(完整版)电力电子技术简答题重点

1.晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么?

答: 晶闸管导通的条件:

应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。

晶闸管关断的条件:

要关断晶闸管,必须使其阳极电流减小到维持电流以下,或在阳极和阴极加反向电压。

晶闸管维持的条件

要维持晶闸管,必须使其晶闸管电流大于到维持电流。

2.变压器漏感对整流电路的影响

（1）出现换相重叠角r,整流输出电压平均值Ud 降低。

（2）整流电路的工作状态增多

（3）晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的开通。

（4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路.

（5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

3.什么是谐波，什么是无功功率，们的危害.

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率成为无功功率，电力电子装置消耗无

功功率，对公用电网的不利影响：

（1）无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；（2）无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加（3）无功功率使线路压降增加，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。

谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力电子装置产生谐波，对公用电网的危害：

（1）谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；（2）谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；（3）谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大会使危害大大增大，甚至引起严重事故；（4）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确；（5）谐波会对领近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

4.与信息电子电路的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点使其具有耐受高压和大电流的能力。

（1）电力二极管大都采用垂直导体结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力.

（2）电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂的N 区，也称漂移区，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。

5.产生逆变的条件，什么是逆变失败，逆变失败的原因和阻止方法. 逆变产生的条件

①要有直流电动势，其极性必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。

② 要求晶闸管的控制触发角a<π/2，使d U 为负值。

逆变失败：逆变运行时，一旦发生换相失败，外接得直流电源就会通过晶闸管电

路形成短路，或者使逆变的输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联。由于逆变电路内阻很小，就会形成很大的短路电流。

逆变失败的原因：

A、触发电路工作不可靠，不能及时、准确的给各晶闸管分配脉冲

B、晶闸管发生故障，在应该阻断器件，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通，造成逆变失败

C、在逆变工作中，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势的存在，晶闸管仍可导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路

D换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角对逆变电路换相的影响。

防止：为防止逆变失败逆变角不能等于0，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。

6.PWM控制定义：

即脉冲宽度控制技术，它是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形，其中包含波形的形状和幅值。

7.降压斩波电路工作原理。

在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L,R供电，在此期间，U0=E，然后使V关断一段时间toff，此时电感L通过二极管VD向R供电，U0=0,一个周期内的平均电压U0=ton*E/T,输出电压小于电源电压，起到降压的作用。

8.升压斩波电路工作原理。

当可控开关V处于通态时，电源E经V向电感L供电储能，此时电流i1，同时电容C维持输出电压基本恒定并向负载R供电，使V关断，电感L储存的能量向负载释放，电流为i2,一个周期内U0=TE/toff,输出电压大于电源电压，故为升压斩波电路。

9.逆变电路

（1）有源逆变：逆变电路的交流输出侧接在电网上。

（2）无源逆变：逆变电路的交流输出侧直接和负载相连。

（3）电压型逆变电路特点

①直流侧为电压源，或并联有大电容。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

④图中逆变桥各臂都并联反馈二极管，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。

（4）电流型逆变电路的特点：

①直流侧串联大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作

用。

10．交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？

答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常

数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

交流电力电子开关与交流调功电路的区别：

交流电力电子开关并不控制电路的平均输出功率。；通常没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和断开；控制频度通常比交流调功电路低得多。

1.单相半波可控整流电路

带电阻U d =0.45U 2(1+cos α)/2

移相范围为180°

2.单相桥式全控整流电路

带电阻

U d =0.9U 2(1+cos α)/2

移相范围为180°

承受最大正向电压：U FM =U 2/√2

承受最大反向电压：U RM =U 2√2

I dVT =I d /2

带阻感负载

U d =0.9U 2cos α

移相范围为90°

3.三相半波可控整流电路

电阻负载

移相范围为150

α<=30 时U d =1.17U 2cos α

当α=0，U d 最大，U d =1.17U 2

α>=30 时U d =0.675U 2[1+cos(α+π/6)]

当α=150时，U d 最小，U d =0

晶闸管承受的最大反向电压：

U RM =2.45U 2

晶闸管承受的最大正向电压： U FM =U 2√2

阻感负载

移相范围为90。

U d =1.17U 2cos α

晶闸管承受的最大正反向电压U FM =U RM =2.45U 2

4.三相桥式全控整流电路 α<=60 U d =2.34U 2cos α 带电阻负载

移相范围是120

α>60 U d =2.34U 2[1+cos(α+π/3)] 带阻感负载

移相范围是90