电力电子技术复习题 2.docx
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电力电子技术复习题2
电力电子技术复习题
1、晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是：
______极、______极和______极。
2、单相半波可控整流电路中，控制角α的最大移相范围是__________。
3、对于同一个晶闸管，其维持电流IH_______擎住电流IL（数值大小关系）。
[Il=（2~4）Ih]
4、在GTR和IGBT两种自关断器件中，属于电压驱动的器件是_____，属于电流驱动的器件是___。
5、在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控整流电路可获得__________的输出电压。
6、为了使电力晶体管安全、可靠地运行，驱动电路和主电路应该实行_________4。
7、把交流电能转换成直流电能称整流，把一种直流电能转换成另一种直流电能称_________，而把直流电能转换成交流电能称_________。
8、可关断晶闸管（GTO）的电流关断增益βoff的定义式为βoff=___________，其值越______越好。
9、单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=___________。
10、将直流电能转换为交流电能，并把交流电能直接提供给交流用电负载的逆变电路称为___________逆变器。
11、对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是过高，二是_______________。
12、晶闸管一旦导通，门极就失去了控制作用，故晶闸管为器件。
能保持晶闸管导通的最小电流称为。
13、电压型单相桥式逆变电路中，与开关管反并联的二极管起着___________和防止开关器件承受反压的作用。
14、电力电子电路中为了实现主电路与控制电路的隔离，常采用的隔离方法有_________隔离和_________隔离。
15、单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度称为__________。
16、正弦脉宽调制（SPWM）的载波信号波形一般是_________波，基准信号波形为_________波。
17、单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=___________。
18、逆变器分为_______逆变器和_______逆变器两大类型。
19、SPWM有两种调制方式：
单极性和______调制。
20、电流型逆变电路的直流侧往往串联有大电感，其作用是___________。
21、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为＿＿＿＿＿＿＿。
22、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的有螺栓式与＿＿＿＿＿＿＿。
23、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以＿＿＿＿＿＿＿。
24、三相桥式整流电路控制角α的起算点，如α＝30。
，在对应的线电压波形上脉冲距波形原点为＿＿＿＿＿＿＿。
25、晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流＿＿＿＿＿＿＿。
26、将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接＿＿＿＿＿＿＿的过程称为无源逆变。
27、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________，设U2为相电压有效值。
28、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________。
29、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是________措施。
30、抑制过电压的方法之一是用________吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
二、选择题
1、晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（）。
A．维持电流B．擎住电流C．浪涌电流D．额定电流
2、将直流电能转换为交流电能馈送给交流电网的变流器是（）。
A.有源逆变器D变换器A变换器D.无源逆变器
3、在GTR作为开关的电路中，若在转换的过程中出现从高电压小电流到低电压大电流的现象，则说明晶体管（）。
A．失控B．二次击穿C．不能控制关断D．不能控制开通
4、触发电路中的触发信号应具有（）。
A.足够大的触发功率B.足够小的触发功率C.尽可能缓的前沿D.尽可能窄的宽度
5、单相半波可控整流电路，带电阻负载，控制角α的最大移相范围为（）。
A．0°～90°B．0°～180°C．0°～120°D．0°～150°
6、单相半控桥，带大电感负载，直流侧并联续流管的主要作用是（）。
A．防止失控现象B．减小输出电压的脉动
C．减小输出电流的脉动D．直流侧过电压保护
7、晶闸管的伏安特性是指（）。
A.阳极电压与门极电流的关系B.门极电压与门极电流的关系
C.阳极电压与阳极电流的关系D.门极电压与阳极电流的关系
8、具有自关断能力的电力半导体器件称为（）。
A.全控型器件B.半控型器件C.不控型器件D.触发型器件
9、PWM斩波电路一般采用（）。
A．定频调宽控制B．定宽调频控制C．调频调宽控制D．瞬时值控制
10、逆变电路是（）
DC变换器AC变换器AC变换器DC变换器
11、三相桥逆变电路中，晶闸管换相间隔为（）。
°°°°
12、功率晶体管驱动电路中的抗饱和电路，用来减少晶体管的（）。
A.存储时间dtdtD.基极电流
13、为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过（）。
A.安全区B.不触发区C.可靠触发区D.可触发区
14、电压型逆变电路特点有（）。
A.直流侧接大电感B.交流侧电流接正弦波
C.直流侧电压无脉动D.直流侧电流有脉动
15、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）。
A.导通状态B.关断状态C.饱和状态D.不定
16、晶闸管不具有自关断能力，常称为（）
A.全控型器件B.半控型器件C.触发型器件D.自然型器件
17、处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作何处理才能使其开通（）
A.并联一电容B.串联一电感C.加正向触发电压D.加反向触发电压
18、功率晶体管（GTR）的安全工作区由几条曲线所限定（）
条条条条
19、晶闸管过电压保护的元器件是（）
A.快速熔断器电路C.快速开关D.电抗器
20、晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲前沿要求（）
A.应缓慢上升B.不要太大C.尽可能陡D.有较大负电流
21、电流型三相桥式逆变电路，120°导通方式，每个晶闸管的开通时间为（）
°°°°
22、驱动电路是电力电子器件构成的何种电路与控制电路之间的接口（）
A.主电路B.保护电路C.触发电路D.相控电路
23、晶闸管串联时，为达到静态均压，可在晶闸管两端并联相同的（）
A．电阻B．电容C．电感D．阻容元件
24、晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（）
A.阳极电流B.门极电流C.阳极电流与门极电流之差D.阳极电流与门极电流之和
25、造成在不加门极触发控制信号即使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转折有二种因素，一是
阳极的电压上升率du/dt太快，二是（）
A.阳极电流上升太快B.阳极电流过大C.阳极电压过高D.电阻过大
26、三相全控桥式整流电路中，在宽脉冲触发方式下，一个周期内所需的触发脉冲共有六个，它们在相位上依次相差（）
°°°°
27、PWM逆变器的特点是（）
A.逆变电路既变压又变频B.整流器变压、逆变器变频
C.直流侧电压有脉动D.系统响应慢
28、AC/DC电路中，为抑制交流侧的过电压，可选用（）
A.电容B.电感C.压敏电阻D.电阻
29、在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是（）
A.干扰信号B.触发电压信号C.触发电流信号D.干扰信号和触发信号
30、PWM斩波电路一般采用（）
A．定频调宽控制B．定宽调频控制C．调频调宽控制D．瞬时值控制
31、在型号KP10－12G中，数字10表示（）
A.额定电压10VB.额定电流10AC.额定电压1000VD.额定电流100A
32、三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角α为（）时，整流输出电压与电流波形断续。
A．0。
＜α≤30。
B．30。
＜α≤150。
C．60。
＜α＜180。
D．90。
＜α＜180。
33、三相桥式全控整流电路，大电感负载，当α＝（）时整流平均电压Ud=0。
A．30。
B．60。
C．90。
D．120。
34、功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为（）
A.一次击穿B.二次击穿C.临界饱和D.反向截止
35、三相半波可控整流电路的自然换相点是（）
A.交流相电压的过零点B.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处
C.比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°
36、快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是（）
A.功率晶体管C.功率MOSFETD.晶闸管
37、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（）
A.增大三角波幅度B.增大三角波频率
C.增大正弦调制波频率D.增大正弦调制波幅度
38、晶闸管在导通状态下，管耗等于管子两端电压乘以（）
A.阳极电流B.门极电流
C.阳极电流与门极电流之和D.阳极电流与门极电流之差
39、单相半波可控整流电路，阻性负载，导通角θ的最大变化范围是0°～（）
°°°°
40、三相全控制桥式有源逆变电路，在交流电源一个周期里，输出电压脉动__________次。
（）
三、名词解释
1、二次击穿2、失控3、硬开关4、无环流死区5、硬开通6、软开关
7、晶闸管的擎住电流IL8、晶闸管的控制角α（移相角）9、维持电流10、电力电子开关器件的缓冲电路11、有源逆变
四、简答题
1、如图所示电流波形，其最大值均为Im，试写出各图的电流平均值．电流有效值的表达式。
2、如图所示，试画出负载Rd上的电压波形（不考虑管子的导通压降）。
3、试说明功率晶体管（GTR）的安全工作区SOA由哪几条曲线所限定
4、试说明SPWM控制的逆变电路有何优点
5、什么是整流它是利用半导体二极管和晶闸管的哪些特性来实现的
6、试述交-交变频电路的工作过程，并绘出简要波形。
7、交流调压和交流调功电路有何区别
8、晶闸管相控直接变频的基本原理是什么为什么只能降频、降压，而不能升频、升压
9、试说明GTR的一次击穿和二次击穿，各有什么特点
10、无源逆变电路和有源逆变电路有何区别
11、。
12、变压变频逆变器的输出电压，有哪几种控制方式其中哪一种的调压、调频由逆变电路一次完成
13、简述交－交变频器的主要特点。
14、什么是软开关技术它的作用是什么
15、画出单相桥式PWM电压型逆变电路，并说明采用单极性PWM控制方式的正弦波调制原理。
16、晶闸管触发驱动电路与主回路隔离方法有哪些
五、计算题
1、如图所示的电路工作在电感电流连续的情况下，器件T的开关频率为100kHz，电路输入电压为交流220V，当RL两端的电压为400V时：
（1）求占空比的大小；
（2）当RL=40Ω时，求维持电感电流连续时的临界电感值；
（3）若允许输出电压纹波系数为，求滤波电容C的最小值。
2、有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=，输入电压Ud=15V，输出电压U0=10V
（1）求占空比D的大小；
（2）求电感中电流的峰-峰值ΔI；
（3）若允许输出电压的纹波ΔU0/U0=5%，求滤波电容C的最小值。
3、Buck型零电压开关准谐振变换器，如下图所示，试分析其工作原理。
4.如右图所示，Buck型ZCS开关准谐振变换器，试分析其工作原理。
（二极管的工作示意图）
根据开关器件开通、关断可控性的不同，开关器件可以分为三类：
不可控器件：
仅二极管D是不可控开关器件。
半控器件：
仅普通晶闸管SCR属于半控器件。
可以控制其导通起始时刻，一旦SCR导通后，SCR仍继续处于通态。
全控型器件：
三极管BJT、可关断晶闸管GTO、电力场效应晶体管P-MOSFET、绝缘门极晶体管IGBT都是全控型器件，即通过门极（或基极或栅极）是否施加驱动信号既能控制其开通又能控制其关断
根据开通和关断所需门极（栅极）驱动信号的不同要求，开关器件又可分为电流控制型开关器件和电压控制型开关器件两大类：
SCR、BJT和GTO为电流驱动控制型器件
P－MOSFET、IGBT均为电压驱动控制型器件
三极管BJT要求有正的、持续的基极电流开通并保持为通态，当基极电流为零后BJT关断。
为了加速其关断，最好能提供负的脉冲电流。
P-MOSFET和IGBT要求有正的持续的驱动电压使其开通并保持为通态，要求有负的、持续的电压使其关断并保持为可靠的断态。
电压型驱动器件的驱动功率都远小于电流型开关器件，驱动电路也比较简单可靠。
图中画斜线部分为一个2周期中晶闸管的电流波形。
若各波形的最大值为Im=100A，试计算各波形电流的平均值Id1、Id2、Id3和电流有效值I1、I2、I3。
若考虑二倍的电流安全裕量，选择额定电流为100A的晶闸管能否满足要求
可控性
驱动信号
额定
电压、电流
工作频率
饱和压降
二极管
不可控
无
最大
有高
有低
小
晶闸管
半控
脉冲电流（开通）
最大
最低
小
GTO
全控
正、负
脉冲电流
大
较低
中
BJT
全控
正电流
中
中
小
IGBT
全控
正电压
较大
较高
较小
MOSFET
全控
正电压
小
最高
大
IGBT的主要参数:
（1）最大集射极间电压UCEM：
IGBT在关断状态时集电极和发射极之间能承受的最高电压。
（2）通态压降：
是指IGBT在导通状态时集电极和发射极之间的管压降。
（3）集电极电流最大值ICM：
IGBT的IC增大，可至器件发生擎住效应，此时为防止发生擎住效应，规定的集电极电流最大值ICM。
（4）最大集电极功耗PCM：
正常工作温度下允许的最大功耗。
IGBT的导通时间越长，发热越严重，安全工作区越小。
直流变换电路的常用工作方式主要有两种：
①脉冲频率调制（PFM）工作方式：
即维持不变，改变TS。
在这种调压方式中，由于输出电压波形的周期是变化的，因此输出谐波的频率也是变化的，这使得滤波器的设计比较困难，输出谐波干扰严重，一般很少采用。
②脉宽调制（PWM）工作方式：
即维持TS不变，改变。
在这种调压方式中，输出电压波形的周期是不变的，因此输出谐波的频率也不变，这使得滤波器的设计容易。
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