电力电子技术期末考试试题-答案.doc

1. IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而略有下降，开关速度小于电力MOSFET 。2. 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，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管,属于全控型器件的是GTO GTR 电力MOSFET IGBT;属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET，属于双极型器件的有电力二极管 晶闸管 GTO GTR,属于复合型电力电子器件得有 IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_,工作频率最高的是电力MOSFET,属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT，属于电流驱动的是晶闸管、GTO 、GTR 。3. 电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_。阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，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，晶闸管控制角的最大移相范围是_0-180O _ ，其承受的最大正反向电压均为_,续流二极管承受的最大反向电压为_(设U2为相电压有效值).4. 单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时,角移相范围为0180O,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带阻感负载时，角移相范围为0-90O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;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。5. 单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角大于不导电角d时，晶闸管的导通角q =-d； 当控制角a小于不导电角 d 时,晶闸管的导通角 q = 2d.6. 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UFm等于，晶闸管控制角的最大移相范围是0150o,使负载电流连续的条件为(U2为相电压有效值）。7. 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最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路 a 角的移相范围是0-120o，ud波形连续的条件是60. 8. 对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值下降_9. 滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为_，随负载加重Ud逐渐趋近于_0。9 U2_,通常设计时，应取RC1.5-2.5 T,此时输出电压为Ud1。2_U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期）.10. 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 a 从090变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随 a 的增大而 增大,当 a 从90180变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 a 的增大而减小。11. 逆变电路中，当交流侧和电网连结时,这种电路称为有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路；对于单相全波电路，当控制角 0 a p /2 时，电路工作在整流状态； p /2 a 90O，使输出平均电压Ud为负值。13. 晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时,电动机的机械特性为一组平行的直线，当电流断续时，电动机的理想空载转速将抬高，随 a 的增加，进入断续区的电流加大。14. 直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作电动运行，电动机正转，正组桥工作在整流状态；当其处于第四象限时，电动机做发电运行，电动机反转转,正组桥工作在逆变状态。15. CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有升压斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。16. Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系,所不同的是：Sepic斩波电路的电源电流和负载电流均连续，Zeta斩波电路的输入、输出电流均是断续的,但两种电路输出的电压都为正极性的 。17. 改变频率的电路称为变频电路,变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式,前者又称为直接变频电路,后者也称为间接变频电路. 18. 单相交流调压电路带阻感负载，当控制角aj（j=arctan（wL/R） ）时,VT1的导通时间_逐渐缩短_，VT2的导通时间逐渐延长.19. 晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压相等。20. 把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路_。21. 单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由_输出电流的方向_决定的,交流电路工作在整流还是逆变状态是根据_输出电流方向和输出电压方向是否相同_决定的。22. 当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为_20Hz_。23. 电力晶体管 GTR;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; IGBT是 MOSFET和 GTR的复合管.24. 晶闸管对触发脉冲的要求是 要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。25. 在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波.26. 80导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相是在 同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的.27. 当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时,晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。28. 在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间而不流经负载的电流。环流可在电路中加电抗器来限制。为了减小环流一般采用控制角=的工作方式。29. 常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降.30. 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 型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180度；而电流型逆变器直流侧是电流源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120 度。31. 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。32. 直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制 三种.33. 晶闸管的换相重叠角与电路的触发角;变压器漏抗XB；平均电流Id;电源相电压U2。等到参数有关。34. 带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有 两相 相导电；晶闸管每隔 60 度换一次流，每只晶闸管导通120度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端 相反，所以以两绕组的电流方向也 相反 ,因此变压器的铁心不会被 磁化 。35. 一个单相全控桥式整流电路,交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A,则这个电路中晶闸管的额定电压可选为；晶闸管的额定电流可选为。36. 提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容几种。37. 目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有GTO、GTR、MOSFET、IGBT几种。38. 要使三相全控桥式整流电路正常工作,对晶闸管触发方法有两种,一是用大于60小于120的宽脉冲触发；二是用脉冲前沿相差60的双窄脉冲触发。39. 一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压，经常使用的保护方法是阻容保护 而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和硒堆。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. 在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组整流状态、逆变状态、反组整流状态、逆变状态。42. 当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥与三相桥式半控整流桥电路会出现失控现象。43. 三相半波可控整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为150HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为300HZ；这说明三相桥式全控整流桥电路的纹波系数比三相半波可控流电路电路要小。44. 对三相桥式全控变流电路实施触发时,如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取90度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为60度.45. 三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围0150，三相全控桥电阻性负载时,电路的移相范围0120，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围0-180。46. 晶闸管的维持电流IH是指在标准室温温度条件下,门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小阳极电流.47. 为了减小电力电子器件本身的损耗提高效率，电力电子器件一般都工作在 开关状态，但是其自身的功率损耗（开通损耗、关断损耗）通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都需要安装 散热器 .48. 只有当阳极电流小于 维持 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。49. 半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现失控现象，为了避免单相桥式半控整流电路的失控,可以在加入续流二极管来防止失控。50. 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称为 触发角 。 从晶闸管导通到关断称为导通角。单相全控带电阻性负载触发角为180度三相全控带阻感性负载触发角为90度51.单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为22U1 。（电源相电压为U1）三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2.45U2。（电源相电压为U2）为了保证三相桥式可控整流电路的可靠换相,一般采用双窄脉冲或者宽脉冲触发52. 强迫换流需要设置附加的换流电路，给与欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。53. 直流-直流变流电路，包括 直接直流变流电路 电路和 间接直流变流电路 。54. 交流电力控制电路包括 交流调压电路 ，即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路, 调功电路 即以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比,调节输出功率平均值的电路,交流电力电子开关即控制串入电路中晶闸管根据需要接通或断开的电路.55. 普通晶闸管（用正弦半波电流平均值定义）与双向晶闸管的额定电流定义不一样,双向晶闸管 的额定电流是用电流有效值来表示的。（双向晶闸管工作在交流电路中，正反向电流都可以流过)56. 斩控式交流调压电路 交流调压电路一般采用全控型器件，使电路的功率因数接近1。 57. 在调制信号上叠加 直流分量(三次谐波） 可以提高直流电压利用率。改变调制信号的频率就可以改变输出直流信号的频率 改变调制比可以改变输出电压有效值58.电力电子器件串联必须考虑静态和动态均压（每个器件并联一个电阻）。 静态均压：每个器件并联电阻 动态均压:每个器件串联电容 并联时要考虑均流 方法：一般是串联电感59.电力电子器件的驱动电路的目的是给器件施加开通、关断的信号,提供控制电路与主电路之间的 电气隔离 。（光隔离（光耦)、磁隔离（变压器）等等)60。晶闸管额定电流为100A，通过半波交流电时，电流的波形系数为Kf=1.57，电流的有效值计算为，则通过电流最大值为 314 A。61.交流调压电路和交流调功电路异同点： 电路结构相同，控制方式不同.62.带平衡电抗器的双反星型可控整流电路中平衡电抗器的作用是 使两组三相半波整流电路能够同时导电 .63。有源逆变最小逆变角bbmin=d +g + q，其每个参数的意义是d：晶闸管关断时间，g ：换相重叠角q:安全裕量角。64.三相电流型桥式逆变电路的换流一般为同一组桥臂组内换流，称为 横向换流 。65。晶闸管串联使用的动态均压方法是 电阻电容串联后并联到晶闸管两端 。66.多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。67.单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在0180 变化，在阻感性负载时移相范围在 180变化.68。逆变器环流指的是只流经两组反并联的逆变桥、而不流经负载的电流，环流可在电路中加采用串联电抗器 来限制。69.绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极为栅极 作为栅极，以以电力晶体管集电极和发射极 作为发射极与集电极复合而成。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、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud，才能提供逆变能量，逆变器必需工作在90（90）区域，使UdR R，求当a30oo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： 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：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:uAK0且uGK0。 23 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。 3- 13三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当a=60时，要求： 画出ud、id和iVT1的波形； 计算Ud、Id、IdT和IVT.解：ud、id和iVT1的波形如下： Ud、Id、IdT和IVT分别如下Ud2。34U2cosa2.34100cos60117（V）IdUdR117523。4（A)IDVTId323.437。8（A）IVTId23.413。51（A）330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。56试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理,并比较其异同点.答：升降压斩波电路的基本原理:当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电使其贮存能量，此时电流为，方向如图.3-4中所示.同时,电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电。此后，使V关断，电感L中贮存的能量向负载释放，电流为i2,方向如图34所示。可见，负载电压极性为上负下正,与电源电压极性相反。稳态时，一个周期T内电感L两端电压对时间的积分为零，即 当V处于通态期间，=E：而当V处于断态期间。于是： 改变导通比，输出电压既可以比电源电压高,也可以比电源电压低。当0l2时为降压,当l2l时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路.Cuk斩波电路的基本原理:当V处于通态时，EV回路和R-CV回路分别流过电流。当V处于断态时,回路和R-VD回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。该电路的等效电路如图3-5b所示，相当于开关S在A、B两点之间交替切换.假设电容C很大使电容电压的脉动足够小时。当开关S合到B点时，B点电压=0,A点电压；相反，当S合到A点时，。因此,B点电压的平均值为(Uc为电容电压“c的平均值)，又因电感Ll的电压平均值为零,所以。另一方面，A点的电压平均值为，且的电压平均值为零，按图35b中输出电压Uo的极性，有。于是可得出输出电压Uo与电源电压E的关系：两个电路实现的功能是一致的，均可方便的实现升降压斩波。与升降压斩波电路相比，Cuk斩波电路有一个明显的优点，其输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波。5-7试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图,并推导其输入输出关系。解：Sepic电路的原理图如下：在V导通期间, 左V关断期间 当电路工作于稳态时,电感L、L的电压平均值均为零,则下面的式子成立由以上两式即可得出Zeta电路的原理图如下：在V导通期间 在V关断期间 当电路工作稳定时，电感、的电压平均值为零，则下面的式子成立 由以上两式即可得出 58分析图57a所示的电流可逆斩波电路，并结合图37b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。解：电流可逆斩波电路中，Vl和VDl构成降压斩波电路,由电源向直流电动机供电，电动机为电动运行，工作于第l象限：V2和构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行,工作于第2象限。 图37b中,各阶段器件导通情况及电流路径等如下：导通，电源向负载供电：关断，VD，续流:也导通，L上蓄能:关断,导通,向电源回馈能量62一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0。5，L=2mH。 试求：开通角a的变化范围；负载电流的最大有效值；最大输出功率及此时电源侧的功率因数;当a=p/2 时,晶闸管电流有效值晶闸管导通角和电源侧功率因数。解：（1) 所以 （2）时， 电流连续，电流最大且导通角q=p Io=(3) P=(4）由公式当时 对上式q求导 则由得1、三相半波带电阻性负载时，为（C）度时,可控整流输出的电压波形处于连续和断续的临界状态.A、0度 B、60度 C、30度 D、120度 2、在晶闸管触发电路中，改变(B ）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A、 同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比3、能够实现有源逆变的电路为(B )。A、三相桥式全控整流电路， B、三相半控桥整流电路C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路4、下面哪种功能不属于变流的功能（C)A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波5、三相半波可控整流电路的自然换相点是(B )A、交流相电压的过零点B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后606、单相半控桥整流电路的二组触发脉冲依次相差A 度。A、180 B、60 c、360 D、1207、为C 度时，三相半波可控整流带电阻性负载,输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。A、0度 B 60度 C 30度 D 120度8、 在晶闸管触发电路中,若改变B 的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A、同步电压 B、控制电压 C、脉冲变压器变比.9、可实现有源逆变的电路为A 。 A、单相半波可控整流电路， B、三相半波可控整流桥带续流二极管电路，C、单相全控桥接续流二极管电路， D、三相半控桥整流电路。10、一般可逆电路中的min选A 合理。 A、3035， B、1025， C、0-10， D、0。11