电力电子技术期末考试试题及答案.docx

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电力电子技术期末考试试题及答案

电力电子技术试题

第1章电力电子器件

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_、_肖特基二极管_。

7.肖特基二极管的开关损耗_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__Ubo。

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

12.GTO的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR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后者的_饱和区__。

14.电力MOSFET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（PowerDiode）、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_。

第2章整流电路

1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α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并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α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）。

　　3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α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，α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_。

　　4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_π-α-δ_;当控制角α小于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_π-2δ_。

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α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，α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α角的移相范围是_0-120o_，ud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Ud逐渐趋近于_0.9U2_，通常设计时，应取RC≥_1.5-2.5_T，此时输出电压为Ud≈__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，当α从0°～90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随α的增大而_增大_，当α从90°～180°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随α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<α<π/2时，电路工作在__整流_状态；π/2<α<π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α>90O，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α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3章直流斩波电路

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.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。

6.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__。

　　7.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。

　　8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第__1__象限，升压斩波电路能使电动机工作于第__2__象限，_电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限。

　　9.桥式可逆斩波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.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个_升压_斩波电路和一个__降压_斩波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个__基本__斩波电路并联。

第4章交流—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α的移相范围为_0-180O_，随α的增大，Uo_降低_，功率因数λ_降低__。

　　3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜ϕ（ϕ=arctan（ωL/R））时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时间__逐渐延长_。

　　4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于_支路控制三角形_联结方式，TCR的控制角α的移相范围为_90O-180O_，线电流中所含谐波的次数为_6k±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__。

1、请在空格内标出下面元件的简称：

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。

2、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。

3、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。

。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为　正弦波波，输出电流波形为　方波波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。

6、180°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120º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。

7、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。

8、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α=β的工作方式。

9、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　。

（写出四种即可）

10、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