电力电子技术复习总结

电力电子技术复习题1

第1xx 电力电子器件

1. 电力电子器件一般工作在__开关__状态。

2. 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__。

3. 电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、

主电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添

加_保护电路__。

4. 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。

5. 电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电

压截止_。

6. 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、XX

二极管。7.XX二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。

8. 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。

9. 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 。

10. 晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为,

UDSM大于_UbQ

11. 逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反xx_ （如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。

12. GTO的__多兀集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13. MOSFET勺漏极XX特性中的三个区域与GTF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

后者的 _饱和区 __。

14. 电力MOSFE 的通态电阻具有正温度系数。

15.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 。

16. 按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可 将电力电子器件分为 _电压驱动型 _和_电流驱动型 _两类。

17.IGBT 的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有

负 温 度系

数， 在1/2 或1/3 额定电流以上区段具有 __正___温度系数。

18.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、

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 MOSFE ，

T

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 _。

第 2xx 整流电路

1. 电阻负载的特点是—电压和电流XX 且波形相同_，在单相半波

可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角 a 的最大移相范围是

0-180O_。

2. 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XX 续流二极管的电路中，晶闸管控制角a 的最大

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

GTO 、 GTR

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）。

3.

单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，

a 角移相范围

为—0-180O_,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，a 角移相范围为_0-90O _,单个晶闸管所

XX 一个XX 电抗器 。

5. 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a 的最大移相范围是_0-150o_, 使负载电流连续的条件为 _______________ （U2为相电压有效值）。

6. 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_120o_,当它带阻感负载时，

的移相范围为_0-90o _。

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_最咼 ______ 的相电压，而共XX 组中处于导通的晶闸

0-1200 _ , uC 波形连续的条件是 _。

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.

电容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UC 逐渐趋近于_0.9 U2_，通常设计时，应取

承受的最大正向电压和反向电压分别为 时，欲使电阻上的电流不出现断续现象,

__ 和 ;带反电动势负载 可在主电路中直流输出侧

4.单相全控桥反电动势负载电路中, -n - a - 当控制角 a 大于不导电角

时，晶闸管的导通角

_；当控制角

小于不导电角

时，晶闸管的导通角

-2

管对应的是_最低_的相电压；这种电路 角的移相范围是

RO_1.5-2.5_T，此时输出电压为Uc K_1.2_U2（U2为相电压有效

值，T 为交流电源的周期）。

10.

电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流 id 断续

和连续的临界条件是

电路中的二极管承受的最大反向电压为

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,

从0°?90°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随 的增大而_增大_，当

从90°~ 180°变化时，整流输 的增大而—减小_。12.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<

时，电路工作在—逆变_状态。

13.在整流电路中，能够实现有源逆变的有_单相全波_、_三相桥 式整流电

路_等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条 件是_有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流 器直流侧平均电压_和 —晶闸管的控制角> 900,使输出平均电压Ud 为负值。

14.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

的增加，进入断续区的电流—加大_。

15. 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。

16.大、中功率的变流器广泛应用的是_晶体管—触发电路，同步

出的电压ud 的谐波幅值随

时，电路工作在—整流_状态;

信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即_脉冲的形成与

放大__、_锯齿波的形成与脉冲移相_和_同步环节_。

第3xx 直流斩波电路

1. 直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。

2. 直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路和_升压斩波电路_。

3. 斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制( PWM) _、_频率调

制_和_ (ton和T都可调，改变占空比)混合型。

4. 升压斩波电路的典型应用有_直流电动机传动_和_单相功率因

数校正_等。

5. 升降压斩xx 电路呈现升压状态的条件为

6. C uK 斩xx 电路电压的输入输出关系相同的有__升压斩xx 电路

、__Sepic 斩xx 电路_和__Zeta 斩xx 电路__。

7.Sepic 斩xx 电路和Zeta 斩xx 电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：_ Sepic 斩xx 电路_的电源电流和负载电流均连续，

Zeta 斩xx 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。

8. 斩xx 电路用于拖动直流电动机时，降压斩xx 电路能使电动机工作于第__1__象限，升压斩xx 电路能使电动机工作于第__2__象限，

电流可逆斩xx 电路能使电动机工作于第1和第2象限。

9. 桥式可逆斩xx 电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第_1、2、3、4_象限。

10. 复合斩xx 电路中，电流可逆斩xx 电路可看作一个_升压_斩

XX电路和一个__降压_斩XX电路的组合；多相多重斩XX电路中，3 相3重斩

XX电路相当于3个基本斩XX电路XX。

第4XX交流一交流电力变换电路

1. 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。

2. 单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为

0-1800_,随的增大，Uo_降低_，功率因数■降低_。

3. 单相交流调压电路带阻感负载，当控制角V

(=arctaii ( L/R))时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时

间逐渐延长。

4. 根据三XX形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR

的移相范围为

属于_支路控制三角形—联结方式，TCR的控制角

_900-1800_线电流中所含谐波的次数为_6k士1_。

5.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。

6.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。

7. 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。

8.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 。

9. 三相交交变频电路主要有两种接线方式，即_公共交流母线进

线方式_和_输出星形联结方式_，其中主要用于中等容量的交流调速

系统是_公共交流母线进线方式_。

10. 矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是_全控_器件；控制方式是_斩控方式__。

电力电子技术复习题2

一、简答题

1、晶闸管导通的条件是什么？

1）晶闸管xx 和阴极之间施加正向xx 电压

2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电

2、有源逆变实现的条件是什么？

（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负

2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方

向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压

3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别？

1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方

波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关

2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反xx 二极管，以

提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反xx 二极管，但是应在负载两端xx 电容，以吸收换流时负载电感中的储能

4、单极性调制与双极性调制的区别？

1）单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉

冲输出电压只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零

2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期xx 被调制成

+/-Ud 之间变化的等幅不等宽的脉冲列

在近似相同的条件下，单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。

5、电力变换的基本类型包括哪些？

包括四种变换类型：(1)整流AC-DC

(2)逆变DC-AC (3)斩波DC-DC （4）交交电力变换AC-AC

6、半控桥能否用于有源逆变？为什么。

半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。

7、直流斩波器的控制方式？

时间比控制方式：定频调宽定宽调频调频调宽

瞬时值控制和平均值控制

8、电压型无源逆变的特点是什么？

电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反xx 二极管，

以提供滞后电流的续流回路。

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理？

正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲列，实现的方式有计算法和调制法两种，调制法分为单极型调制和双极型调制。

10、电力电子技术的定义和作用

电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路，内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论，作用是把粗电变成负载需要的精电。

11、电力电子系统的基本结构

电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。

12、电力电子器件的分类

(1)从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型

(2)从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型

(3)从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型

13、有源逆变和无源逆变的区别

有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网;

无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载;

14、直流斩波器的控制方式

(1)定频调宽(2)定宽调频

(3)调频调宽

二、图1所示的单相桥式整流电路中，、触发角，负载为阻感负载，电感L的值极大，。1、绘制输出电压、输出电流、变压器副边电流的波形；2、计算输出电压、输出电流的平均值及功率因数;

3、计算晶闸管的电流有效值。

Z VT1

V T27V

U

答案:

1波形绘制如图 2. 电路参数计算）

U d =0.9 U 2

cosa =0.9x220xcos30* = 171.47(V)

U d 17

凹=34.29(A )

5

3. 电路参数计算

-茅 24.25(A)

三、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电 阻，电感，相电压，，当反电动势，控制角a =120°或逆变角P =60° 时，请计算输出电压平均值、输出电流平均值和换相重叠角。

答案:

代入数据，解得: 换相重叠角计算：解得:

四、图3所示单相交流调压电路，为正弦交流输入电压，有效值, 接阻感负载，其中，，求负载电流的最大有效值、最大输出功率及此 时功率因数。

；_U d 讥 _U d _171.47_0.78

U 2

d 2

U 2

220

U d = 2.34 U 2 cos a -

6 X B I d

,_Ud+400

I d -

载阻抗角。

负载阻抗角:

那么控制角等于时，电流波形连续，负载电流最大

负载电流最大值: 最大输出功率:

此时功率因数: 五、图1所示的单相桥式整流电路中，、触发角，负载为阻性负载，。

1、绘制输出电压、输出电流、变压器副边电流的波形；

2、计算

输出电压、输出电流的平均值及功率因数;

3、请计算晶闸管的电流有效值;

i

VT2

VT1

0 u

1

答案:

负载电流最大时， 电路必须工作在连续模式，此时控制角等于负

R

:L

U

o

答案:

1.波形绘制如图（9分）

2.

电路参数计算

^C0^.O.^22^^^0S 6L.148.5(V)

2 2

冷晋’器*85?）

4泄 +二=0.89

3.

电路参数计算 U 2

(sin2a 兀-a

I +——=14(A) 兀

六、图2所示的三相半波可控电路中，相电压、触发角，电感 L 的值 极大，。

1、计算输出电压、输出电流的平均值、a 相的电流的有效值；

2、

绘制输出电压、输出电流、a 相的电流的波形。

图1

i d

VT3

VT4

u d

VT1 VT2 T

U d =0.9 U 2

I T

42^10^

2兀

答案:

1.电路参数计算

2. 2.波形绘制

七、单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电 阻，电感，相电压，，当反电动势，逆变角时，请计算输出电压平均 值、输出电流平均值和换相重叠角。

答案:

代入数据，解得: 换相重叠角计算:

解得:

八、图3所示降压BUCK 直流斩波电路，为输入直流电压，，为输 出直流电压，VT 控制信号占空比为0.4,设所有器件均为理想器件, 请推导输入输出直流电压的关系式和计算输出直流电压。

、a 卜 |VT1 i d

II

1

1 b M VT2

1. II

占

u

d 1 c N^T i

L

|宀广'广丫R

答案:

利用伏秒平衡推导

开关VT 导通的伏秒值：开关VT 关断的伏秒值: 因此: 则：D=0.4

则输出电压:

九、请推导图2所示升压斩波电路的输出电压和输入电压的关系， 当

输入电压为12V ,占空比D 为0.8时，输出电压为多少?

VT

U i

U

o

i L

则输出电压:

C

V O J RL

十、图4为单相桥式矩形波逆变电路，直流输入电压=308V,请绘制输出电压和输出电流的波形及计算输出电压基波的幅值。

VT^I

U o

VT2

答案：(1)波形绘制

(2)电路参数计算