i2a波形：
317．三相全控桥反电动势阻感负载E200VR1ΩL∞U2220Va60°①LB0②LB1mH情况分求UdId值者应求g 分作出udiT波形
解：①LB＝0时：
Ud＝234U2cosα＝234×220×cos60°＝2574（V）
Id＝（Ud－E）∕R＝（2574－200）∕1＝574（A）
②LB＝1mH时
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（234πU2R cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝24415（V）
Id＝4415（A）
ΔUd＝1325（V）
∵－＝2XBId∕U2
＝04485
γ＝6335°－60°＝335°
udIVT1IVT2波形：
318．单相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：单相桥式全控整流电路整流输出电压中含2k（k123…）次谐波中幅值2次谐波变压器二次侧电流中含2k＋1（k＝123……）次奇次谐波中3次5次谐波
319．三相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：三相桥式全控整流电路整流输出电压中含6k（k＝123……）次谐波中幅值6次谐波变压器二次侧电流中含6k±1(k123……)次谐波中57次谐波
320．试计算第3题中i2357次谐波分量效值I23I25I27
解：第3题中已知电路单相全控桥输出电流均值
Id＝3899（A）
：
I23＝2Id∕3π＝2×3899∕3π＝117（A）
I25＝2Id∕5π＝2×3899∕5π＝702（A）
I27＝2Id∕7π＝2×3899∕7π＝501（A）
321．试计算第13题中i257次谐波分量效值I25I27
解：第13题中电路三相桥式全控整流电路已知
Id＝234（A）
计算出5次7次谐波分量效值：
I25＝Id∕5π＝×234∕5π＝365（A）
I27＝Id∕7π＝×234∕7π＝261（A）
322试分计算第3题第13题电路输入功率数
解：①第3题中基波电流效值：
I1＝2Id∕π＝2×3899∕π＝351（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝351∕3899＝09
电路输入功率数：
l＝n ＝09 cos30°＝078
②第13题中基波电流效值：
I1＝Id∕π＝×2339∕π＝18243（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝0955
电路输入功率数：
l＝n ＝0955 cos60°＝048
323．带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异？
答：带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异点：
①三相桥式电路两组三相半波电路串联双反星形电路两组三相半波电路联者需衡电抗器
②变压器二次电压效值U2相等时双反星形电路整流电压均值Ud三相桥式电路12整流电流均值Id三相桥式电路2倍
③两种电路中晶闸导通触发脉分配关系样整流电压ud整流电流id波形形状样
324．整流电路重化目什？
答：整流电路重化目包括两方面装置总体功率容量二够减少整流装置产生谐波功功率电网干扰
325．12脉波24脉波整流电路整流输出电压交流输入电流中含次数谐波？答：12脉波电路整流电路交流输入电流中含11次13次23次25次等12k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含1224等12k（k123···）次谐波
24脉波整流电路交流输入电流中含23次25次47次49次等24k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含2448等24k（k123···）次谐波
326．变流器工作源逆变状态条件什？
答：条件二：①直流侧电动势极性须晶闸导通方致值应变流电路直流侧均电压②求晶闸控制角α>π2Ud负值
327．三相全控桥变流器反电动势阻感负载R1ΩL∞U2220VLB1mHEM400Vb60°时求UdIdg 值时送回电网功功率少？
解：题意列出3等式：
Ud＝234U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[234πU2R cos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－2903（V）
Id＝1097（A）
式计算换流重叠角：
－＝2XBId∕U2＝01279
＝06279
γ＝12890°－120°＝890°
送回电网功功率
P400×109710972×1097×13185(W)
328．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞U2100VL05mHEM99V60°时求UdIdg 值
解：题意列出3等式：
Ud＝09U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[πR 09U2cos(πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－4991（V）
Id＝4909（A）
∵
－＝∕U202181
出
07181
换流重叠角
g ＝1359° 120°159°
329．什逆变失败？防止逆变失败？
答：逆变运行时旦发生换流失败外接直流电源会通晶闸电路形成短路者变流器输出均电压直流电动势变串联逆变电路阻形成短路电流称逆变失败逆变颠覆
防止逆变失败方法：采精确触发电路性良晶闸保证交流电源质量留出充足换裕量角β等
330．单相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路中负载分电阻负载电感负载时求晶闸移相范围分少？
答：单相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 180°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
三相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 120°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
4l源逆变电路源逆变电路？
答：两种电路：源逆变电路交流侧接电网交流侧接电源源逆变电路交流侧直接负载联接
42换流方式种？什特点？
答：换流方式4种： 器件换流：利全控器件关断力进行换流全控型器件采换流方式 电网换流：电网提供换流电压负电网电压加欲换流器件 负载换流：负载提供换流电压负载电容性负载负载电流超前负载电压时实现负载换流
强迫换流：设置附加换流电路欲关断晶闸强追施加反电压换流称强迫换流通常利附加电容量实现称电容换流
晶闸电路采器件换流根电路形式采电网换流负载换流强迫换流3种方式
43什电压型逆变电路？什电流型逆变电路？二者什特点？
答：逆变电路直流测电源性质分类直流侧电压源称逆变电路称电压型逆变电路直流侧电流源逆变电路称电流型逆变电路电压型逆变电路持点：
①直流侧电压源联电容相电压源直流侧电压基脉动直流回路呈现低阻抗②直流电压源钳位作交流侧输出电压波形矩形波负载阻抗角关交流侧输出电流波形相位负载阻抗情况③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极
电流型逆变电路特点：①直流侧串联电感相电流源直流侧电流基脉动直流回路呈现高阻抗②电路中开关器件作仅改变直流电流流通路径交流侧输出电流矩形波负载阻抗角关交流侧输出电压波形相位负载阻抗情况③交流侧阻感负载时需提供功功率直流测电惑起缓功量作反馈功量时直流电流反必电压型逆变电路样开关器件反联二极
44电压型逆变电路中反馈二极作什？什电流型逆变电路中没反馈二极？
电压型逆变电路中交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起 缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极输出交流电压电流极性相时电流电路中控开关器件流通输出电压电流极性相反时反馈二极提供电流通道
45三相桥式电压型逆变电路180º导电方式Ud100V 试求输出相电压基波幅值UUN1m 效值UUN1﹑输出线电压基波幅值UUV1m效值 UUV1﹑输出线电压中5次谐波效值UUV5
解：
联谐振式逆变电路利负载电源进行变换
46联谐振式逆变电路利负载电压进行换相保证换相应满足什条件
答假设t时刻触发VT2VT3导通负载电压u通VT2VT3施加VTlVT4承受反电压关断电流VTlVT4VT2VT3转移触发VT2VT3时刻必须u零前留足够裕量换流利完成
47串联二极式电流型逆变电路中二极作什试分析换流程
答二极作换流电容器充电提供通道换流电容电压够保持晶闸换流做准备二换流电容电压够施加换流程中刚刚关断晶闸晶闸关断够承受定时间反电压确保晶闸关断确保晶闸换流成功
VTlVT3间换流例串联二极式电流型逆变电路换流程简述
VT3施加触发脉换流电容C13电压作VT3导通VTl施反电压关断直流电流IdVTl换VT3C13通VDlU相负载W相负载VD2VT2直流电源VT3放电图516b示放电电流恒d称恒流放电阶段C13电压Uc13降零前VTl直承受反压反压时间晶闸关断时间rq保证关断
Uc13降零U相负载电感作开始C13反充电忽略负载电阻压降Uc130时刻二极VD3受正偏置导通开始流电流两二极时导通进入二极换流阶段图516c示着C13充电电压断增高充电电流逐渐减某时刻充电电流减零VDl承受反压关断二极换流阶段结束进入VT2VT3稳定导逗阶段电流路径图5Ⅰ6d示
48逆变电路重化目什实现串联重联重逆变电路备什场合 答逆变电路重化目总体装置功率等级提高二改善输出电压波形电压型逆变电路输出矩形电压波电流型逆变电路输出矩形电流波含较谐波负载利影响采重逆变电路矩形波组合起获接正弦波波形
逆变电路重化干逆变电路输出定相位差组合起含某谐波分量相互抵消较接正弦波波形组合方式串联重联重两种方式串联重逆变电路输出串联起联重逆变电路输出联起
串联重逆变电路电压型逆变电路重化
联重逆变电路电流型逆变电路重化
电流型逆变电路中直流电流极性定功量直流侧电感缓需交流侧直流侧反馈功量时电流反然电路中控开关器件流通需联反馈二极
51简述图5la示降压斩波电路工作原理
答：降压斩波器原理：控制周期中V导通段时间电源ELRM供电期间UoE然V关断段时间时电感L通二极VDRM供电Uo0周期均电压输出电压电源电压起降压作
52．图51a示降压斩波电路中已知E200VR10ΩL值微E30VT50μston20μs计算输出电压均值Uo输出电流均值Io
解：L值极负载电流连续输出电压均值
输出电流均值
53．图5la示降压斩波电路中E100VLlmHR0．5Ω10V采脉宽调制控制方式T20μs5μs时计算输出电压均值输出电流均值计算输出电流值瞬时值判断负载电流否连续3μs时重新进行述计算
解：题目已知条件：
时
输出电流连续
54．简述图52a示升压斩波电路基工作原理
答：假设电路中电感L值电容C值V处通态时电源E电感L充电充电电流基恒定时电容C电压负载R供电C值基保持输出电压恒值设V处通态时间阶段电感L积蓄量EV处断态时E电容C充电负载R提供量设V处断态时间期间电感L释放量电路工作稳态时周期T中电感L积蓄量释放量相等：
化简：
式中T／1输出电压高电源电压称该电路升压斩波电路
55．图32a示升压斩波电路中已知E50VL值C值极R20Ω采脉宽调制控制方式T40μs25μs时计算输出电压均值输出电流均值
解：输出电压均值：
输出电流均值：
56．试分简述升降压斩波电路Cuk斩波电路基原理较异点
答：升降压斩波电路基原理：控开关V处通态时电源EV电感L供电贮存量时电流方图34中示时电容C维持输出电压基恒定负载R供电V关断电感L中贮存量负载释放电流i2方图34示见负载电压极性负正电源电压极性相反
稳态时周期T电感L两端电压时间积分零
V处通态期间E：V处断态期间：
改变导通输出电压电源电压高电源电压低0<Cuk斩波电路基原理：V处通态时E——V回路R—C—V回路分流电流V处断态时回路RVD回路分流电流输出电压极性电源电压极性相反该电路等效电路图35b示相开关SAB两点间交切换
假设电容C电容电压脉动足够时开关S合B点时B点电压0A点电压相反S合A点时B点电压均值(Uc电容电压c均值)电感Ll电压均值零方面A点电压均值电压均值零图3—5b中输出电压Uo极性出输出电压Uo电源电压E关系：
两电路实现功致均方便实现升降压斩波升降压斩波电路相Cuk斩波电路明显优点输入电源电流输出负载电流连续脉动利输入输出进行滤波
57．试绘制Speic斩波电路Zeta斩波电路原理图推导输入输出关系
解：Sepic电路原理图：
V导通期间
左V关断期间
电路工作稳态时电感LL电压均值均零面式子成立
两式出
Zeta电路原理图：
V导通期间
V关断期间
电路工作稳定时电感电压均值零面式子成立
两式出
58．分析图57a示电流逆斩波电路结合图37b波形绘制出阶段电流流通路径标明电流方
解：电流逆斩波电路中VlVDl构成降压斩波电路电源直流电动机供电电动机电动运行工作第l象限：V2构成升压斩波电路直流电动机动转变电反馈电源电动机作生制动运行工作第2象限
图37b中阶段器件导通情况电流路径等：
导通电源负载供电：
关断VD续流：
导通L蓄
关断导通电源回馈量
59图58示桥式逆斩波电路需电动机工作反转电动状态试分析时电路工作情况绘制相应电流流通路径图时标明电流流
解：需电动机工作反转电动状态时V3VD3构成降压斩波电路工作时需V2保持导通V3VD3构成降压斩波电路相配合
V3导通时电源M供电反转电动电流路径图：
V3关断时负载通VD3续流电流路径图：
510．相重斩波电路优点
答：相重斩波电路电源负载间接入结构相基斩波电路输入电源电流输出负载电流脉动次数增加脉动幅度减输入输出电流滤波更容易滤波电感减 外相重斩波电路具备功斩波单元间互备总体性提高
511．试分析正激电路反激电路中开关整流二极工作时承受电压
解：正激电路反激电路中开关整流二极工作时承受电压情况表示：
开关S
整流二极VD
正激电路
(1+N1N3)U1
U1*N2N3
反激电路
Ui+Uo*N1N3
Ui*N2N1+Uo
512．试分析全桥半桥推挽电路中开关整流二极工作中承受电压电流均电流
答：分析均采桥式整流电路例①全桥电路
电压
电流
均电流
开关S
Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2N1
Id
Id2
②半桥电路
电压
电流
均电流
开关S
Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2(2*N1)
Id
Id2
③推挽电路 (变压器原边总匝数2N1)
电压
电流
均电流
开关S
2*Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2N1
Id
Id2
513．全桥半桥电路驱动电路什求
答：全桥电路需四组驱动电路两子发射极连起电源需三组电源半桥电路需两组驱动电路两组电源
514．试分析全桥整流电路全波整流电路中二极承受电压电流均电流
解：两种电路中二极承受电压：电流均电流情况表示：
电压
电流
均电流
全桥整流
Um
Id
Id2
全波整流
2Um
Id
Id2
515 台输出电压 5V输出电流 20A 开关电源：
①果全桥整流电路采快恢复二极整流电路中二极总损耗少？
②果采全波整流电路采快恢复二极肖特基二极整流电路中二极总损耗
少？果采步整流电路整流元件总损耗少？
注：计算中忽略开关损耗典型元件参数见表
元件类型
型号
电压(V)
电流(A)
通态压降（通态电阻）
快恢复二极
25CPF10
100
25
098V
肖特基二极
3530CPQ035
30
30
064V
MOSFET
IRFP048
60
70
0018
61台调光台灯单相交流调压电路供电设该台灯作电阻负载0°时输出功率值试求功率输出功率8050时开通角
解：0°时输出电压
Uomax
时负载电流
Iomax
输出功率
PmaxUomax Iomax
输出功率输出功率80时：
PmaxUomax Iomax
时
Uo
UoU1
解
理输出功率输出功率50时：
Uo
UoU1
62单相交流调压器电源工频220V阻感串联作负载中R05ΩL2mH 试求：①开通角a变化范围②负载电流效值③输出功率时电源侧功率数④ap2 时晶闸电流效值﹑晶闸导通角电源侧功率数
解：（1）
（2）时 电流连续电流导通角qp
Io
(3) P
(4)公式时
式q求导
63交流调压电路交流调功电路什区？二者运什样负载？什？
答：交流调压电路交流调功电路电路形式完全相二者区控制方式
交流调压电路交流电源周期输出电压波形进行控制交流调功电路负载交流电源接通波断开周波通改变接通周波数断开周波数值调节负载消耗均功率
交流调压电路广泛灯光控制（调光台灯舞台灯光控制）异步电动机软起动异步电动机调速供电系统中常功功率连续调节外高电压电流低电压电流直流电源中常采交流调压电路调节变压器次电压采晶闸相控整流电路高电压电流控直流电源需晶闸串联样低电压电流直流电源需晶闸联十分合理采交流调压电路变压器次侧调压电压电流值太太变压器二次侧二极整流样电路体积成低易设计制造
交流调功电路常电炉温度样时间常数控制象控制象时间常数没必交流电源周期进行频繁控制
64交交变频电路高输出频率少制约输出频率提高素什答：般讲构成交交变频电路两组变流电路脉波数越高输出频率越高交交变频电路中采常6脉波三相桥式整流电路时高输出频率应高电网频率13~12电网频率50Hz时交交变频电路输出限频率20Hz左右
输出频率增高时输出电压周期包含电网电压段数减少波形畸变严重电压波形畸变引起电流波形畸变电动机转矩脉动限制输出频率提高素
65交交变频电路特点足什？途什？
答：交交变频电路特点：次变流效率较高方便实现四象限工作低频输出时特性接正弦波
交交变频电路足：接线复杂采三相桥式电路三相交交变频器少36晶闸受电网频率变流电路脉波数限制输出频率较低输出功率数较低输入电流谐波含量频谱复杂
途：500千瓦1000千瓦功率低转速交流调速电路轧机传动装置鼓风机球磨机等场合
66三相交交变频电路两种接线方式？什区？
答：三相交交变频电路公交流母线进线方式输出星形联结方式两种接线方式
两种方式区：公交流母线进线方式中电源进线端公三组单相交交变频电路输出端必须隔离交流电动机三绕组必须拆开引出六根线
输出星形联结方式中电动机中性点变频器中中性点起电动机引三根线三组单相交交变频器输出联起电源进线必须隔离三组单相交交变频器分三变压器供电
67三相交交变频电路中采梯形波输出控制处什？什？
答：三相交交变频电路中采梯形波控制处改善输入功率数梯形波谐波成分三次谐波线电压中三次谐波相互抵消结果线电压正弦波种控制方式中桥式电路够较长时间工作高输出电压区域（应梯形波顶区）角较输入功率数提高15左右
68试述矩阵式变频电路基原理优缺点什说种电路较发展前景？答：矩阵式变频电路基原理：输入单相三相交流电压进行斩波控制输出成正弦交流输出
矩阵式变频电路优点：输出电压正弦波输出频率受电网频率限制输入电流控制正弦波电压相功率数l控制需功率数量双流动适交流电动机四象限运行通中间直流环节直接实现变频效率较高
矩阵式交交变频电路缺点：开关器件18电路结构较复杂成较高控制方法算成熟输出输入电压0866交流电机调速时输出电压偏低
矩阵式变频电路十分良电气性输出电压输入电流均正弦波输入功率数l量双流动实现四象限运行次目前广泛应交直交变频电路相然6开关器件省直流侧电容体积减少容易实现集成化功率模块化着前器件制造技术飞速进步计算机技术日新月异矩阵式变频电路发展前景
71试说明PWM控制基原理
答：PWM控制脉宽度进行调制技术通系列脉宽度进行调制等效获需波形（含形状幅值）
采样控制理中条重结：量相等形状窄脉加具惯性环节时效果基相量窄脉面积效果基相指环节输出响应波形基相述原理称面积等效原理
正弦PWM控制例正弦半波分成N等份成N彼相连脉列组成波形脉宽度相等等πN幅值等脉顶部水直线曲线脉幅值正弦规律变化果述脉列利相数量等幅等宽矩形脉代矩形脉中点相应正弦波部分中点重合矩形脉相应正弦波部分面积（量）相等PWM波形PWM脉幅值相等宽度正弦规律变化根面积等效原理PWM波形正弦半波等效正弦波负半周样方法PWM波形见PWM波形期正弦波等效
72设图73中半周期脉数5脉幅值相应正弦波幅值两倍试面积等效原理计算脉宽度
解：脉宽度di（i1 2 3 4 5）表示根面积等效原理
d1 009549(rad)03040(ms)
d2 02500(rad)07958(ms)
d3 03090(rad)09836(ms)
d4 d2 02500(rad)07958(ms)
d5 d1 00955(rad)03040(ms)
73单极性双极性PWM调制什区？三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压（输出端相直流电源中点电压）线电压SPWM波形种电？
答：三角波载波信号波正半周期负半周期里单极性PWM波形半周期中单极性范围变化称单极性PWM控制方式
三角波载波始终正负双极性PWM波形半周期中正负称双极性PWM控制方式
三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压两种电：05Ud05 Ud输出线电压三种电Ud0 Ud
74．特定谐波消法基原理什？设半信号波周期10开关时刻（含0p 时刻）控制消谐波种？
答：首先量波形具称性消偶次谐波应波形正负两半周期称消谐波中余弦项波形正半周期前14周期p 2轴线称
考虑述称性半周期5开关时刻控制利中1度控制基波剩余4度消4种频率谐波
75什异步调制？什步调制？两者特点？分段步调制什优点？
答：载波信号调制信号保持步调制方式称异步调制异步调制方式中通常保持载波频率fc 固定变信号波频率fr变化时载波N变化
异步调制特点：信号波半周期PWM波脉数固定相位固定正负半周期脉称半周期前14周期脉称
样信号波频率较低时载波N较周期脉数较正负半周期脉称半周期前14周期脉称产生利影响较PWM波形接正弦波
信号波频率增高时载波N减周期脉数减少PWM脉称影响变时信号波微变化会产生PWM脉跳动输出PWM波正弦波差异变三相PWM型逆变电路说三相输出称性变差
载波N等常数变频时载波信号波保持步方式称步调制
步调制特点：步调制方式中信号波频率变化时载波N变信号波周期输出脉数固定脉相位固定
逆变电路输出频率低时步调制时载波频率fc低fc低时调制带谐波易滤负载电动机时会带较转矩脉动噪声
逆变电路输出频率高时步调制时载波频率fc会高开关器件难承受
外步调制方式异步调制方式复杂
分段步调制逆变电路输出频率划分干段频段载波定频段采载波优点高频段采较低载波载波频率致高限制功率器件允许范围低频段采较高载波载波频率致低负载产生利影响
76．什SPWM 波形规化采样法？然采样法规采样法什优点？
答：规采样法种采微机实现时实PWM波形生成方法规采样法然采样法基础出规采样法基思路：取三角波载波两正峰值间采样周期PWM脉中点三角波周期中点（负峰点）重合三角波负峰时刻正弦信号波采样正弦波值幅值该正弦波值相等条水直线似代正弦信号波该直线三角波载波交点代正弦波载波交点出控制功率开关器件通断时刻
起然采样法规采样法计算非常简单计算量减少效果接然采样法SPWM波形然接正弦波克服然采样法难实时控制中线计算工程中实际应缺点
77单相三相SPWM波形中含谐波频率少？
答：单相SPWM波形中含谐波频率：
式中n135…时k024 …n246…时k135 …
述谐波中幅值高影响角频率wc谐波分量
三相SPWM波形中含谐波频率：
式中 n135…时k3(2m1)±1m12…
n246…时
述谐波中幅值较高wc±2w r2w c±w r
78提高PWM逆变电路直流电压利率？
答：采梯形波控制方式梯形波作调制信号效提高直流电压利率
三相PWM逆变电路采线电压控制方式相电压调制信号中叠加3倍数次谐波直流分量等样效提高直流电压利率
79．什电流踪型PWM变流电路？采滞环较方式电流踪型变流器特点？
答：电流踪型PWM变流电路变流电路采电流踪控制信号波载波进行调制希输出电流作指令信号实际电流作反馈信号通二者瞬时值较决定逆变电路功率器件通断实际输出踪电流变化
采滞环较方式电流踪型变流器特点： ①硬件电路简单 ②属实时控制方式电流响应快 ③载波输出电压波形中含特定频率谐波分量 ④计算法调制法相相开关频率时输出电流中高次谐波含量较⑤采闭环控制
710．什PWM整流电路？相控整流电路工作原理性？
答：PWM 整流电路采PWM控制整流电路通PWM整流电路适控制输入电流十分接正弦波输入电压相位功率数接1
相控整流电路晶闸开通起始角进行控制属相控方式交流输入电流中含较谐波分量交流输入电流相位滞电压总功率数低
PWM整流电路采SPWM控制技术斩控方式基工作方式整流时输入电流电压相位功率数似1
PWM整流电路实现量正反两方流动运行整流状态交流侧直流侧输送量运行逆变状态直流侧交流侧输送量两种方式单位功率数运行
外交流电流超前电压90°交流电源送出功功率成静止功功率发生器电流电压超前滞角度j
711．PWM整流电路中什间接电流控制？什直接电流控制？
答：PWM整流电路中间接电流控制电源电压电源阻抗电压PWM整流器输入端电压相量关系进行控制输入电流获预期幅值相位需引入交流电流反馈称间接电流控制
直接电流控制中首先求交流输入电流指令值引入交流电流反馈较进行踪控制输入电流踪指令值变化引入交流电流反馈称直接电流控制
81．高频化意义什什提高开关频率减滤波器体积重量什提高关频率减变压器体积重量
答：高频化减滤波器参数变压器型化效降低装置体积重量装置型化轻量化高频化意义提高开关频率周期变短滤开关频率中谐波电感电容参数变减轻滤波器体积重量变压器说输入电压正弦波时频率提高时减NS参数值减变压器体积重量
82．软开关电路分类典型拓扑分什样子什特点
答：根电路中开关元件开通关断时电压电流状态．软开关电路分零电压电路零电流电路两类：根软开关技术发展历程软开关电路分准谐振电路零开关PWM电路零转换PWM电路准谐振电路：准谐振电路中电压电流波形正弦波电路结构较简单谐振电压谐振电流器件求高采脉频率调制控制方式
零电压开关准谐振电路基开关单元 零电流开关准谐振电路基开关单元
零开关PWM电路：类电路中引入辅助开关控制谐振开始时刻谐振仅发生开关程前电路电压电流基方波开关承受电压明显降低电路采开关频率固定PWM控制方式
零电压开关PWM电路基开关单元 零电流开关PWM电路基开关单元
零转换PWM电路：类软开关电路采辅助开关控制谐振开始时刻谐振电路开关联输入电压负载电流电路谐振程影响电路宽输入电压范围零负载满负载工作软开关状态功率交换玻消减
零电压转换PWM电路基开关单元 零电流转换PWM电路基开关单元
83．移相全桥零电压开关PWM电路中果没谐振电感L电路工作状态发生变化开关软开关开关成硬开关
答：果没谐振电感Lr电路中电容电感L构成谐振电路电容Cs3Cs4法Lr构成谐振回路样S3S4变硬开关软开关
84．零电压转换PWM电路中辅助开关Sl二极VDI软开关硬开关什答：开通时等零关断时电流零硬开关电感L存开通时电流升率受限制降低开通损耗电感L存电流逐步降零然关断软开关
92什电力电子电路控制电路进行电气隔离？基方法？安全回路控制回路工作电压等级样电流样流保护系统强电进入弱电系统会弱电系统造成损坏二弱电系统工作稳定性弱电系统尤模拟量型号容易受电磁干扰
基方法二种电磁隔离光电隔离
93电力电子器件电压产生原？电压分外电压电压两类
■外电压雷击系统中操作程等外部原包括 ◆操作电压：分闸合闸等开关操作引起电压 ◆雷击电压：雷击引起电压
■电压电力电子装置部器件开关程包括 ◆换相电压：晶闸全控型器件反联二极换相结束反电流急剧减会线路电感器件两端感应出电压
◆关断电压：全控型器件较高频率工作器件关断时正电流迅速降低线路电感器件两端感应出电压
95电力电子器件电压电流保护方法？
压保护器件：稳压二级压敏二级双触发二级流：压敏电阻晶闸继电器作电阻取样IC作检测保护等
103．试阐明图107间接交流变流电路工作原理说明该电路局限性
答：间接交流变流电路先交流电整流直流电直流电逆变交流电图81示生反馈电力电压型间接交流变流电路该电路中整流部分采控整流电容器间直流电压直流电流极性变电源直流电路输送功率直流电路电源反馈电力局限图中逆变电路量双流动负载量反馈中间直流电路导致电容电压升高该量法反馈回交流电源电容承担少量反馈量局限
104．试分析108间接交流变流电路工作原理说明局限性
答：图8—2带泵升电压限制电路电压型间接交流变流电路图8l基础中间直流电容两端联电力晶体Vo耗电阻‰组成泵升电压限制电路泵升电压超定数值时Vo导通负载反馈量消耗Ro局限性负载交流电动机求电动机频繁快速加减速时电路中消耗量较耗电阻R0需较功率反馈量消耗电阻利
105试说明图109间接交流变流电路实现负载量回馈
答：图8—3利控变流器实现生反馈电压型间接交流变流电路增加套变流电路工作源逆变状态负载回馈量时中间直流电压升控整流电路停止工作控变流器工作源逆变状态中间直流电压极性变电流反通控变流器电反馈回电网
106．双PWM电路优点什
答：双PWM电路中整流电路逆变电路采PWM控制电路输入输出电流均正弦波输入功率数高中间直流电路电压调负载电动机时工作电动运行状态工作生制动状态通改变输出交流电压相序电动机正转反转实现电动机四象限运行
107．什变频调速系统恒压频控制
答：变频器电压频率率进行控制该率保持恒定样维持电动机气隙磁通额定值电动机会频率变化导致磁饱造成励磁电流增引起功率数效率降低
108．UPS 试说明图811示UPS系统工作原理
答：UPS指交流输入电源发生异常断电时继续负载供电保证供电质量负载供电受影响装置间断电源图8—11柴油发电机作备电源UPS工作原理：旦市电停电蓄电池投入工作时起动油机油机代市电整流器供电整流通逆变器逆变50Hz恒频恒压交流电负载供电市电恢复正常重新市电供电蓄电池作市电油机间渡柴油发电机作备电源系统保证长时间问断供电
动控制理
第章题参考答案
11速电风扇转速控制开环控制家空调器温度控制闭环控制
12 设定温度参考输入室温度输出
13 室温闭环控制系统温度控制器电加热装置温度传感器等组成中温度控制器设定希达室温作闭环控制系统参考输入温度传感器测室温反馈信号温度控制器较参考输入反馈信号根两者偏差产生控制信号作电加热装置
14 实际液面高度降低定液面高度hr产生正偏差信号控制器控制作调节阀增加开度液面高度逼定液面高度
第二章 题参考答案
21 （1）
（2）
（3）
22 （1）单位脉响应单位阶跃响应
(2)单位脉响应单位阶跃响应
23 （1）极点零点
(2) 极点
24
25 (a)
(b)
26 (a)
(b)
(c)
27 设激磁磁通恒定
28
29
210 (26)
211(27)
212 前传递函数改变反馈通道传递函数改变引起闭环传递函数改变
214 (a)
(b)
215 框图化简中间结果图A21示
图A21 题29框图化简中间结果
216
217
218 (a)
(b)
219 选加原理
第三章题参考答案
31 分三种情况讨
(a) 时
(b) 时
(c) 时
33 （1）
（2）
（3）阻尼系统超调
34
37 (1)
(2)
38 （1）
(2)
310 （1）系统稳定
（2）劳斯阵列第列符号改变两次根劳斯判系统两极点具正实部系统稳定
（3）劳斯阵列第列符号改变两次根劳斯判系统稳定
（4）系统处稳定界状态辅助方程求系统两轭虚数极点须指出界稳定系统实际中法
311 （1）K>0时系统稳定
（2）K>0时系统稳定
（3）0312 系统特征方程
列写劳斯表出系统稳定应满足条件
应满足等式条件
2
3
4
5
9
15
30
100
6
4
33
3
25
228
213
204
根列表数绘制横坐标坐标曲线闭环系统稳定参数区域图A33中阴影部分
图A33 闭环系统稳定参数区域
313 根系统特征方程列写劳斯表
根劳斯判系统稳定值范围
时系统轭虚数极点时产生等幅振荡界增益
根劳斯表列写时辅助方程
解系统轭虚数极点系统阻尼振荡频率
314 (1)
(2)
(3)
(4)
315 首先求系统定误差传递函数
误差系数求
(1) 时稳态误差级数
(2) 时稳态误差级数
(3) 时稳态误差级数
316 首先求系统定误差传递函数
误差系数求
稳态误差级数
321 系统单位斜坡输入稳态误差
加入例—微分环节
见取
322
323 条件（2）写出系统特征方程
式较系统开环传递函数
根条件（1）
解系统开环传递函数
324 （1）a 0时
（2）变求求a 025
325 1 单位脉响应
(a) 零点时
（b）零点时
较述两种情况见零点时单位脉响应振幅较零点时产生相移相移角
2．单位阶跃响应
(a) 零点时
（b）零点时
加零点超调量超调时间没零点情况
326 系统中存例积分环节误差信号时积分作该环节输出保持变系统输出继续增长知道出现时例积分环节输出出现减趋势系统响应必然存超调现象
327 常量情况考虑扰动系统影响框图重画
图A32 题314系统框图等效变换
根终值定理求单位阶跃函数时系统稳态误差0单位斜坡函数时系统稳态误差
系统物理作反馈回路中积分环节系统阶跃函数扰动稳态误差零反馈回路中积分环节输出常量时反馈端产生时间成正信号扰动信号衡斜坡函数扰动输入时系统扰动稳态误差时间关
第四章题参考答案
41
42（1）
分离点()虚轴交点
（2）
分离点
虚轴交点
43
（1）
分离点根轨迹图见便二闭环极点位右半面取值系统稳定
（2）
分离点根轨迹图
加零点取值系统稳定
47
系统特征方程
变参数写
分离点出射角
（1） 局部反馈时单位速度输入信号作稳态误差阻尼调节时间
（2） 时
见加入局部反馈阻尼变调节时间增稳态误差加
(3)时系统处界阻尼状态
49
根轨迹图分离点
虚轴交点
稳定范围
410
根轨迹分离点虚轴交点
界值
411
（1）
（2）
分离点会合点
虚轴交点界稳定值
（3）
分离点
较时某范围时取似式
较取述似式误差时应取似式
第五章题参考答案
51 (1)
05
10
15
20
50
100
179
0707
037
0224
0039
00095
1166
135
1463
1534
1687
1742
系统极坐标图图A51示
图A51 题51系统（1）极坐标图
(2)
0
02
05
08
10
20
50
1
091
063
0414
0317
0172
00195
0
156
716
967
1084
1394
16296
系统极坐标图图A52示
图A52 题51系统（2）极坐标图
(3)
02
03
05
1
2
5
455
274
127
0317
0054
00039
1056
1376
161
1984
2294
253
系统极坐标图图A53示
图A53 题51系统（3）极坐标图
(4)
02
025
03
05
06
08
1
2275
138
786
252
053
065
0317
1956
2206
2276
2516
2616
2767
2884
系统极坐标图图A54示
图A54 题51系统（4）极坐标图
52 (1)
系统伯德图图A55示
图A55 题52系统（1）伯德图
(2)
系统伯德图图A56示
图A56 题52系统（2）伯德图
(3)
系统伯德图图A57示
图A57 题52系统（3）伯德图
(4)
系统伯德图图A58示
图A58 题52系统（4）伯德图
53
05
10
15
20
30
50
100
173
89
53
35
177
067
024
10689
1223
1354
1463
163
18476
2137
系统极坐标图图A59示
图A59 题53系统极坐标图
系统伯德图图A510示
图A510 题53系统伯德图
相角裕度增益裕量
54 （1）非相位环节幅频相频特性表达式
该环节伯德图图A511示
图A511 题54伯德图
（2）惯性环节相位幅频相频特性表达式
该环节伯德图图A511点划线示图见两环节具相幅频特性相频特性根区
57 (a) 系统相频特性曲线图A512示
图A512 题57相频特性曲线
(b) 系统相频特性曲线图A513示
图A513 题57相频特性曲线
(c) 系统相频特性曲线图A514示
图A514 题57相频特性曲线
58 (a) 闭环系统稳定
(b) 闭环系统稳定
(c) 闭环系统稳定
(d) 闭环系统稳定
59
时误差修正伯德图图A515示伯德图见系统剪切频率剪切频率处系统相角
式滞环节剪切频处率相角滞
解系统稳定值范围
图A515 题59系统伯德图
510 知两转折频率令绘制系统伯德图图A516示
图A516 题510系统伯德图
确定应角频率相频特性表达式
解出
图A516中找数幅频特性提高系统处稳定界状态
闭环系统稳定界增益值
511 知
知惯性环节转折频率
1增10降约确定斜率知系统惯性环节微分环节振荡环节
知系统串联纯滞环节系统开环传递函数
解确定系统传递函数
512 系统开环传递函数
系统稳定增益范围
第六章
61 (a) 超前网络伯德图图A61示
图A61 题61超前网络伯德图
(b) 滞网络伯德图图A62示
图A62 题61滞网络伯德图
62 (1) 源校正装置特点简单达理想校正效果必须满足输入阻抗零输出阻抗限条件否难实现预期效果源校正装置衰减性源装置直流运算放器源网络构成够达较理想校正效果
（2）采例积分校正系统I型转变II型
(3) 利串联超前校正装置剪切频率附提供相位超前角增系统相角裕度改善系统暂态性
(4) 减相频特性方变化斜率较时加串联滞校正提高系统稳定程度
(5) 根扰动性质采带积分作串联校正采复合校正
63
（1）校正前
（2）串联超前校正
（3）串联滞校正
（4）串联超前校正装置系统相角裕度增降低系统响应超调量时增加系统带宽系统响应速度加快
题中串联滞校正作利低通滤波器特性通减系统剪切频率提高系统相角稳定裕度改善系统稳定性某暂态性
64
校正前
加串联超前校正装置
超前校正提高系统稳定裕度系统校正前伯德图图A63示
图A63 题64系统校正前伯德图
65
校正前系统伯德图图A64示 取新剪切频率
图A64 题65系统校正前伯德图
滞校正装置传递函数校正系统伯德图图A65示
图A65 题65系统校正伯德图
67 超前校正装置校正系统开环增益满足设计求
68
校正前取处新剪切频率该处增益取滞校正装置传递函数校正系统开环传递函数
满足求系统校正前伯德图图A66示
图A66 题68系统校正前伯德图
69 未采反馈校正时带宽采反馈校正调整时带宽见采反馈校正提高系统稳定裕度带宽增系统反馈校正前伯德图图A67示
图A67 题69系统反馈校正前伯德图
第七章
71 (a)
中
(b)
中
73 时绘制系统线性部分极坐标图非线性环节负倒幅特性图A71示交点系统稳定
图A71 题73系统稳定性分析
令180求代入1时系统会产生持振荡
74系统线性部分极坐标图非线性环节负倒幅特性图A72示中实轴直线
图A72 题74系统稳定性分析
交点系统出现持振荡振荡频率振幅17
76 令
等倾线法绘制相轨迹图A73示奇点稳定焦点
图A73 题76系统相面图
78 结果仿真结果较
相面分三区：
I区
II区
III区
等倾线法绘制相轨迹图A74示
图A74 题78系统相面图
根图A74系统稳定极限环持振荡振幅02进步谐波衡法确定持振荡频率图A75中交点确定持振荡频率
图A75 题78系统极坐标图负倒幅特性
79
相面分三区：
I区
II区
III区
等倾线法绘制相轨迹图A76示
图A76 题79系统相面图
根系统相轨迹知系统奇点类型稳定焦点系统响应衰减振荡
710 题79系统加入微分负反馈令非线性环节输入变量E输出变量y
相面分三区：
I区
II区
III区
取等倾线法绘制相轨迹图A77示
图A77 题710系统相面图
未加速度反馈情形较系统较短时间达衡点（调整时间短）奇点稳定节点响应具单调衰减性质
713 系统变量名图A78示
图A78 题713系统框图变量名
(1)
等倾线法绘制相轨迹图A79示
图A79 题713系统（1）相面图
(2)
等倾线法绘制相轨迹图A710示
图A710 题713系统（2）相面图
第八章
81 (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
82 （1）
（2）
（3）
（4）
83 (1)
(2)
(3)
(4)
84 (a)
(b)
(c)
85 系统开环脉传递函数
闭环脉传递函数
差分方程
86 (1)
令
系统稳定条件
(2) 采样系统根轨迹图A81示
图A81 题86采样系统根轨迹
87
特征方程
令
根劳斯判系统稳定应
采样系统界稳定值2165
810
采样系统输入时稳态误差终值
812 系统开环脉传递函数
实轴根轨迹
分离点
虚轴交点采样系统根轨迹图A82示
图A82 采样系统根轨迹
813
求代入
采样系统域伯德图图A83示剪切频率相角裕量136
图A83 采样系统域伯德图
选相位超前校正取
取幅值处频率新剪切频率校正装置传函
校正系统相角裕量
代入校正装置脉传递函数
第九章
91 解
92 解 定误差传递函数
扰动误差传递函数
定控制机信号谱密度
2
扰动机信号谱密度
系统均方误差
93 解 定误差传递函数
扰动误差传递函数
式求阶导数令等零解时值
94 解 输入输出传递函数
等效带宽
电力3班专
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21信息电子电路中二极相电力二极具样结构特点具耐受高压电流力？
答：1电力二极采垂直导电结构硅片中通电流效面积增显著提高二极通流力
2电力二极P区N区间层低掺杂N区称漂移区低掺杂N区掺杂浓度低接掺杂纯半导体材料征半导体掺杂浓度低低掺杂N区承受高电压击穿
22 晶闸导通条件什？
答：晶闸导通条件：晶闸承受正阳极电压门极施加触发电流（脉）：uAK>0uGK>0
23 维持晶闸导通条件什？样晶闸导通变关断？
答：维持晶闸导通条件晶闸电流保持晶闸导通电流维持电流 晶闸导通变关断 利外加电压外电路作流晶闸电流降接零某数值降维持电流便导通晶闸关断
24 图227中阴影部分晶闸处通态区间电流波形波形电流值均Im 试计算波形电流均值Id1Id2Id3电流效值I1I2I3
解：a) Id1
I1
b) Id2
I2
c) Id3
I3
25题中果考虑安全裕量问100A晶阐送出均电流Id1Id2Id3少时相应电流值Im1Im2Im3少
解：额定电流IT(AV)100A晶闸允许电流效值I157A题计算结果知
a) Im1A Id102717Im18948A
b) Im2 Id2
c) Im32I314 Id3
26 GTO普通晶闸PNPN结构什GTO够关断普通晶闸
答：GTO普通晶阐PNPN结构P1N1P2N1P2N2构成两晶体V1V2分具基极电流增益普通晶阐分析器件界导通条件两等效晶体饱导通维持饱导通关断
GTO够行关断普通晶闸GTO普通晶闸设计工艺方面点： l)GTO设计时较样晶体V2控制灵敏易GTO关断 2)GTO导通时更接l普通晶闸GTOGTO饱程度深接界饱样门极控制关断提供利条件 3)元集成结构GTO元阴极面积门极阴极间距离缩短P2极区谓横电阻门极抽出较电流成
27 信息电子电路中二极相电力二极具样结构特点具耐受高电压电流力？
答1电力二极采垂直导电结构硅片中通电流效面积增显著提高二极通流力
2 电力二极P区N区间层低掺杂N区称漂移区低掺杂N区掺杂浓度低接掺杂纯半导体材料征半导体掺杂浓度低低掺杂N区承受高电压击穿
28 试分析IGBT电力MOSFET部结构开关特性相似处
IGBT电力MOSFET背面P型层IGBT开关速度开关损耗少具耐脉电流击力通态压降较低输入阻抗高电压驱动驱动功率开关速度低电力MOSFET电力MOSFET开关速度快输入阻抗高热稳定性需驱动功率驱动电路简单工作频率高存二次击穿问题
IGBT驱动电路特点驱动电路具较输出电阻ⅠGBT电压驱动型器件IGBT驱动采专混合集成驱动器 电力MOSFET驱动电路特点：求驱动电路具较输入电阻驱动功率电路简单
211目前常全控型电力电子器件？
答：门极关断晶闸 电力晶闸电力场效应晶体绝缘栅双极晶体
31 单相半波控整流电路电感负载供电L＝20mHU2＝100V求α＝0°60°时负载电流Id画出udid波形
解：α＝0°时电源电压u2正半周期晶闸导通时负载电感L储晶闸开始导通时刻负载电流零电源电压u2负半周期负载电感L释放量晶闸继续导通电源电压u2周期里方程均成立：
考虑初始条件：wt＝0时id＝0解方程：
2251(A)
udid波形图：
α＝60°时u2正半周期60°~180°期间晶闸导通电感L储电感L储藏量u2负半周期180°~300°期间释放u2周期中60°~300°期间微分方程成立：
考虑初始条件：wt＝60°时id＝0解方程：
均值1125(A)
时udid波形图：
32．图310具变压器中心抽头单相全波控整流电路问该变压器直流磁化问题？试说明：①晶闸承受反电压2②负载电阻电感时输出电压电流波形单相全控桥时相
答：具变压器中心抽头单相全波控整流电路该变压器没直流磁化问题
单相全波控整流电路变压器二次测绕组中正负半周绕组电流方相反波形称周期均电流零会直流磁化问题
分析晶闸承受反电压输出电压电流波形情况
① 晶闸VT2例VT1导通时晶闸VT2通VT12变压器二次绕组联VT2承受电压2
② 单相全波整流电路单相全控桥式整流电路触发角a 相时电阻负载：（0~α）期间晶闸导通输出电压0（α~π）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等(π~π＋α)期间均晶闸导通输出电压0(π＋α ~ 2π)期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出电压等 u2
电感负载：（α ~ π＋α）期间单相全波电路中VT1导通单相全控桥电路中VT1VT4导通输出电压均电源电压u2相等（π＋α ~ 2π＋α）期间单相全波电路中VT2导通单相全控桥电路中VT2VT3导通输出波形等 u2
见两者输出电压相加样负载时输出电流相
33．单相桥式全控整流电路U2＝100V负载中R＝2ΩL值极α＝30°时求：①作出udidi2波形②求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2③考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②输出均电压Ud电流Id变压器二次电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797（V）
Id＝Ud R＝77972＝3899（A）
I2＝Id ＝3899（A）
③晶闸承受反电压：U2＝100＝1414（V）
考虑安全裕量晶闸额定电压：UN＝（2~3）×1414＝283~424（V）
具体数值晶闸产品系列参数选取
流晶闸电流效值：IVT＝Id∕＝2757（A）
晶闸额定电流：IN＝（15~2）×2757∕157＝26~35（A）
具体数值晶闸产品系列参数选取
34．单相桥式半控整流电路电阻性负载画出整流二极周承受电压波形
解：注意二极特点：承受电压正导通二极承受电压会出现正部分电路中器件均导通阶段交流电源电压晶闸衡
整流二极周承受电压波形：
35．单相桥式全控整流电路U2100V负载中R2ΩL值极反电势E60Va30°时求：作出udidi2波形
① 求整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2
② 考虑安全裕量确定晶闸额定电压额定电流
解：①udidi2波形图：
②整流输出均电压Ud电流Id变压器二次侧电流效值I2分
Ud＝09 U2 cosα＝09×100×cos30°＝7797(A)
Id ＝(Ud－E)R＝(7797－60)2＝9(A)
I2＝Id ＝9(A)
③晶闸承受反电压：U2＝100＝1414（V）
流晶闸电流效值：IVT＝Id ∕＝636（A）
晶闸额定电压：UN＝(2~3)×1414＝283~424（V）
晶闸额定电流：IN＝(15~2)×636∕157＝6~8（A）
晶闸额定电压电流具体数值晶闸产品系列参数选取
36 晶闸串联单相半控桥（桥中VT1VT2晶闸）电路图211示U2100V电阻电感负载R2ΩL值a60°时求流器件电流效值作出udidiVTiD波形
解：udidiVTiD波形图：
负载电压均值：＝675（V）
负载电流均值：Id＝Ud∕R＝6752∕2＝3375（A）
流晶闸VT1VT2电流效值：IVT＝Id＝1949（A）
流二极VD3VD4电流效值：IVD＝Id＝2756（A）
37 三相半波整流电路中果a相触发脉消失试绘出电阻性负载电感性负载整流电压ud波形
解：假设负载电阻时ud波形：
负载电感时ud波形：
3 8．三相半波整流电路整流变压器二次绕组分两段成曲折接法段电动势相分段布置矢量图260示时线圈绕组增加铜料约增加10问变压器铁心否直流磁化什？
图260 变压器二次绕组曲折接法矢量图
答：变压器铁心会直流磁化原：变压器二次绕组周期：a1c2应晶闸导通时a1电流流c2电流流c1b2应晶闸导通时c1电流流b2电流流b1a2应晶闸导通时b1电流流a2电流流变压器次绕组言周期中两段时间（120°）电流流流电流相等方相反周期流电流均值零变压器铁心会直流磁化
39．三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相然换相点点？果相位差少度？
答：三相半波整流电路阴极接法阳极接法ab两相间换相然换相点点相位相差180°
3 10．两组三相半波控整流电路组阴极接法组阳极接法果触发角a末阴极组触发脉阳极组触发脉相说例a相相位差少度？
答：相差180°
3 11．三相半波控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：画出udidiVT1波形计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形图：
②UdIdIdTIVT分Ud＝117U2cosa＝117×100×cos60°＝585（V）
Id＝Ud∕R＝585∕5＝117（A）
IdVT＝Id∕3＝117∕3＝39（A）
IVT＝Id∕＝6755（A）
312．三相桥式全控整流电路中电阻负载果晶闸导通时整流电压ud波形？果晶闸击穿短路晶闸受什影响？
答：假设VT1导通整流电压ud波形：
假设VT1击穿短路晶闸VT3VT5导通时发生电源相间短路VT3VT5分击穿
3 13．三相桥式全控整流电路U2100V带电阻电感负载R5ΩL值极a60°时求：
① 画出udidiVT1波形
② 计算UdIdIdTIVT
解：①udidiVT1波形：
②UdIdIdTIVT分
Ud＝234U2cosa＝234×100×cos60°＝117（V）
Id＝Ud∕R＝117∕5＝234（A）
IDVT＝Id∕3＝234∕3＝78（A）
IVT＝Id∕＝234∕＝1351（A）
314．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞E40VU2100VLB05mHa60°时求UdIdg 数值画出整流电压ud波形
解：考虑LB时：
Ud＝09U2cosα－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 09U2cosα＋2XBE）∕（πR＋2XB）＝4455（V）
ΔUd＝0455（V）
Id＝455（A）
∵
－＝∕U2
出
04798
换流重叠角
g ＝ 6133° 60°133°
作出整流电压Ud波形：
315．三相半波控整流电路反电动势阻感负载U2100VR1ΩL∞LB1mH求a30°时E50V时UdIdg 值作出udiVT1iVT2波形
解：考虑LB时：
Ud＝117U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（πR 117U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝9463（V）
ΔUd＝67（V）
Id＝4463（A）
∵
－＝2∕U2
出
0752
换流重叠角
g ＝ 4128° 30°1128°
udiVT1iVT2波形：
316．三相桥式控整流电路阻感负载R5ΩL∞U2220VXB03Ω求UdIdIVDI2g 值作出udiVDi2波形
解：三相桥式控整流电路相三相桥式控整流电路α＝0°时情况
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝Ud∕R
解方程组：
Ud＝234U2cosα∕（1＋3XBπR）＝4869（V）
Id＝9738（A）
∵
－＝2∕U2
出
0892
换流重叠角
g ＝2693°
二极电流变压器二次测电流效值分
IVD＝Id∕3＝9738∕3＝3246（A）
I2a＝ Id＝7951（A）
udiVD1i2a波形：
317．三相全控桥反电动势阻感负载E200VR1ΩL∞U2220Va60°①LB0②LB1mH情况分求UdId值者应求g 分作出udiT波形
解：①LB＝0时：
Ud＝234U2cosα＝234×220×cos60°＝2574（V）
Id＝（Ud－E）∕R＝（2574－200）∕1＝574（A）
②LB＝1mH时
Ud＝234U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组：
Ud＝（234πU2R cosα＋3XBE）∕（πR＋3XB）＝24415（V）
Id＝4415（A）
ΔUd＝1325（V）
∵－＝2XBId∕U2
＝04485
γ＝6335°－60°＝335°
udIVT1IVT2波形：
318．单相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：单相桥式全控整流电路整流输出电压中含2k（k123…）次谐波中幅值2次谐波变压器二次侧电流中含2k＋1（k＝123……）次奇次谐波中3次5次谐波
319．三相桥式全控整流电路整流输出电压中含次数谐波？中幅值次？变压器二次侧电流中含次数谐波？中次？
答：三相桥式全控整流电路整流输出电压中含6k（k＝123……）次谐波中幅值6次谐波变压器二次侧电流中含6k±1(k123……)次谐波中57次谐波
320．试计算第3题中i2357次谐波分量效值I23I25I27
解：第3题中已知电路单相全控桥输出电流均值
Id＝3899（A）
：
I23＝2Id∕3π＝2×3899∕3π＝117（A）
I25＝2Id∕5π＝2×3899∕5π＝702（A）
I27＝2Id∕7π＝2×3899∕7π＝501（A）
321．试计算第13题中i257次谐波分量效值I25I27
解：第13题中电路三相桥式全控整流电路已知
Id＝234（A）
计算出5次7次谐波分量效值：
I25＝Id∕5π＝×234∕5π＝365（A）
I27＝Id∕7π＝×234∕7π＝261（A）
322试分计算第3题第13题电路输入功率数
解：①第3题中基波电流效值：
I1＝2Id∕π＝2×3899∕π＝351（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝351∕3899＝09
电路输入功率数：
l＝n ＝09 cos30°＝078
②第13题中基波电流效值：
I1＝Id∕π＝×2339∕π＝18243（A）
基波数
n＝I1∕I＝I1∕Id＝0955
电路输入功率数：
l＝n ＝0955 cos60°＝048
323．带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异？
答：带衡电抗器双反星形控整流电路三相桥式全控整流电路相异点：
①三相桥式电路两组三相半波电路串联双反星形电路两组三相半波电路联者需衡电抗器
②变压器二次电压效值U2相等时双反星形电路整流电压均值Ud三相桥式电路12整流电流均值Id三相桥式电路2倍
③两种电路中晶闸导通触发脉分配关系样整流电压ud整流电流id波形形状样
324．整流电路重化目什？
答：整流电路重化目包括两方面装置总体功率容量二够减少整流装置产生谐波功功率电网干扰
325．12脉波24脉波整流电路整流输出电压交流输入电流中含次数谐波？答：12脉波电路整流电路交流输入电流中含11次13次23次25次等12k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含1224等12k（k123···）次谐波
24脉波整流电路交流输入电流中含23次25次47次49次等24k±1（k123···）次谐波整流输出电压中含2448等24k（k123···）次谐波
326．变流器工作源逆变状态条件什？
答：条件二：①直流侧电动势极性须晶闸导通方致值应变流电路直流侧均电压②求晶闸控制角α>π2Ud负值
327．三相全控桥变流器反电动势阻感负载R1ΩL∞U2220VLB1mHEM400Vb60°时求UdIdg 值时送回电网功功率少？
解：题意列出3等式：
Ud＝234U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[234πU2R cos(πβ)＋3XBEM]∕(πR＋3XB)＝－2903（V）
Id＝1097（A）
式计算换流重叠角：
－＝2XBId∕U2＝01279
＝06279
γ＝12890°－120°＝890°
送回电网功功率
P400×109710972×1097×13185(W)
328．单相全控桥反电动势阻感负载R1ΩL∞U2100VL05mHEM99V60°时求UdIdg 值
解：题意列出3等式：
Ud＝09U2cos(πβ)－ΔUd
ΔUd＝2XBId∕π
Id＝（Ud－EM）∕R
三式联立求解
Ud＝[πR 09U2cos(πβ)＋2XBEM]∕（πR＋2XB）＝－4991（V）
Id＝4909（A）
∵
－＝∕U202181
出
07181
换流重叠角
g ＝1359° 120°159°
329．什逆变失败？防止逆变失败？
答：逆变运行时旦发生换流失败外接直流电源会通晶闸电路形成短路者变流器输出均电压直流电动势变串联逆变电路阻形成短路电流称逆变失败逆变颠覆
防止逆变失败方法：采精确触发电路性良晶闸保证交流电源质量留出充足换裕量角β等
330．单相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路中负载分电阻负载电感负载时求晶闸移相范围分少？
答：单相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 180°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
三相桥式全控整流电路负载电阻负载时求晶闸移相范围0 ~ 120°负载电感负载时求晶闸移相范围0 ~ 90°
4l源逆变电路源逆变电路？
答：两种电路：源逆变电路交流侧接电网交流侧接电源源逆变电路交流侧直接负载联接
42换流方式种？什特点？
答：换流方式4种： 器件换流：利全控器件关断力进行换流全控型器件采换流方式 电网换流：电网提供换流电压负电网电压加欲换流器件 负载换流：负载提供换流电压负载电容性负载负载电流超前负载电压时实现负载换流
强迫换流：设置附加换流电路欲关断晶闸强追施加反电压换流称强迫换流通常利附加电容量实现称电容换流
晶闸电路采器件换流根电路形式采电网换流负载换流强迫换流3种方式
43什电压型逆变电路？什电流型逆变电路？二者什特点？
答：逆变电路直流测电源性质分类直流侧电压源称逆变电路称电压型逆变电路直流侧电流源逆变电路称电流型逆变电路电压型逆变电路持点：
①直流侧电压源联电容相电压源直流侧电压基脉动直流回路呈现低阻抗②直流电压源钳位作交流侧输出电压波形矩形波负载阻抗角关交流侧输出电流波形相位负载阻抗情况③交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极
电流型逆变电路特点：①直流侧串联电感相电流源直流侧电流基脉动直流回路呈现高阻抗②电路中开关器件作仅改变直流电流流通路径交流侧输出电流矩形波负载阻抗角关交流侧输出电压波形相位负载阻抗情况③交流侧阻感负载时需提供功功率直流测电惑起缓功量作反馈功量时直流电流反必电压型逆变电路样开关器件反联二极
44电压型逆变电路中反馈二极作什？什电流型逆变电路中没反馈二极？
电压型逆变电路中交流侧阻感负载时需提供功功率直流侧电容起 缓功量作交流侧直流侧反馈功量提供通道逆变桥臂联反馈二极输出交流电压电流极性相时电流电路中控开关器件流通输出电压电流极性相反时反馈二极提供电流通道
45三相桥式电压型逆变电路180º导电方式Ud100V 试求输出相电压基波幅值UUN1m 效值UUN1﹑输出线电压基波幅值UUV1m效值 UUV1﹑输出线电压中5次谐波效值UUV5
解：
联谐振式逆变电路利负载电源进行变换
46联谐振式逆变电路利负载电压进行换相保证换相应满足什条件
答假设t时刻触发VT2VT3导通负载电压u通VT2VT3施加VTlVT4承受反电压关断电流VTlVT4VT2VT3转移触发VT2VT3时刻必须u零前留足够裕量换流利完成
47串联二极式电流型逆变电路中二极作什试分析换流程
答二极作换流电容器充电提供通道换流电容电压够保持晶闸换流做准备二换流电容电压够施加换流程中刚刚关断晶闸晶闸关断够承受定时间反电压确保晶闸关断确保晶闸换流成功
VTlVT3间换流例串联二极式电流型逆变电路换流程简述
VT3施加触发脉换流电容C13电压作VT3导通VTl施反电压关断直流电流IdVTl换VT3C13通VDlU相负载W相负载VD2VT2直流电源VT3放电图516b示放电电流恒d称恒流放电阶段C13电压Uc13降零前VTl直承受反压反压时间晶闸关断时间rq保证关断
Uc13降零U相负载电感作开始C13反充电忽略负载电阻压降Uc130时刻二极VD3受正偏置导通开始流电流两二极时导通进入二极换流阶段图516c示着C13充电电压断增高充电电流逐渐减某时刻充电电流减零VDl承受反压关断二极换流阶段结束进入VT2VT3稳定导逗阶段电流路径图5Ⅰ6d示
48逆变电路重化目什实现串联重联重逆变电路备什场合 答逆变电路重化目总体装置功率等级提高二改善输出电压波形电压型逆变电路输出矩形电压波电流型逆变电路输出矩形电流波含较谐波负载利影响采重逆变电路矩形波组合起获接正弦波波形
逆变电路重化干逆变电路输出定相位差组合起含某谐波分量相互抵消较接正弦波波形组合方式串联重联重两种方式串联重逆变电路输出串联起联重逆变电路输出联起
串联重逆变电路电压型逆变电路重化
联重逆变电路电流型逆变电路重化
电流型逆变电路中直流电流极性定功量直流侧电感缓需交流侧直流侧反馈功量时电流反然电路中控开关器件流通需联反馈二极
51简述图5la示降压斩波电路工作原理
答：降压斩波器原理：控制周期中V导通段时间电源ELRM供电期间UoE然V关断段时间时电感L通二极VDRM供电Uo0周期均电压输出电压电源电压起降压作
52．图51a示降压斩波电路中已知E200VR10ΩL值微E30VT50μston20μs计算输出电压均值Uo输出电流均值Io
解：L值极负载电流连续输出电压均值
输出电流均值
53．图5la示降压斩波电路中E100VLlmHR0．5Ω10V采脉宽调制控制方式T20μs5μs时计算输出电压均值输出电流均值计算输出电流值瞬时值判断负载电流否连续3μs时重新进行述计算
解：题目已知条件：
时
输出电流连续
54．简述图52a示升压斩波电路基工作原理
答：假设电路中电感L值电容C值V处通态时电源E电感L充电充电电流基恒定时电容C电压负载R供电C值基保持输出电压恒值设V处通态时间阶段电感L积蓄量EV处断态时E电容C充电负载R提供量设V处断态时间期间电感L释放量电路工作稳态时周期T中电感L积蓄量释放量相等：
化简：
式中T／1输出电压高电源电压称该电路升压斩波电路
55．图32a示升压斩波电路中已知E50VL值C值极R20Ω采脉宽调制控制方式T40μs25μs时计算输出电压均值输出电流均值
解：输出电压均值：
输出电流均值：
56．试分简述升降压斩波电路Cuk斩波电路基原理较异点
答：升降压斩波电路基原理：控开关V处通态时电源EV电感L供电贮存量时电流方图34中示时电容C维持输出电压基恒定负载R供电V关断电感L中贮存量负载释放电流i2方图34示见负载电压极性负正电源电压极性相反
稳态时周期T电感L两端电压时间积分零
V处通态期间E：V处断态期间：
改变导通输出电压电源电压高电源电压低0<
假设电容C电容电压脉动足够时开关S合B点时B点电压0A点电压相反S合A点时B点电压均值(Uc电容电压c均值)电感Ll电压均值零方面A点电压均值电压均值零图3—5b中输出电压Uo极性出输出电压Uo电源电压E关系：
两电路实现功致均方便实现升降压斩波升降压斩波电路相Cuk斩波电路明显优点输入电源电流输出负载电流连续脉动利输入输出进行滤波
57．试绘制Speic斩波电路Zeta斩波电路原理图推导输入输出关系
解：Sepic电路原理图：
V导通期间
左V关断期间
电路工作稳态时电感LL电压均值均零面式子成立
两式出
Zeta电路原理图：
V导通期间
V关断期间
电路工作稳定时电感电压均值零面式子成立
两式出
58．分析图57a示电流逆斩波电路结合图37b波形绘制出阶段电流流通路径标明电流方
解：电流逆斩波电路中VlVDl构成降压斩波电路电源直流电动机供电电动机电动运行工作第l象限：V2构成升压斩波电路直流电动机动转变电反馈电源电动机作生制动运行工作第2象限
图37b中阶段器件导通情况电流路径等：
导通电源负载供电：
关断VD续流：
导通L蓄
关断导通电源回馈量
59图58示桥式逆斩波电路需电动机工作反转电动状态试分析时电路工作情况绘制相应电流流通路径图时标明电流流
解：需电动机工作反转电动状态时V3VD3构成降压斩波电路工作时需V2保持导通V3VD3构成降压斩波电路相配合
V3导通时电源M供电反转电动电流路径图：
V3关断时负载通VD3续流电流路径图：
510．相重斩波电路优点
答：相重斩波电路电源负载间接入结构相基斩波电路输入电源电流输出负载电流脉动次数增加脉动幅度减输入输出电流滤波更容易滤波电感减 外相重斩波电路具备功斩波单元间互备总体性提高
511．试分析正激电路反激电路中开关整流二极工作时承受电压
解：正激电路反激电路中开关整流二极工作时承受电压情况表示：
开关S
整流二极VD
正激电路
(1+N1N3)U1
U1*N2N3
反激电路
Ui+Uo*N1N3
Ui*N2N1+Uo
512．试分析全桥半桥推挽电路中开关整流二极工作中承受电压电流均电流
答：分析均采桥式整流电路例①全桥电路
电压
电流
均电流
开关S
Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2N1
Id
Id2
②半桥电路
电压
电流
均电流
开关S
Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2(2*N1)
Id
Id2
③推挽电路 (变压器原边总匝数2N1)
电压
电流
均电流
开关S
2*Ui
Id*N2N1
Id*N2(2*N1)
整流二极
Ui*N2N1
Id
Id2
513．全桥半桥电路驱动电路什求
答：全桥电路需四组驱动电路两子发射极连起电源需三组电源半桥电路需两组驱动电路两组电源
514．试分析全桥整流电路全波整流电路中二极承受电压电流均电流
解：两种电路中二极承受电压：电流均电流情况表示：
电压
电流
均电流
全桥整流
Um
Id
Id2
全波整流
2Um
Id
Id2
515 台输出电压 5V输出电流 20A 开关电源：
①果全桥整流电路采快恢复二极整流电路中二极总损耗少？
②果采全波整流电路采快恢复二极肖特基二极整流电路中二极总损耗
少？果采步整流电路整流元件总损耗少？
注：计算中忽略开关损耗典型元件参数见表
元件类型
型号
电压(V)
电流(A)
通态压降（通态电阻）
快恢复二极
25CPF10
100
25
098V
肖特基二极
3530CPQ035
30
30
064V
MOSFET
IRFP048
60
70
0018
61台调光台灯单相交流调压电路供电设该台灯作电阻负载0°时输出功率值试求功率输出功率8050时开通角
解：0°时输出电压
Uomax
时负载电流
Iomax
输出功率
PmaxUomax Iomax
输出功率输出功率80时：
PmaxUomax Iomax
时
Uo
UoU1
解
理输出功率输出功率50时：
Uo
UoU1
62单相交流调压器电源工频220V阻感串联作负载中R05ΩL2mH 试求：①开通角a变化范围②负载电流效值③输出功率时电源侧功率数④ap2 时晶闸电流效值﹑晶闸导通角电源侧功率数
解：（1）
（2）时 电流连续电流导通角qp
Io
(3) P
(4)公式时
式q求导
63交流调压电路交流调功电路什区？二者运什样负载？什？
答：交流调压电路交流调功电路电路形式完全相二者区控制方式
交流调压电路交流电源周期输出电压波形进行控制交流调功电路负载交流电源接通波断开周波通改变接通周波数断开周波数值调节负载消耗均功率
交流调压电路广泛灯光控制（调光台灯舞台灯光控制）异步电动机软起动异步电动机调速供电系统中常功功率连续调节外高电压电流低电压电流直流电源中常采交流调压电路调节变压器次电压采晶闸相控整流电路高电压电流控直流电源需晶闸串联样低电压电流直流电源需晶闸联十分合理采交流调压电路变压器次侧调压电压电流值太太变压器二次侧二极整流样电路体积成低易设计制造
交流调功电路常电炉温度样时间常数控制象控制象时间常数没必交流电源周期进行频繁控制
64交交变频电路高输出频率少制约输出频率提高素什答：般讲构成交交变频电路两组变流电路脉波数越高输出频率越高交交变频电路中采常6脉波三相桥式整流电路时高输出频率应高电网频率13~12电网频率50Hz时交交变频电路输出限频率20Hz左右
输出频率增高时输出电压周期包含电网电压段数减少波形畸变严重电压波形畸变引起电流波形畸变电动机转矩脉动限制输出频率提高素
65交交变频电路特点足什？途什？
答：交交变频电路特点：次变流效率较高方便实现四象限工作低频输出时特性接正弦波
交交变频电路足：接线复杂采三相桥式电路三相交交变频器少36晶闸受电网频率变流电路脉波数限制输出频率较低输出功率数较低输入电流谐波含量频谱复杂
途：500千瓦1000千瓦功率低转速交流调速电路轧机传动装置鼓风机球磨机等场合
66三相交交变频电路两种接线方式？什区？
答：三相交交变频电路公交流母线进线方式输出星形联结方式两种接线方式
两种方式区：公交流母线进线方式中电源进线端公三组单相交交变频电路输出端必须隔离交流电动机三绕组必须拆开引出六根线
输出星形联结方式中电动机中性点变频器中中性点起电动机引三根线三组单相交交变频器输出联起电源进线必须隔离三组单相交交变频器分三变压器供电
67三相交交变频电路中采梯形波输出控制处什？什？
答：三相交交变频电路中采梯形波控制处改善输入功率数梯形波谐波成分三次谐波线电压中三次谐波相互抵消结果线电压正弦波种控制方式中桥式电路够较长时间工作高输出电压区域（应梯形波顶区）角较输入功率数提高15左右
68试述矩阵式变频电路基原理优缺点什说种电路较发展前景？答：矩阵式变频电路基原理：输入单相三相交流电压进行斩波控制输出成正弦交流输出
矩阵式变频电路优点：输出电压正弦波输出频率受电网频率限制输入电流控制正弦波电压相功率数l控制需功率数量双流动适交流电动机四象限运行通中间直流环节直接实现变频效率较高
矩阵式交交变频电路缺点：开关器件18电路结构较复杂成较高控制方法算成熟输出输入电压0866交流电机调速时输出电压偏低
矩阵式变频电路十分良电气性输出电压输入电流均正弦波输入功率数l量双流动实现四象限运行次目前广泛应交直交变频电路相然6开关器件省直流侧电容体积减少容易实现集成化功率模块化着前器件制造技术飞速进步计算机技术日新月异矩阵式变频电路发展前景
71试说明PWM控制基原理
答：PWM控制脉宽度进行调制技术通系列脉宽度进行调制等效获需波形（含形状幅值）
采样控制理中条重结：量相等形状窄脉加具惯性环节时效果基相量窄脉面积效果基相指环节输出响应波形基相述原理称面积等效原理
正弦PWM控制例正弦半波分成N等份成N彼相连脉列组成波形脉宽度相等等πN幅值等脉顶部水直线曲线脉幅值正弦规律变化果述脉列利相数量等幅等宽矩形脉代矩形脉中点相应正弦波部分中点重合矩形脉相应正弦波部分面积（量）相等PWM波形PWM脉幅值相等宽度正弦规律变化根面积等效原理PWM波形正弦半波等效正弦波负半周样方法PWM波形见PWM波形期正弦波等效
72设图73中半周期脉数5脉幅值相应正弦波幅值两倍试面积等效原理计算脉宽度
解：脉宽度di（i1 2 3 4 5）表示根面积等效原理
d1 009549(rad)03040(ms)
d2 02500(rad)07958(ms)
d3 03090(rad)09836(ms)
d4 d2 02500(rad)07958(ms)
d5 d1 00955(rad)03040(ms)
73单极性双极性PWM调制什区？三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压（输出端相直流电源中点电压）线电压SPWM波形种电？
答：三角波载波信号波正半周期负半周期里单极性PWM波形半周期中单极性范围变化称单极性PWM控制方式
三角波载波始终正负双极性PWM波形半周期中正负称双极性PWM控制方式
三相桥式PWM型逆变电路中输出相电压两种电：05Ud05 Ud输出线电压三种电Ud0 Ud
74．特定谐波消法基原理什？设半信号波周期10开关时刻（含0p 时刻）控制消谐波种？
答：首先量波形具称性消偶次谐波应波形正负两半周期称消谐波中余弦项波形正半周期前14周期p 2轴线称
考虑述称性半周期5开关时刻控制利中1度控制基波剩余4度消4种频率谐波
75什异步调制？什步调制？两者特点？分段步调制什优点？
答：载波信号调制信号保持步调制方式称异步调制异步调制方式中通常保持载波频率fc 固定变信号波频率fr变化时载波N变化
异步调制特点：信号波半周期PWM波脉数固定相位固定正负半周期脉称半周期前14周期脉称
样信号波频率较低时载波N较周期脉数较正负半周期脉称半周期前14周期脉称产生利影响较PWM波形接正弦波
信号波频率增高时载波N减周期脉数减少PWM脉称影响变时信号波微变化会产生PWM脉跳动输出PWM波正弦波差异变三相PWM型逆变电路说三相输出称性变差
载波N等常数变频时载波信号波保持步方式称步调制
步调制特点：步调制方式中信号波频率变化时载波N变信号波周期输出脉数固定脉相位固定
逆变电路输出频率低时步调制时载波频率fc低fc低时调制带谐波易滤负载电动机时会带较转矩脉动噪声
逆变电路输出频率高时步调制时载波频率fc会高开关器件难承受
外步调制方式异步调制方式复杂
分段步调制逆变电路输出频率划分干段频段载波定频段采载波优点高频段采较低载波载波频率致高限制功率器件允许范围低频段采较高载波载波频率致低负载产生利影响
76．什SPWM 波形规化采样法？然采样法规采样法什优点？
答：规采样法种采微机实现时实PWM波形生成方法规采样法然采样法基础出规采样法基思路：取三角波载波两正峰值间采样周期PWM脉中点三角波周期中点（负峰点）重合三角波负峰时刻正弦信号波采样正弦波值幅值该正弦波值相等条水直线似代正弦信号波该直线三角波载波交点代正弦波载波交点出控制功率开关器件通断时刻
起然采样法规采样法计算非常简单计算量减少效果接然采样法SPWM波形然接正弦波克服然采样法难实时控制中线计算工程中实际应缺点
77单相三相SPWM波形中含谐波频率少？
答：单相SPWM波形中含谐波频率：
式中n135…时k024 …n246…时k135 …
述谐波中幅值高影响角频率wc谐波分量
三相SPWM波形中含谐波频率：
式中 n135…时k3(2m1)±1m12…
n246…时
述谐波中幅值较高wc±2w r2w c±w r
78提高PWM逆变电路直流电压利率？
答：采梯形波控制方式梯形波作调制信号效提高直流电压利率
三相PWM逆变电路采线电压控制方式相电压调制信号中叠加3倍数次谐波直流分量等样效提高直流电压利率
79．什电流踪型PWM变流电路？采滞环较方式电流踪型变流器特点？
答：电流踪型PWM变流电路变流电路采电流踪控制信号波载波进行调制希输出电流作指令信号实际电流作反馈信号通二者瞬时值较决定逆变电路功率器件通断实际输出踪电流变化
采滞环较方式电流踪型变流器特点： ①硬件电路简单 ②属实时控制方式电流响应快 ③载波输出电压波形中含特定频率谐波分量 ④计算法调制法相相开关频率时输出电流中高次谐波含量较⑤采闭环控制
710．什PWM整流电路？相控整流电路工作原理性？
答：PWM 整流电路采PWM控制整流电路通PWM整流电路适控制输入电流十分接正弦波输入电压相位功率数接1
相控整流电路晶闸开通起始角进行控制属相控方式交流输入电流中含较谐波分量交流输入电流相位滞电压总功率数低
PWM整流电路采SPWM控制技术斩控方式基工作方式整流时输入电流电压相位功率数似1
PWM整流电路实现量正反两方流动运行整流状态交流侧直流侧输送量运行逆变状态直流侧交流侧输送量两种方式单位功率数运行
外交流电流超前电压90°交流电源送出功功率成静止功功率发生器电流电压超前滞角度j
711．PWM整流电路中什间接电流控制？什直接电流控制？
答：PWM整流电路中间接电流控制电源电压电源阻抗电压PWM整流器输入端电压相量关系进行控制输入电流获预期幅值相位需引入交流电流反馈称间接电流控制
直接电流控制中首先求交流输入电流指令值引入交流电流反馈较进行踪控制输入电流踪指令值变化引入交流电流反馈称直接电流控制
81．高频化意义什什提高开关频率减滤波器体积重量什提高关频率减变压器体积重量
答：高频化减滤波器参数变压器型化效降低装置体积重量装置型化轻量化高频化意义提高开关频率周期变短滤开关频率中谐波电感电容参数变减轻滤波器体积重量变压器说输入电压正弦波时频率提高时减NS参数值减变压器体积重量
82．软开关电路分类典型拓扑分什样子什特点
答：根电路中开关元件开通关断时电压电流状态．软开关电路分零电压电路零电流电路两类：根软开关技术发展历程软开关电路分准谐振电路零开关PWM电路零转换PWM电路准谐振电路：准谐振电路中电压电流波形正弦波电路结构较简单谐振电压谐振电流器件求高采脉频率调制控制方式
零电压开关准谐振电路基开关单元 零电流开关准谐振电路基开关单元
零开关PWM电路：类电路中引入辅助开关控制谐振开始时刻谐振仅发生开关程前电路电压电流基方波开关承受电压明显降低电路采开关频率固定PWM控制方式
零电压开关PWM电路基开关单元 零电流开关PWM电路基开关单元
零转换PWM电路：类软开关电路采辅助开关控制谐振开始时刻谐振电路开关联输入电压负载电流电路谐振程影响电路宽输入电压范围零负载满负载工作软开关状态功率交换玻消减
零电压转换PWM电路基开关单元 零电流转换PWM电路基开关单元
83．移相全桥零电压开关PWM电路中果没谐振电感L电路工作状态发生变化开关软开关开关成硬开关
答：果没谐振电感Lr电路中电容电感L构成谐振电路电容Cs3Cs4法Lr构成谐振回路样S3S4变硬开关软开关
84．零电压转换PWM电路中辅助开关Sl二极VDI软开关硬开关什答：开通时等零关断时电流零硬开关电感L存开通时电流升率受限制降低开通损耗电感L存电流逐步降零然关断软开关
92什电力电子电路控制电路进行电气隔离？基方法？安全回路控制回路工作电压等级样电流样流保护系统强电进入弱电系统会弱电系统造成损坏二弱电系统工作稳定性弱电系统尤模拟量型号容易受电磁干扰
基方法二种电磁隔离光电隔离
93电力电子器件电压产生原？电压分外电压电压两类
■外电压雷击系统中操作程等外部原包括 ◆操作电压：分闸合闸等开关操作引起电压 ◆雷击电压：雷击引起电压
■电压电力电子装置部器件开关程包括 ◆换相电压：晶闸全控型器件反联二极换相结束反电流急剧减会线路电感器件两端感应出电压
◆关断电压：全控型器件较高频率工作器件关断时正电流迅速降低线路电感器件两端感应出电压
95电力电子器件电压电流保护方法？
压保护器件：稳压二级压敏二级双触发二级流：压敏电阻晶闸继电器作电阻取样IC作检测保护等
103．试阐明图107间接交流变流电路工作原理说明该电路局限性
答：间接交流变流电路先交流电整流直流电直流电逆变交流电图81示生反馈电力电压型间接交流变流电路该电路中整流部分采控整流电容器间直流电压直流电流极性变电源直流电路输送功率直流电路电源反馈电力局限图中逆变电路量双流动负载量反馈中间直流电路导致电容电压升高该量法反馈回交流电源电容承担少量反馈量局限
104．试分析108间接交流变流电路工作原理说明局限性
答：图8—2带泵升电压限制电路电压型间接交流变流电路图8l基础中间直流电容两端联电力晶体Vo耗电阻‰组成泵升电压限制电路泵升电压超定数值时Vo导通负载反馈量消耗Ro局限性负载交流电动机求电动机频繁快速加减速时电路中消耗量较耗电阻R0需较功率反馈量消耗电阻利
105试说明图109间接交流变流电路实现负载量回馈
答：图8—3利控变流器实现生反馈电压型间接交流变流电路增加套变流电路工作源逆变状态负载回馈量时中间直流电压升控整流电路停止工作控变流器工作源逆变状态中间直流电压极性变电流反通控变流器电反馈回电网
106．双PWM电路优点什
答：双PWM电路中整流电路逆变电路采PWM控制电路输入输出电流均正弦波输入功率数高中间直流电路电压调负载电动机时工作电动运行状态工作生制动状态通改变输出交流电压相序电动机正转反转实现电动机四象限运行
107．什变频调速系统恒压频控制
答：变频器电压频率率进行控制该率保持恒定样维持电动机气隙磁通额定值电动机会频率变化导致磁饱造成励磁电流增引起功率数效率降低
108．UPS 试说明图811示UPS系统工作原理
答：UPS指交流输入电源发生异常断电时继续负载供电保证供电质量负载供电受影响装置间断电源图8—11柴油发电机作备电源UPS工作原理：旦市电停电蓄电池投入工作时起动油机油机代市电整流器供电整流通逆变器逆变50Hz恒频恒压交流电负载供电市电恢复正常重新市电供电蓄电池作市电油机间渡柴油发电机作备电源系统保证长时间问断供电
动控制理
第章题参考答案
11速电风扇转速控制开环控制家空调器温度控制闭环控制
12 设定温度参考输入室温度输出
13 室温闭环控制系统温度控制器电加热装置温度传感器等组成中温度控制器设定希达室温作闭环控制系统参考输入温度传感器测室温反馈信号温度控制器较参考输入反馈信号根两者偏差产生控制信号作电加热装置
14 实际液面高度降低定液面高度hr产生正偏差信号控制器控制作调节阀增加开度液面高度逼定液面高度
第二章 题参考答案
21 （1）
（2）
（3）
22 （1）单位脉响应单位阶跃响应
(2)单位脉响应单位阶跃响应
23 （1）极点零点
(2) 极点
24
25 (a)
(b)
26 (a)
(b)
(c)
27 设激磁磁通恒定
28
29
210 (26)
211(27)
212 前传递函数改变反馈通道传递函数改变引起闭环传递函数改变
214 (a)
(b)
215 框图化简中间结果图A21示
图A21 题29框图化简中间结果
216
217
218 (a)
(b)
219 选加原理
第三章题参考答案
31 分三种情况讨
(a) 时
(b) 时
(c) 时
33 （1）
（2）
（3）阻尼系统超调
34
37 (1)
(2)
38 （1）
(2)
310 （1）系统稳定
（2）劳斯阵列第列符号改变两次根劳斯判系统两极点具正实部系统稳定
（3）劳斯阵列第列符号改变两次根劳斯判系统稳定
（4）系统处稳定界状态辅助方程求系统两轭虚数极点须指出界稳定系统实际中法
311 （1）K>0时系统稳定
（2）K>0时系统稳定
（3）0
列写劳斯表出系统稳定应满足条件
应满足等式条件
2
3
4
5
9
15
30
100
6
4
33
3
25
228
213
204
根列表数绘制横坐标坐标曲线闭环系统稳定参数区域图A33中阴影部分
图A33 闭环系统稳定参数区域
313 根系统特征方程列写劳斯表
根劳斯判系统稳定值范围
时系统轭虚数极点时产生等幅振荡界增益
根劳斯表列写时辅助方程
解系统轭虚数极点系统阻尼振荡频率
314 (1)
(2)
(3)
(4)
315 首先求系统定误差传递函数
误差系数求
(1) 时稳态误差级数
(2) 时稳态误差级数
(3) 时稳态误差级数
316 首先求系统定误差传递函数
误差系数求
稳态误差级数
321 系统单位斜坡输入稳态误差
加入例—微分环节
见取
322
323 条件（2）写出系统特征方程
式较系统开环传递函数
根条件（1）
解系统开环传递函数
324 （1）a 0时
（2）变求求a 025
325 1 单位脉响应
(a) 零点时
（b）零点时
较述两种情况见零点时单位脉响应振幅较零点时产生相移相移角
2．单位阶跃响应
(a) 零点时
（b）零点时
加零点超调量超调时间没零点情况
326 系统中存例积分环节误差信号时积分作该环节输出保持变系统输出继续增长知道出现时例积分环节输出出现减趋势系统响应必然存超调现象
327 常量情况考虑扰动系统影响框图重画
图A32 题314系统框图等效变换
根终值定理求单位阶跃函数时系统稳态误差0单位斜坡函数时系统稳态误差
系统物理作反馈回路中积分环节系统阶跃函数扰动稳态误差零反馈回路中积分环节输出常量时反馈端产生时间成正信号扰动信号衡斜坡函数扰动输入时系统扰动稳态误差时间关
第四章题参考答案
41
42（1）
分离点()虚轴交点
（2）
分离点
虚轴交点
43
（1）
分离点根轨迹图见便二闭环极点位右半面取值系统稳定
（2）
分离点根轨迹图
加零点取值系统稳定
47
系统特征方程
变参数写
分离点出射角
（1） 局部反馈时单位速度输入信号作稳态误差阻尼调节时间
（2） 时
见加入局部反馈阻尼变调节时间增稳态误差加
(3)时系统处界阻尼状态
49
根轨迹图分离点
虚轴交点
稳定范围
410
根轨迹分离点虚轴交点
界值
411
（1）
（2）
分离点会合点
虚轴交点界稳定值
（3）
分离点
较时某范围时取似式
较取述似式误差时应取似式
第五章题参考答案
51 (1)
05
10
15
20
50
100
179
0707
037
0224
0039
00095
1166
135
1463
1534
1687
1742
系统极坐标图图A51示
图A51 题51系统（1）极坐标图
(2)
0
02
05
08
10
20
50
1
091
063
0414
0317
0172
00195
0
156
716
967
1084
1394
16296
系统极坐标图图A52示
图A52 题51系统（2）极坐标图
(3)
02
03
05
1
2
5
455
274
127
0317
0054
00039
1056
1376
161
1984
2294
253
系统极坐标图图A53示
图A53 题51系统（3）极坐标图
(4)
02
025
03
05
06
08
1
2275
138
786
252
053
065
0317
1956
2206
2276
2516
2616
2767
2884
系统极坐标图图A54示
图A54 题51系统（4）极坐标图
52 (1)
系统伯德图图A55示
图A55 题52系统（1）伯德图
(2)
系统伯德图图A56示
图A56 题52系统（2）伯德图
(3)
系统伯德图图A57示
图A57 题52系统（3）伯德图
(4)
系统伯德图图A58示
图A58 题52系统（4）伯德图
53
05
10
15
20
30
50
100
173
89
53
35
177
067
024
10689
1223
1354
1463
163
18476
2137
系统极坐标图图A59示
图A59 题53系统极坐标图
系统伯德图图A510示
图A510 题53系统伯德图
相角裕度增益裕量
54 （1）非相位环节幅频相频特性表达式
该环节伯德图图A511示
图A511 题54伯德图
（2）惯性环节相位幅频相频特性表达式
该环节伯德图图A511点划线示图见两环节具相幅频特性相频特性根区
57 (a) 系统相频特性曲线图A512示
图A512 题57相频特性曲线
(b) 系统相频特性曲线图A513示
图A513 题57相频特性曲线
(c) 系统相频特性曲线图A514示
图A514 题57相频特性曲线
58 (a) 闭环系统稳定
(b) 闭环系统稳定
(c) 闭环系统稳定
(d) 闭环系统稳定
59
时误差修正伯德图图A515示伯德图见系统剪切频率剪切频率处系统相角
式滞环节剪切频处率相角滞
解系统稳定值范围
图A515 题59系统伯德图
510 知两转折频率令绘制系统伯德图图A516示
图A516 题510系统伯德图
确定应角频率相频特性表达式
解出
图A516中找数幅频特性提高系统处稳定界状态
闭环系统稳定界增益值
511 知
知惯性环节转折频率
1增10降约确定斜率知系统惯性环节微分环节振荡环节
知系统串联纯滞环节系统开环传递函数
解确定系统传递函数
512 系统开环传递函数
系统稳定增益范围
第六章
61 (a) 超前网络伯德图图A61示
图A61 题61超前网络伯德图
(b) 滞网络伯德图图A62示
图A62 题61滞网络伯德图
62 (1) 源校正装置特点简单达理想校正效果必须满足输入阻抗零输出阻抗限条件否难实现预期效果源校正装置衰减性源装置直流运算放器源网络构成够达较理想校正效果
（2）采例积分校正系统I型转变II型
(3) 利串联超前校正装置剪切频率附提供相位超前角增系统相角裕度改善系统暂态性
(4) 减相频特性方变化斜率较时加串联滞校正提高系统稳定程度
(5) 根扰动性质采带积分作串联校正采复合校正
63
（1）校正前
（2）串联超前校正
（3）串联滞校正
（4）串联超前校正装置系统相角裕度增降低系统响应超调量时增加系统带宽系统响应速度加快
题中串联滞校正作利低通滤波器特性通减系统剪切频率提高系统相角稳定裕度改善系统稳定性某暂态性
64
校正前
加串联超前校正装置
超前校正提高系统稳定裕度系统校正前伯德图图A63示
图A63 题64系统校正前伯德图
65
校正前系统伯德图图A64示 取新剪切频率
图A64 题65系统校正前伯德图
滞校正装置传递函数校正系统伯德图图A65示
图A65 题65系统校正伯德图
67 超前校正装置校正系统开环增益满足设计求
68
校正前取处新剪切频率该处增益取滞校正装置传递函数校正系统开环传递函数
满足求系统校正前伯德图图A66示
图A66 题68系统校正前伯德图
69 未采反馈校正时带宽采反馈校正调整时带宽见采反馈校正提高系统稳定裕度带宽增系统反馈校正前伯德图图A67示
图A67 题69系统反馈校正前伯德图
第七章
71 (a)
中
(b)
中
73 时绘制系统线性部分极坐标图非线性环节负倒幅特性图A71示交点系统稳定
图A71 题73系统稳定性分析
令180求代入1时系统会产生持振荡
74系统线性部分极坐标图非线性环节负倒幅特性图A72示中实轴直线
图A72 题74系统稳定性分析
交点系统出现持振荡振荡频率振幅17
76 令
等倾线法绘制相轨迹图A73示奇点稳定焦点
图A73 题76系统相面图
78 结果仿真结果较
相面分三区：
I区
II区
III区
等倾线法绘制相轨迹图A74示
图A74 题78系统相面图
根图A74系统稳定极限环持振荡振幅02进步谐波衡法确定持振荡频率图A75中交点确定持振荡频率
图A75 题78系统极坐标图负倒幅特性
79
相面分三区：
I区
II区
III区
等倾线法绘制相轨迹图A76示
图A76 题79系统相面图
根系统相轨迹知系统奇点类型稳定焦点系统响应衰减振荡
710 题79系统加入微分负反馈令非线性环节输入变量E输出变量y
相面分三区：
I区
II区
III区
取等倾线法绘制相轨迹图A77示
图A77 题710系统相面图
未加速度反馈情形较系统较短时间达衡点（调整时间短）奇点稳定节点响应具单调衰减性质
713 系统变量名图A78示
图A78 题713系统框图变量名
(1)
等倾线法绘制相轨迹图A79示
图A79 题713系统（1）相面图
(2)
等倾线法绘制相轨迹图A710示
图A710 题713系统（2）相面图
第八章
81 (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
82 （1）
（2）
（3）
（4）
83 (1)
(2)
(3)
(4)
84 (a)
(b)
(c)
85 系统开环脉传递函数
闭环脉传递函数
差分方程
86 (1)
令
系统稳定条件
(2) 采样系统根轨迹图A81示
图A81 题86采样系统根轨迹
87
特征方程
令
根劳斯判系统稳定应
采样系统界稳定值2165
810
采样系统输入时稳态误差终值
812 系统开环脉传递函数
实轴根轨迹
分离点
虚轴交点采样系统根轨迹图A82示
图A82 采样系统根轨迹
813
求代入
采样系统域伯德图图A83示剪切频率相角裕量136
图A83 采样系统域伯德图
选相位超前校正取
取幅值处频率新剪切频率校正装置传函
校正系统相角裕量
代入校正装置脉传递函数
第九章
91 解
92 解 定误差传递函数
扰动误差传递函数
定控制机信号谱密度
2
扰动机信号谱密度
系统均方误差
93 解 定误差传递函数
扰动误差传递函数
式求阶导数令等零解时值
94 解 输入输出传递函数
等效带宽
电力3班专
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