2024电力电子复习.docx

电力电子复习资料一、简答题1、晶闸管导通和关断的条件是什么？解：晶闸管导通条件是：1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压；2）晶闸管门极和阴极之间必需加上适当的正向脉冲电压和电流。在晶闸管导通后，门极就失去限制作用，欲使其关断，只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采纳阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。2、有源逆变实现的条件是什么？（1）晶闸管的限制角大于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，其极性必需和晶闸管导通方向一样，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、什么是逆变失败，造成逆变失败的缘由有哪些？如何防止逆变失败？4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点？答：依据逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。由于直流电压源的钳位作用，沟通侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而沟通侧输出电流波形和相位因负载阻抗状况的不同而不同。当沟通侧为阻感负载时须要供应无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给沟通侧向直流侧反馈的无功能量供应通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。电流型逆变电路的主要特点是：直流侧串联有大电感，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。电路中开关器件的作用仅是变更直流电流的流通路径，因此沟通侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而沟通侧输出电压波形和相位则因负载阻抗状况的不同而不同。当沟通侧为阻感负载时须要供应无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。5、换流方式有哪几种？分别用于什么器件？6、画出GTO,GTR,IGBT,MOSFET四种电力电子器件的符号并标注各引脚名称7、单相全波与单相全控桥从直流输出端或从沟通输入端看均是基本一样的，两者的区分？答：区分在于是：1）、单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构困难；2）、单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路少数民族个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少数民族个；但是在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大电压为2El,是单相全控桥式整流电路的确倍；3）、单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而也少了一次管压降。8、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O180。，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是090。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0120。，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是090。9、画出降压斩波电路原理图并简述降压斩波电路工作原理。答：降压斩波器的原理是：在一个限制周期中，让V导通一段时间如，由电源E向L、R、M供电，在此期间，un=Eo然后使V关断一段时间E°ff,此时电感L通过二极管VD向R和M供电，Wo=Oo一个周期内的平均电压=×E.输出电压小于电源电压，起到降4,n+Lff压的10、沟通调压电路和沟通调功电路有什么区分？二者各运用于什么样的负载？答：沟通调压电路和沟通调功电路的电路形式完全相同，二者的区分在于限制方式不同。沟通调压电路是在沟通电源的每个周期对输出电压波形进行限制。而沟通调功电路是将负载与沟通电源接通几个周波，再断开几个周波，通过变更接通周波数与断开周波数的比值来调整负载所消耗的平均功率。沟通调压电路广泛用于灯光限制（如调光台灯和舞台灯光限制）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整。沟通调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的限制对象。由于限制对象的时间常数大，没有必要对沟通电源的每个周期进行频繁限制。11、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纳常用的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1312错误!未指定书签。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。12、单极性和双极性PwM调制有什么区分？三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM波形在半个周期中也只在单极性范围内变更，称为单极性PWM限制方式。三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PwM波形在半个周期中有正、有负，则称之为双极性PWM限制方式。三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5"和-0.5h输出线电压有三种电平以、0、-爆13、试分析为何正激电路在开关S关断到下一次开通的一段时间内，必需使励磁电流降回零？14、多相多重斩波电路有何优点？答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小,对输入和输出电流滤波更简单,滤波电感减小。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体牢靠性提高。15、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纳常用的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1312错误!未指定书签当电网频率为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削减，波形畸变严峻，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。16、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0180。，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是090。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0120。，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是090。二、选择题1、三相全控桥整流电路的同一桥臂两只晶闸管的触发脉冲依次应相差度。A、180oB、60°C、360°D、120°2、a为度时，三相半波可控整流电路，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、0oB、30°C、60oD、90°3、可实现有源逆变的电路为（）。A、三相半波可控整流电路，B、三相半控桥整流桥电路，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、在一般可逆电路中，最小逆变角Bmin选在下面那一种范围合理（）。A、30o-350B、IO0-150C、0o-10oD、0°5、快速熔断器熔体额定电流的选择是电流的（）oA、平均值B、有效值C、最大值D、瞬时值6、三相桥式半控整流电路，大电感负载时的移相范围为（）.A、0°180°B、0°150°C、00120°D、0°90°7、三相半波整流电路，电阻性负载时的移相范围为（）oA、0°180°B、0°150°C、0°120°D、0。90°8、三相桥式全控整流电路，大电感负载时的移相范围为（）。B、0° 150°D、0° 90°A、0°180°C、0°-1209、单相半控桥电感性负载电路，在负载两端并联一个二极管的作用是（）。A、增加晶闸管的导电实力B、抑制温漂C、防止失控D、增加电压稳定性10、具有锁定效应的电力电子器件是（）oA、电力晶体管B、晶闸管C、可关断晶闸管D、绝缘栅双极型晶体管10、 三相全控桥整流电路的同一桥臂两只晶闸管的触发脉冲依次相差度。（）A、180oB、60°D、 120°C、360°11、 为度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压（）波形，处于连续和断续的临界状态。B、30°D、90°B、三相半控桥整流桥电路,D、单相半控桥整流电路。n选在下面那一种范围合理B、10o-15oD、O0A、O0C、60°12、 可实现有源逆变的电路为A、三相半波可控整流电路，C、单相全控桥接续流二极管电路,13、一般可逆电路中，最小逆变角BIrA、30°-35°C、O0-IO014、 快速熔断器熔体额定电流的选择是电流的A、平均值B、有效值C、最大值D、瞬时值15、 三相桥式半控整流电路，大电感负载时的移相范围为A、0°180°B、0°150°C、0°120°D、0°90°16、 三相半波整流电路，电阻性负载时的移相范围为A、 0°180°B、 0。150°C、0° 120°D、 0°90°17、 三相桥式全控整流电路，大电感负载时的移相范围为A、 0°180°B、0° 150°C、0°-12018、 单相半控桥电感性负载电路,A、增加晶闸管的导电实力C、防止失控19、具有锁定效应的电力电子器件是A、电力晶体管C、可关断晶闸管D、 0°90°在负载两端并联一个二极管的作用是（）B、抑制温漂D、增加电压稳定性（ ）B、晶闸管D、绝缘栅双极型晶体管20、某型号为KPIO（MO的一般晶闸管工作在单相半波可控整流电路中，晶闸管能通过的电流有效值为（）。A、IOOAB、IOAC、 157AD、15.7A21、图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，两个波形的电流最大值均相同,则波形的电流有效值八、/2的关系为：（22、下列关于PoWerMoSFET的描述，哪一项是错误的？（）A、是电压驱动型器件B、也称为绝缘栅极双极型晶体管C、属于全控型器件D、三个极为漏极、栅极和源极23、三相半波整流电路输出波形如图所示，则以下推断正确的是（）o/ A.A、限制角为30°,电阻性负载，a相触发信号丢失B、限制角为30°,电感性负载，b相触发信号丢失C、限制角为0°,电阻性负载，a相触发信号丢失D、限制角为0。，电感性负载，a相触发信号丢失24、下面哪种功能不属于变流的功能（）A、有源逆变B、沟通调压C、变压器降压 D、直流斩波25、三相半波可控整流电路的自然换相点是（）。A、沟通相电压的过零点.B、本相相电压与邻相电压正半周的交点处。C、比三相不行控整流电路的换相点超前30°D、比三相不行控整流电路的换相点超前60°26、一般可逆电路中的Bmin选合理（）。A、30°35°,B、10°25°,C、0o-10o,D、0%三、填空题1、电力电子器件依据器件内部电子与空穴两种载流子参加导电的状况分为：、和三种O2、电力电子器件依据被限制电路限制的状况分为、三类。3、电力电子技术的四种基本功能是、J4、晶闸管常见的派生器件有、等。5、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管;可关断晶闸管;功率场效应晶体管;绝缘栅双极型晶体管；IGBT是和的复合管。6、多个晶闸管相并联时必需考虑的问题，解决的方法是o多个晶闸管相串联需考虑的问题。7、在电流型逆变器中，输出电压波形为波，输出电流波形为波。8、同一晶闸管，维持电流IL与擎住电流IH的数值大小上有ILIh.9、电力MOSFET和IGBT属于（电压，电流）驱动型器件。属于电流型驱动的器件有、等。10、180。导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的上、下二个元件之间进行；而120°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的元件之间进行的。11、常用的过电流爱护措施有、o（写出三种即可）12、当温度降低时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会；当温度上升时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会O13、常用的过电流爱护措施有、等。14、逆变电路常用的换流方式有、四种，其中由晶闸管构成的逆变器换流方式有换流和换流。15、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逆变器与逆变器两大类。16、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类许多，但归纳起来可分为、两大类。依据软开关技术发展的历程分为、三类软开关电路。17、PWM逆变电路的限制方法有、三种，其中调制法又可分为、两种。跟踪限制法乂分为、两种。18、PWM限制就是对脉冲的进行调制的技术，原理是PWM限制的理论基础。19、斩波电路三种限制方式为：、o20、降压斩波电路中负载电流连续的条件为。升压压斩波电路中负载电流连续的条件为O21、带隔离的直流-直流变流电路分为和两大类，正激电路和反激电路属于O22、多相多重斩波电路中，一个限制周期内电源侧的电流脉波数称为,负载电流脉波数称为O23、谐振直流换是适用于的一种软开关电路。24、反激电路（能否）工作于负载开路状态。25、零电压准谐振电路实现软开关的条件为：。26、直流斩波电路依据输入电压与输出电压的凹凸变更来分类，可分为以下三种类型：斩波电路，斩波电路，斩波电路。某斩波电路的输出电压与输入电压Ud的关系可表示为U。=S,Q为占空比,则该电路是斩波电路。27、在单相沟通调压电路中，负载为电阻性时移相范围是,负载是阻感性时移相范围是O28、晶闸管的换相重叠角与电路的、等参数有关。29、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，一是用触发,二是用触发。30、单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o（电源电压为U2）31、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o（电源相电压为上）32、电力电子装置可能的过电压分为和两类。33、关断缓冲电路乂称为。开通缓冲电路乂称为o34、当晶闸管单相可控整流装置的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会（增加或减小），解决的方法就是在负载的两端并接一个O35、目前常用的具有自关断实力的电力电子元件有、笠几种。36、可关断晶闸管的图形符号是:电力场效应晶体管的图形符号是;绝缘栅双极晶体管的图形符号是;电力晶体管的图形符号是:37、三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通度。要使电路工作正常，必需任何时刻要有一只晶闸管同时导通，一个是共极的，另一个是共极的元件，且要求不是的两个元件。38、阻感负载的特点是,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，晶闸管限制角的最大移相范围是,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）。39、单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，角移相范围为,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,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O40、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,当它带阻感负载时，a的移相范围为o41、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的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是的相电压；这种电路a角的移相范围是o42、在单相沟通调压电路中，负载为电阻性时移相范围是,负载是阻感性且负载阻抗角为。时，移相范围是O43、电流可逆斩波电路可看作一个斩波电路和一个斩波电路的组合。44、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使输出电压平均值o45、电力电子器件一般工作在状态。46、依据载波和信号波是否同步及载波比的变更状况，PWM调制方式可分为和o一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采纳方法，在高频输出时采纳方法。四、计算题1、单相桥式全控整流电路，t2=100V,负载中R=3C,L足够大，当=60。时，要求:作出d、小M和心的波形。 求整流输出平均电压彷、电流d,变压器二次电流有效值/2。 取2倍平安裕量，确定品闸管的额定电压和额定电流。若接续流二极管，整流输出平均电压、电流是多少？并求流过二极管的电流平均值和有效值为多少。2、单相桥式全控整流电路，100V,负载中斤=2C,£值极大，当=30°时,要求：作出4、九、和&的波形；求整流输出平均电压以、电流M变压器二次电流有效值为考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：4、九、和人的波形如下图：输出平均电压"、电流4,变压器二次电流有效值人分别为=0.9Ui.cos=0.9×100×cos30o=77.97(V)Id=Ui,=77.97/2=38.99（八）=Z=38.99（八）晶闸管承受的最大反向电压为：21002=141.4(V)考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：氏=(23)X14L4=283424(V)详细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：=Z2=27.57（八）晶闸管的额定电流为：A=(1.5"2)X27.57/1.57=26"35（八）3、单相桥式全控整流，齿220V,庐5。，£足够大，反电动势E=IoOV,当=45*求 画出Ui.和力的的波形； 求输出平均电压以、输出平均电流4和变压器二次侧的电流有效值：4、三相桥式全控整流电路，"=100V,带电阻电感负载，庐5。，£值极大，当=60。时，要求：画出三相桥式晶闸管整流电路；画出“、人和人的波形；计算、人、Zn和乐。解：纳、/d和加1的波形如下：、Td、TdT和AT分别如下=2.34么CoS=2.34×100×cos60o=117(V)Td=&/4=117/5=23.4（八）TDrT=Zl/3=23.4/3=7.8（八）Iv=Id3=23.4/3=13.51（八）5、图所示的三相半波可控电路中，相电压U2=220V、触发角a=30",反电动势E=30V,电感L的值极大，=15o1、计算输出电压与、输出电流id的平均值、a相的电流】的有效值；2、绘制输出电压/、输出电流id、a相的电流"的波形答案：1 .电路参数计算U”=1.174CoSa=I17x220XCOS30。=222.91(V)小懵=中"62 .波形绘制6、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，己知：负载电阻R=1Q,电感Ld=oc,相电压U?=220V,(=1W，当反电动势E=400V,限制角=120°或逆变角B=60°时，请计算输出电压平均值Ud、输出电流平均值和换相重叠角y。答案:二力+400dR代入数据，解得：Utl=-290.31(V)j=109.69（八）换相重叠角y计算：V t2 - sin CoSa-COSQy)=解得:/=8.9。7、在教材中所示的降压斩波电路中，己知田200V,后10。，£值极大，30V,伫50Us,toll=20s,计算输出电压平均值&,输出电流平均值o解：由于£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U°Em/0R80-3010=5 (A)8、在教材中的降压斩波电路中，京100V,Z=ImII,庐0.5Q,10V,采纳脉宽调制限制方式，及20us,当h=5US时，计算输出电压平均值以，输出电流平均值4,计算输出电流的最大和最小值瞬时值并推断负载电流是否连续。当%=3US时，重新进行上述计算。解：由题目已知条件可得:当EQn=5 US时，有由于所以输出电流连续。此时输出平均电压为输出平均电流为m- EM _ 1。1PU. 1E 100L 0.001八=-=二0. 002R 0.5TP = =0. Ol= -=o. 0025,a _ 0.0025 _ =-=0. 249>?0一1 e°°Jl-525-100.5=30(A)输出电流的最大和最小值瞬时值分别为£ e0.25-10.1 I =29. 81 (A)J 0.5r e00, -1当如:3us时，采纳同样的方法可以得出:P=0.0015由于aOQJ=Fn=0.149加ep-Xe0°,-1所以输出电流仍旧连续。此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为:沙嗤v)'1八-0.0015100Ziaxzz-0.1、1-产0.5fe0,5-l八八100Zin=-0.1一-0.011Ie10.50.5R=9.873（八）=10.13（八）=XL=生0（八）9、升压斩波电路中，已知后50V,£值和。值极大，e20Q,采纳脉宽调制限制方式,计算输出电压平均值如输出电流平均值以当7三40us,b=25us时,解：输出电压平均值为：T40&-E-×50=133.3(V)U40-25输出电流平均值为:U13331.必=A667（八）R20考试题型：填空题：20分选择题：20分简答题：20分计算题：40分设计单相、三相整流，DC/DC,沟通调压另：课后作业题必看（电力电子技术第五版王兆安）P95（3、5、Ik12、13）P138（2、3、5）P161（2）注,以上资料仅供参考，大家要以课本为主