电力电子期末复习资料.docx

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电力电子期末复习资料

电力电子技术期末复习资料

考试题型：

一、填空：

1*20=20分

二、选择：

2*15=30分

三、判断：

1*10=10分

四、简答题：

5*3=15分

四、计算题：

10+15=25分

1、电力晶体管GTR；门极可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；

2、电力电子器件一般工作在__开关__状态。

3、在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。

4、按照能够被控制电路信号所控制的程度，电力电子器件可以分为全控型、半控型、不可控型器件

5、按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。

6、电力电子器件的功率损耗的有通态损耗、断态损耗、开关损耗

7、三相桥式全控整流电路晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6

8、肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。

9、晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。

10.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH。

11、交流-交流变流电路就是把一种形式的交流电变成另一种形式的交流电的电路

12、在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管

13、三相桥式全控整流电路中共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差1200

14.逆变就是把直流电变成交流电的过程。

15.电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为换相。

16、当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通

17.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。

18、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。

19、根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式：

a）星形联结b）支路控制三角形联结c）中点控制三角形联结

20.直流斩波电路常用的控制方式有频率调制、脉冲宽度调制、混合调制三种。

21.普通晶闸管的三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G22．型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管管、它的额定电压为800V、伏、额定电流为100A安。

23、三相半波可控整流电路的自然换相点是本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处

24.通常变流电路实现换流的方式有器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流四种。

25、给晶闸管阳极加上一定的正向电压；在门极加上正向门极电压并形成

足够的门极触发电流，晶闸管才能导通。

26、电力MOSFET的通态电阻具有正向温度系数

27、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出负载电压平均

值为2.34U

2

28、晶闸管并联使用时，必须采取均压措施

29.锯齿波触发电路的主要环节是由同步环节；锯齿波形成；脉冲形成；整形放大；强触发及输出环节组成。

30、提高电力电子装置的工作频率，可以使电力电子装置的体积和重量减小。

31.逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电

流型逆变器

32.在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是0°～90°

33、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差180度。

34、全桥逆变电路共四个桥臂两对桥臂交替导通1800

35、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︒

36、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00~1800

37.三相桥式全控整流电路中共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120︒

38、带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是120︒，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90︒。

39、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为控制角，用α表示。

40、交流零触发开关电路就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断的。

41、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量后送给电网的装置。

42、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角β

min

选300~350时系统工作才可靠。

43、单相电压型逆变电路中基波的幅值Uo1m为：

Uo1m=1.27Ud

44、换流方式中，其中外部换流包括电网换流和负载换流

45

246、三相电流型逆变电路输出电流波形和负载性质无关，正负脉冲各120°的矩形波

47、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为750V

48、电流型逆变电路的输出电流是矩形波

49、变流装置的功率因数总是小于1

50、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平

均值为2.34U

2

51、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I

Tn等于1.57倍I

T（AV）

52、直流斩波电路的调制方式中，保持开关导通时间ton不变，改变开关周期T，

称为频率调制

53、高频晶闸管的电压和电流定额都不易做高

54、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波。

55、电力电子器件的功率损耗的有通态损耗、断态损耗、开关损耗。

56、根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式：

a）星形联结b）支路控制三角形联结c）中点控制三角形联结

57、当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通

58、选用晶闸管时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3倍。

简单题

1、晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？

其中电阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是：

吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。

R的作用为：

使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。

2、什么是逆变失败？

形成的原因是什么？

逆变运行时，一旦发生换相失败，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成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败，或称为逆变颠覆。

逆变失败的原因

一、触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。

二、晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。

三、交流电源缺相或突然消失。

四、换相的裕量角不足，引起换相失败。

3、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？

A、触发电路必须有足够的输出功率；

B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；

C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；

D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；

4、使变流器工作于有源逆变状态的条件

一、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；

二、要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值。

5、电力电子器件驱动电路的基本任务

一、按控制目标的要求给器件施加开通或关断的信号。

二、对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。

6、防止逆变失败的方法

一、采用精确可靠的触发电路

二、使用性能良好的晶闸管

三、保证交流电源的质量

四、留出充足的换向裕量角β等

7、晶闸管的正常导通条件是什么？

晶闸管的关断条件是什么？

如何实现？

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，使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH一下。

闸管关断的条件是：

使主端子间的正向电流小于维持电流。

8、除门极触发外其他几种可能导通的情况

（1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应

（2）阳极电压上升率du/dt过高

（3）结温较高

（4）光触发

9、三相桥式全控整流电路对触发脉冲的要求

（1）6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60︒。

（2）共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120︒，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120︒。

（3）同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180︒

带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是120︒，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90︒

计算题

1、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，

α=30°时，要求：

①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；

②考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

（10分）

解：

①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＝0.9U2cos0.9×100×cos30°＝77.97（A）

Id＝（Ud－E）/R＝（77.97－60）/2＝9（A）

I2＝Id＝9（A）

②晶闸管承受的最大反向电压为：

U2＝100＝141.4（V）

流过每个晶闸管的电流的有效值为：

IVT＝Id∕＝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。

2、如图所示所示的降压斩波电路中，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。

（15分）

解：

由于L值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为

输出电流平均值为

3、三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2＝100V，R＝10

，ωL>>RR，求当α＝30ο时，输出电压平均值Ud，输出电流平均值Id，变压器二次侧电流有效值I2。

解：

22.34cos2.34*100*cos30202.6UUVα===d

202.620.2610

dUIAR===d整流变压器二次侧电流为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为：

20.8160.816*20.2616.54dIIA===

）（8050

20020onVETtUo=⨯==）（510

3080-moAREUIo=-==

4、在图所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20Ω，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Uo，输出电流平均值Io。

解：

输出电压平均值为：

输出电流平均值为：

5、三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200V。

试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7次谐波的有效值UUV7

6、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求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；

②考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

）（3.1335025

4040offVEtTUo=⨯-==）（667.6203.133oARUIo===

解：

①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＝0.9U2cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97（V）

Id＝Ud/R＝77.97/2＝38.99（A）

I2＝Id＝38.99（A）

②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。