电力电子部分基本题库自动化专业.docx

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电力电子部分基本题库自动化专业

第一部分简答题

1、试说明三相整流与单相整流控制角的起始参考点是否相同？

三相整流的控制角（触发角）30度对应于单相整流的控制角是多少度？

答案要点（不相同，三相整流控制角的起始参考点为相邻两相电压的自然换流点，即相对于坐标原点的30度位置为起始点；而单相整流控制角的起始参考点为坐标原点。

三相整流的控制角30度对应于单相整流的控制角是60度）

2、分别说出单相桥式、三相桥式半控、三相桥式全控整流电路的控制角（触发角）相位差是多少？

请问有一个三相桥式全控整流的触发电路能否用来触发单相桥式和三相桥式半控的整流电路？

为什么？

答案要点（180度、120度、60度；三相桥式全控整流的触发电路能用来触发单相桥式和三相桥式半控的整流电路，因为三相桥式全控整流的触发角相位差60度，可组成三相桥式半控整流电路的需要的120度相位差，也可以组成单相桥式整流电路的需要的180度相位差，但是要注意三相整流的控制角（触发角）对应于单相整流的控制角有30度的相差。

）

3、有单相桥式、三相桥式半控、三相桥式全控整流电路输出的电压波形不对称或没有波形，试说出至少3个产生的原因？

答案要点（1、同步电源相序接反；2、触发相序接反；3、整流桥臂严重不对称；4输入电源相位不正常）

4、单相桥式半控整流电路，当控制角（触发角）a=0度时，输出电压波形与单相桥式不可控电路是否异同？

为什么？

答案要点（相同，因为控制角a=0时，即触发电压在自然换流点处加入，整流电路处于全导通状态，负载上电压波形与单相不可控整流电路相同。

）

5、在总结晶闸管的交——直流整流电路中，若负载两端并联续流二极管负载电压波形有什么特点？

若负载串联电感负载电流波形有什么主要特点？

答案要点（负载两端并联续流二极管时，电压波形与纯电阻负载一样。

若负载串联电感负载时电流波形是连续波。

）

6、有一晶闸管整流负载电路由电感和电阻串联组成，设电感阻抗为ZL，电阻阻抗为ZR，试问说明下列情况时ZL+ZR上电压波形，有什么区别？

并说明原因。

（1）ZL>>ZR，

（2）ZL<

答案要点（即

（1）ZL>>ZR时，即可近似地表现为纯电感负载，其波形的反向部分的最低点必过基准零线。

（2）ZL<

（3）ZL=ZR时，其波形的反向部分最低点没有过基准零线（除含有杂散电感引起的振荡部分外），即相当于一个电感与直流电源串联的波形。

7、什么叫有源逆变？

什么叫无源逆变？

试分别举例说明。

答案要点（有源逆变是在逆变状态下将负载能量送回交流源过程，eg:

AC/DC变换电路。

无源逆变将直流电源的能量直接传输给交流负载的过程。

eg:

DC/AC变换电路。

8、对于晶闸管的单相全控桥整流中试分析有源逆变的条件是什么？

答案要点（1、当a>90度时；2、负载含有反电动势（或其他直流电源）3、串接有平波电感器（大电感））

9、对于晶闸管的单相全控桥整流中试分析有源逆变的原因是什么？

答案要点（因反电势负载在电源负半周时仍可以对电感提供能量，这样就延长了晶闸管的导能时间，其导电角可达足以维持负载电流连续。

但即使负载电流可为断续，亦可保持整流侧输出电压为负，这样也就提供了变流器进行有源逆变的条件。

）

10、晶闸管的三相桥式半控整流电路，当控制角（触发角）a=0度时，输出电压波形与三相不可控整流电路是否异同？

为什么？

答案要点（相同，因为控制角a=0时，即触发电压在自然换流点处加入，整流电路处于全导通状态，负载上电压波形与三相不可控整流电路相同。

）

11、晶闸管的三相桥式半控整流电路，当控制角（触发角）0

为什么？

所有的三个波头是不是完整？

是不是连续波？

在0

答案要点（有3个波头。

因为在一个触发周期内（即两个触发角之间），每个晶闸管导通的相电压每隔120度要经过1次转换。

输出的波形是连续的，但波头是不完整的。

在0

12、晶闸管的三相桥式半控整流电路，在自然换流点之前，加入触发电压会有什么现象？

是否允许在自然换流点之前加入触发电压？

为什么？

答案要点（在自然换流点之前加入触发电压，会出现丢掉一相的现象，这样输出电压波形为间断的，即出现轮流掉相的波形。

掉相情况下，破坏了三相正常工作相序，实际运用中不允许）

13、晶闸管的三相桥式全控整流电路，当控制角（触发角）a=0时，输出电压波形与三相不可控整流电路是否异同？

为什么？

答案要点（相同，因为控制角a=0时，即触发电压在自然换流点处加入，整流电路处于全导通状态，负载上电压波形与三相不可控整流电路相同。

）

14、晶闸管的三相桥式全控整流电路，当控制角（触发角）0

为什么？

是不是连续波？

在0

答案要点（有6个波头。

因为在一个触发周期内（即两个触发角之间），每个晶闸管导通的线电压要经过两次转换。

输出的波形是连续的。

在0

15、晶闸管的三相桥式全控整流电路，当控制角（触发角）60

为什么？

所有的波头是不是连续的？

在60

答案要点（有3个波头。

因为在一个触发周期内（即两个触发角之间），每个晶闸管正向导通的是线电压并且绐终不变，输出的波形是断续的（但在60度角是连续的）。

使输出电压平均值减小。

在60

16、晶闸管的整流电路中，常采用有触发信号有哪些？

试简要说明它们的特点和目的是什么？

答案要点（单脉冲、双脉冲、宽脉冲、脉冲列。

双脉冲、宽脉冲和脉冲列的目的都是为了提高触发的可靠性，并且三者触发信号可靠性依次是由小到大。

）

17、在各种相控变换电路中，为什么晶闸管的触发脉冲必须与交流电源同步？

若不同步会有什么现现象？

答案要点（在各种相控变换电路中，各晶闸管的触发脉冲必须与加于晶闸管的交流主电源有相对固定的相位关系，即各管的触发时刻与主电源的某一个固定的相位点之间相差一个控制角a，获得这一触发时刻（即参考点）的方法称之为同步。

否则会出现失控现象）

18、电力变换器常用的基本形式有哪些？

并分别简单说明其工作过程。

答案要点（1、交流-直流整流器，将频率为f1的交流电压v1变换为频率f2=0的直流电压v2。

2、直流-交流逆变器，将频率为f1=0的直流电压v1变换为频率f2≠0的交流电压v2。

3、直流-直流变换电路（直流斩波器），将频率为f1=0的直流电压v1变换为频率f2=0的直流电压v2。

4、交流-交流变换器（交流斩波器），将频率为f1的交流电压v1变换为同一频率的交流电压v2。

5、交流-交流直接变频器（直接变频器/周波变换器），将频率为f1的交流电压v1直接变换频率为f2的交流电压v2。

19、电力二极管D，三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR，MOSFET管、IGBT管，根据器件开通、关断可控性的不同，属于全控型的器件有哪些？

属于半控型的器件有哪些？

属于不可控型的器件有哪些？

答案要点（全控型的器件有：

三极管BJT（或GTR），MOSFET管、IGBT管）；半控型的器件有晶闸管SCR；不可控型的器件有电力二极管D。

）

20、三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR，MOSFET管、IGBT管，根据器件开通、关断所需门级（栅级）驱动信号的不同，属于电流控制类型的有是哪些？

属于电压控制类型的有是哪些？

答案要点（电流控制类型有：

三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR；电压控制类型有MOSFET管、IGBT管）

21、电力半导体器件分为电压型驱动和电流型驱动，试从输入阻抗的高低、驱动功率的大小、驱动电路的简易、工作频率的高低、通态压降的大小，来分别比较两类器件的性能。

答案要点（电压型驱动器件的共同特点是输入阻抗高、所需驱动功率小、驱动电路简单、工作频率高、但通态压降要大一些。

双极型器件大都是电流驱动型器件，电流驱动型器件的共同特点是通态压降小，通态损耗小，但所需驱动功率大，驱动电路比较复杂，工作频率较低。

22、在电力电子变换和控制电路中，开关器件在通态和断态之间周期性转换，试分析所选用的开关器件，在开通和关断时间、通态压降、断态等效电阻、漏电流等性能指标中分别是选大还是选小？

所选的器件在开通、关断过程中，以及在通态、断态时是否都可以超出安全工作区？

答案要点（除了断态等效电阻应选大以外，其余性能指标都应该选小。

另外，在通态、断态时都不可以超出安全工作区。

）

23、三极管BJT（或GTR）有几种电路形式？

有几种工作状态？

作为开关元件使用时，应尽可能避免工作在什么状态？

为什么？

答案要点（有共发射极电路、共基极电路和共集极电路3种形式。

有饱和、截止和放大3种状态，作为开关时，应尽可能高速进行，并且尽可能避免工作在线性放大状态，因为那样会造成很大的损耗，甚至会烧毁BJT管）

24、MOSFET管在导通时，通态电阻还是越大越好？

为什么？

答案要点（当MOSFET管在导通时，漏极电流流过通态电阻，将产生耗散功率，通态电阻阻值越大，则耗散功率越大，即越易损坏器件。

所以我们总是希望在MOSFET管在导通时，通态电阻是越小越好

25、MOSFET管的通态电阻与栅极电压有什么关系？

试问是否是栅极电压越高越高越好？

为什么？

答案要点（即随着栅极电压的升高其通态电阻减小。

过高的栅极电压会延缓关断时间，所以一般选择栅极电压为10V左右。

）

26、在电力电子线路中，主电路和控制电路之间的电气隔离常用的方式有哪些？

分别举例说明之？

答案要点（光隔离或磁隔离。

光隔离一般采用光耦合器，磁隔离常采用脉冲变压器）

27、对于晶闸管SCR的触发电路通常有什么基本要求？

答案要点（1、足够的宽度，至少要大于元件的开通时间；2、足够的幅度2-4V左右，触发脉冲要有较陡的前沿和后沿）

28、三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR，MOSFET管、IGBT管，抗电流冲击能力最强和最弱的是分别是哪种？

最耐压的是哪种？

BJT管与晶闸管SCR，试分别说在开关时间、控制可靠性等方面，谁占优势？

答案要点（SCR管在电流冲击能力和耐压能力最强。

MOSFET管抗电流冲击能力最弱。

BJT管相对于晶闸管SCR在开关时间、控制可靠性等均占优势，）

29、三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR，MOSFET管、IGBT管，功率损耗最大和最小分别是哪种？

并简要说明原因。

答案要点（功率损耗最大的是晶闸管SCR，是其通态电阻较大所致。

功率损耗最小的是MOSFET管，因为其开关时间最短，所以MOSFET管在高频区间的功耗反而最小）

30、与BJT（GTR）管、晶闸管SCR，MOSFET管相比，IGBT管有何突出优点？

答案要点（工作频率高，开关损耗小；IGBT的导通压降（或通态压降）比功率MOSFET低，特别是在大电流工作区段；NPT-IGBT具有导通压降的正温度系数特点，在并联使用时具有电流自动调节能力，即易于直接并联；安全工作区宽，具有耐脉冲电流冲击的特点；栅极输入阻抗高，且呈容性，与功率MOSFET相似；IGBT的耐压、电流容量可以做得很大，同时还可保持工作频率高的特点。

31、三极管BJT（或GTR），晶闸管SCR，MOSFET管、IGBT管，根据开关速度由大到小排顺序是什么？

按工作频率由大到小排顺序是什么？

答案要点（开关速度由大到小排顺序：

MOSFET、BJT、IGBT、SCR；工作频率由大到小排顺序：

MOSFET、BJT、IGBT、SCR）

32、由SCR组成的三相桥式全控整流电路中，输入电源的三相电源相序为A、B、C，试问根据怎样的顺序来确定6个SCR的触发顺序？

为什么？

答案要点（因为三相电源相序为A、B、C，三相桥式全控整流电路在一个工作周期内，其相序不变，所以在每个SCR的导通顺序为相应的线电压的顺序，即为：

UAB、UAC、UBC、UBA、UCA、UCB。

）

33、由SCR组成的桥式整流电路中，隔离变压器主要有什么作用？

答案要点（可分别按主电路变压器、同步变压器、脉冲变压器来说明）

34、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是多少？

单相全控桥式整流电阻负载电路中，控制角α的移相范围是多少？

三相半波整流电阻负载电路中，控制角α的移相范围是多少？

答案要点（分别为0-180°、0-90°、0-120°）

35、在单相全控桥整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么？

平波电抗器电感量的选择原则是什么?

答案要点（意义：

利用储能元件来平衡电流的脉动和延长晶闸管的导通时间。

原则：

在最小的负载电流时，保证电流连续，即使晶闸管导通角θ＝180°。

）

36、在开启电力电子设备时，为什么先要开启触发电源，后开启主电源？

在关断电力电子设备时，为什么要先断主电源，后关断触发电源？

答案要点（略）

37、电网的三相电源直接供给由SCR组成的三相桥式全控整流电路，发现只要用示波器测输出电压波形时，就发现该装置因短路现象而动作，为什么？

有什么办法解决这个问题？

答案要点（略）

38、由SCR组成的三相桥式全控整流电路中，用图示说明，能不能直接地、同时地测到直流输出电压与所有触发的触发脉冲波形？

说明其理由。

39、由SCR组成的三相桥式全控整流电路中，负载由电阻和电感串联组成，用图示说明，能不能直接地、同时地测到电阻和电感上的电压波形？

说明其理由。

40、由SCR组成的三相桥式全控整流电路中，用图示说明，能不能直接地、同时地测到交流输入电压与直流输出电压波形？

说明其理由。

41、由SCR组成的三相桥式半控整流电路中，用图示说明，能不能直接地、同时地测到直流输出电压与所有触发的触发脉冲波形？

说明其理由。

42、由SCR组成的三相桥式半控整流电路中，负载由电阻和电感串联组成，用图示说明，能不能直接地、同时地测到电阻和电感上的电压波形？

说明其理由。

43、由SCR组成的三相桥式半控整流电路中，负载由电阻和电感串联组成，用图示说明，能不能直接地、同时地测到交流输入电压与直流输出电压波形？

说明其理由。

44、由SCR组成的单相桥式半控整流电路中，用图示说明，能不能直接地、同时地测到直流输出电压与所有触发的触发脉冲波形？

说明其理由。

45、由SCR组成的整流电路中，用图示说明，能否同时地测到负载电压波形和电流波形？

说明其理由。

46、有拖尾电流现象的电力电子器件有哪些？

有拖尾早现象意味着关断延时间怎么样？

答案要点（最典型的是IGBT，其次是GTO。

有拖尾电流现象的电力电子器件意味着关断延时间较长。

）

47、对于晶闸管触发电路通常有什么要求？

答案要点（1、要有一定的宽度；2、要有一定的幅度；3、与主电路的交流电源同步）

48、晶闸管并联使用时需解决什么问题?

如何解决?

需要解决晶闸管因静态和动态特性参数的差异而存在电流分配不均匀的问题。

解决措施首要是挑选特性参数尽量一致的器件。

此外，还可以采用均流电抗器或采用极强脉冲触发。

49、变压器漏感对整流电路有一些什么影响？

答：

由于漏感的存在，在换相期间，相当于两相间短路，使电源相电压波形出现缺口，用示波器观察相电压波形时，在换流点上会出现毛刺，严重时将造成电网电压波形畸变，影响本身与其它用电设备的正常运行。

50、无源逆变和有源逆变电路有何不同？

答:

两种电路的不同主要是:

有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源.而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接.

51、说明PWM控制的基本原理。

答：

脉宽调制（PWM）。

控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

在采样控制理论中有一个重要的结论，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。

冲量既指窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同。

是指该环节的输出响应波形基本相同。

如把各输出波形用傅里叶变换分析，则它们的低频段特性非常接近，仅在高频段略有差异。

52、交交变频电路的最高输出频率是多少？

制约输出频率提高的因素是什么？

答:

一般来讲,构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多,最高输出频率就越高。

当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时,最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。

当电网频率为50Hz时,交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。

当输出频率增高时,输出电压一周期所包含的电网电压段数减少,波形畸变严重,电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素

第二部分选择题

1.晶闸管导通的条件是（A）。

A.阳极加正向电压，门极有正向脉冲B.阳极加正向电压，门极有负向脉冲

C.阳极加反向电压，门极有正向脉冲D.阳极加反向电压，门极有负向脉冲

2.由门极控制导通的晶闸管导通后，门极信号（A）。

A.失去作用B.需维持原值C.需降低D.需提高

3.晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（　B　　）。

A.维持电流B.擎住电流C.浪涌电流D.额定电流

4.电力电子器件功率损耗的主要原因是（A）。

A、通态损耗B、断态损耗C、开通损耗D、关断损耗

5.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（  B ）。

A、导通状态   B、关断状态   C、饱和状态      D、开关状态

6.晶闸管串联时，为达到静态均压，可在晶闸管两端并联相同的（　A　　）。

A．电阻B．电容C．电感D．阻容元件

7.下面哪个是绝缘栅双极晶体管的简称（C）。

A．GTOB.GTRC.IGBTD.MOSFET

8.单相半控桥式整流大电感负载电路中，为了避免出现一个晶闸管一直导通，另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联一个（　D　　）

A.电容B.电感C.电阻D.二极管

9.在大电感负载三相全控桥中，当α>60°时，在过了自然换相点之后和下一个晶闸管被触发之前，整流输出ud为负值，交流电源接受回馈的能量，电感（A）

A.释放储能B.既不释放能量也不储能

C.吸收能量D.以储能为主

10.晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲前沿（C）

A.应缓慢上升B.不要太大C.尽可能陡D.有较大负电流

11.出现换相重叠角γ的原因是（C）

A晶闸管换相B有源逆变C变压器漏感D谐波

12.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路使用在（　C　）场合中。

A.高电压大电流B.高电压小电流C.低电压大电流D.低电压小电流

13.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位互差（　C　）

A.150°B.60°C.120°D.90°

14.可在第二象限工作交流电路是（C）。

A.单相全控桥B.单相半控桥C.单相反并联（双重）全控桥D.三相半波可控变流电路

15.升压（BoostChopper）斩波电路中，电源电压Ud与负载电压U之间的关系为（B）

A.

B.

C.

D.

16.升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的关键原因是（C）

A.VD的单相导电和电容C的电压保持B.电感L储能泵升和开关V的通断特性

C.电感L储能泵升和电容C的电压保持D.开关V的通断特性和VD的单相导电性

17.只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为（A）电路。

A、交流电力控制B、变频C、逆变D、整流

18.电网频率为50Hz时，对6脉波三相桥式电路而言，交交变频电路的输出上限频率约为（B）。

A、10HzB、20HzC、50HzD、100Hz

19.单相交流调压电路中，阻感负载下稳态时α的移项范围应为（B）

A.θ≤α≤πB.φ≤α≤πC.β≤α≤πD.γ≤α≤π

20.逆变电路的功能是将直流电能转换为（B）

A.直流电能B.交流电能C.磁场能D.化学能

21.电流型逆变器，交流侧电流波形为（　B　　）。

A．正弦波B．矩形波C．锯齿波D．梯形波

22.下列PWM控制电路中，哪种控制方式直流电压利用率最低。

（A）

A.SPWM调制B.信号波为梯形波的调制

C.信号波为鞍形波的调制D.两相控制方式

23.软开关技术是利用以（A）为主的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高。

A、谐振B、降压C、损耗D、碰撞

24.零电压开关准谐振电路的谐振电压峰值将高于输入电压的（B）倍，开关的耐压必须相应提高。

A、1B、2C、3D、4

25.不能再生反馈电力的电压型间接交流变流电路的整流部分采用的是（A）整流。

A．不可控B.可控C.半控D.全控

26.可在第二象限工作交流电路是（C）。

A.单相全控桥B.单相半控桥C.单相反并联（双重）全控桥D.三相半波可控变流电路

27.只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为（A）电路。

A.交流电力控制B.变频C.逆变D.整流

28.电压型逆变器，交流侧电压波形为（B）。

A.正弦波B.矩形波C.锯齿波D.梯形波

29.下列PWM控制电路中，（A）控制方式直流电压利用率最低。

A.SPWM调制B.信号波为梯形波的调制C.信号波为鞍形波的调制D.两相控制方式

30.零电压开关准谐振电路的谐振电压峰值将高于输入电压的（B）倍，开关的耐压必须相应提高。

A.1B.2C.3D.4

31.下列电力电子器件中属于全控型器件的是（BD）。

A.BJTB.MOSFETC.SCRD.IGBT

32.下列斩波电路中，能完成升降压功能的斩波电路有（BCD）。

A.BucK电路B.CuK电路C.Boost-Buck电路D.Zeta电路

33.晶闸管在正常工作中，触发控制信号应加在（）

A.阳极B.阴极C.门极D.漏极

34.晶闸管是（）

A.2端器件B.3端器件C.4端器件D.5端器件

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互差（）

A.60°B.90°C.120°D.150°

36.在电感负载三相全控桥中，当α>60°时，在下一自然换相点之前整流输出ud为正值，交流电源提供能量，电感（）

A.