电力电子技术温习题.docx

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电力电子技术温习题

第二章电力电子器件

一．温习要求

1.了解电力电子器件的分类。

2.明白得和把握晶闸管（SCR）、电力晶体管（GTR或BJT）、电力场效应晶体管（电力MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的工作原理、电气特性和要紧参数。

二．温习内容

1.半控器件——晶闸管

（1）晶闸管的结构与工作原理（结构，符号，导通和关断条件）；

（2）晶闸管的大体特性（正、反向特性，动态特性）；

（3）晶闸管的要紧参数（型号、额定电压、额定电流、维持电流、擎住电流）。

2.全控器件——GTR、MOSFET、IGBT

明白得和把握器件的容量品级、工作频率、驱动方式（电流驱动、电压驱动），器件的要紧参数和特点。

器件

对触发信号

波形要求

开关

频率

单极或

双极

主要

优点

主要

缺点

SCR

（电流型半控器件）

正脉冲门极电流控制开通，触发信号不能控制关断

低

双极

通态压降小，通态损耗小

驱动功率大，频率低

GTR（电流型全控器件）

正持续基极电流控制开通，基极电流为0则关断

中

双极

通态压降小，通态损耗小

驱动功率大，频率低

器件

对触发信号波形要求

开关

频率

单极或

双极

主要

优点

主要

缺点

P-MOSFET

（电压型全控器件）

正持续栅极电压控制开通，负持续栅极电压控制并保持关断

高

单极

输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高，开关损耗小。

通态压降大（通态损耗大），电压电流定额低

IGBT

（电压型全控器件）

正持续栅极电压控制开通，负持续栅极电压控制并保持关断

较高

双极

输入阻抗高，驱动功率小，工作频率较高，开关损耗小，导通电阻低

擎住效应

第九章电力电子器件应用的共性问题

一．温习要求

1.把握驱动电路的大体任务和电气隔离方式。

2.把握电力电子器件的驱动要求，驱动电路和爱惜方法。

3.把握电力电子器件的串、并联利用。

二．温习内容

（1）驱动电路的概念和驱动的形式，隔离的方式。

（2）晶闸管触发电路的作用和要求。

（3）GTR的驱动电路的性质、要求和作用；

（4）MOSFET、IGBT的驱动电路的性质和要求。

（5）电力电子器件爱惜的种类、方式和大体原理。

（6）电力电子器件串、并联利用的目的、问题和解决方法。

习题

一、填空

1晶闸管导通的条件为

（1）；

（2）。

导通后流过晶闸管的电流由决定。

2、请在空格内标出下面元件的简称：

电力晶体管　 ；功率场效应晶体管　     　；绝缘栅双极型晶体管　      ；IGBT是          和            的复合管。

3当温度降低时，晶闸管的触发电流会　     、正反向漏电流会      ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会　     、正反向漏电流会      。

4目前经常使用的具有自关断能力的电力电子元件有        、      、_____。

5KP10—5表示的是额定电压______，额定电流_____的一般型晶闸管。

6晶闸管串联利历时，必需注意________问题。

7、型号为KP-100-3的晶闸管，其额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA,擎住电流为15mA，

（1）将电路中串入电流表和灯泡，若是初始状态灯泡为点亮状态，加大电阻R，那么灯泡慢慢变暗，最后熄灭，那么熄灭前电流表读数约为；将电阻R调小，从头给T施加正向触发信号，灯泡慢慢变亮，将触发信号去掉，灯泡又熄灭，那么熄灭前电流表的最大读数应小于。

该晶闸管的伏安特性曲线如图1所示，图中所示A点的电流为；Ig1、Ig2、Ig3的大小关系为：

。

图1

8．以下器件中为半控器件、为电流驱动型全控器件、________为电压驱动型全控器件：

A.MOSFET、B.IGBT、C.GTR、D.晶闸管

9．经常使用隔离方式有_________和________；直流电压的直接隔离反馈应该采纳隔离方式。

10GTR的平安工作区由_____________________、____________________、______________和____________________界定。

二、简答

1．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流IH=4mA，利用如图2所示电路是不是合理？

什么缘故（不考虑电压电流裕量）？

（a）（b）（c）

10A的晶闸管可否经受长期通过15A的直流负载电流而只是热？

3.GTR对驱动电路的要求是什么？

4.驱动电路的隔离有什么作用？

经常使用的驱动电路隔离方式有哪两种？

5.指出图3中①~⑦各爱惜元件及VD、Ld的名称及作用。

图3

三、判定

IL。

（）

2.晶闸管串联利历时，必需注意均流问题。

  （）

3.给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

（）

4两个以上晶闸管串联利用，是为了解决自身额定电压偏低，不能知足电路电压要求，而采取的一种解决方式，但必需采取均压方法。

  （   ）

5.KP2—5表示的是额定电压200V，额定电流500A的一般型晶闸管。

   （  ）

第三章整流电路

一．温习要求

1.明白得把握单相桥式、三相半波、三相桥式整流电路的电路结构、工作原理、工作波形、分析方式和参数计算。

2.明白得和把握有源逆变的概念和条件。

二．温习内容

1.单相可控整流电路

把握触发角、导通角、移相范围、换相（换流）、续流二极管的概念。

把握单相桥式全控、半控整流电路带阻性和大电感负载时的工作原理、波形及计算。

2.三相可控整流电路

把握自然换相点的概念和位置，移相范围，双窄脉冲。

把握三相半波、全桥整流电路带阻性和大电感负载时的工作原理、波形及计算。

了解变压器漏感对整流电路的阻碍。

4．有源逆变电路

把握有源逆变的概念、条件。

逆变失败的缘故和最小逆变角的限制。

习题

一、填空

1．单相半控桥式整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差   度。

2．α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，处于持续和断续的临界状态。

3.单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，操纵角α的有效移相范围是______。

4.三相桥式全控整流电路，输出电压波形的脉动频率是________。

5.有源逆变指的是把    能量转变成      能量后送给    的装置。

二、选择

1.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。

2.在一样可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理          。

A、30º-35º，  B、10º-15º，  C、0º-10º，   D、0º。

3.在有源逆变电路中，逆变角

的移相范围应选       为最好。

A、

=90º∽180º，   B、

=35º∽90º， C、

=0º∽90º，

4．晶闸管整流装置在换相时刻（例如：

从U相换到V相时）的输出电压等于   。

A、U相换相时刻电压uU，  B、V相换相时刻电压uV，

C、等于uU+uV的一半，

5．三相全控整流桥电路，如采纳双窄脉冲触发晶闸管时，以下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。

请选择       。

6.下面哪一种功能不属于变流的功能（　　）

A、有源逆变　　　B、交流调压　　　C、变压器降压　　D、直流斩波

7.三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、负半周的交点处；

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°。

8.变流器工作在逆变状态时，操纵角α必需在     度。

A、0°-90°； B、30°-120°； C、60°-150°；D、90°-150°；

9.α=   度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形处于持续和断续的临界状态。

A、0度；  B、60度； C、30度； D、120度；

10.三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关      。

A、α、Id、XL、U2φ；      B、α、Id；

C、α、U2；           D、α、U2、XL；

11.三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平均值为   。

2；   2；  2；    2；

三、判定

1.在单相半控桥式整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会显现失控现象。

    （  ）

2.逆变角太大会造成逆变失败。

     （  ）

3.有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

  （  ）

4.逆变失败，是因主电路元件显现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角过小造成的。

（  ）

5.供电电源缺相、逆变桥元件损坏、逆变换流失败等故障。

也会引发逆变失败。

                           （ ）

6.在一般晶闸管组成的全控整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。

       （ ）

7.在三相半波可控整流电路中，晶闸管经受的最大反压为

倍相电压U2。

（  ）

四、计算

1.图1所示为单相桥式全控整流电路接大电感负载，已知U2=100V，R=10Ω，α=45°。

试求：

（1）不接续流二极管时，输出整流电压、电流平均值Ud、Id；

（2）负载端接续流二极管VD，计算输出整流电压、电流平均值Ud、Id及晶闸管、续流二极管电流有效值IVT、IVD，并画出ud、id、iVT1、iVD。

图1

2．如图2所示单相桥式半控整流电路中，U2=220V，负载中R=30Ω，L值极大，当α=300时，要求：

（1）画出ud、id、

、i2的波形；

（2）计算整流输出平均电压Ud、输出平均电流Id、晶闸管

电流有效值

、

二极管

电流有效值

，续流二极管的电流有效值

。

3.如图3所示单相桥全控整流电路带纯电阻负载，u2为变压器副边电压，ug为触发脉冲，假设

，操纵角为

，试：

（1）画出ud、id、uVT1，i2波形；

（2）求输出平均电压Ud、平均电流Id和晶闸管电流有效值IT。

图2

4、如图3所示三相桥半波整流电路带纯电阻负载，U2=220V，RΩ，α=600要求：

（1）在图中标出各晶闸管的自然换相点；

（2）画出ud、id、iVT1的波形；

（3）计算整流输出平均电压Ud、输出平均电流Id，流过晶闸管电流的平均值IdVT；

图3

第四章逆变电路

一．温习要求

无源逆变的概念

2.了解逆变失败的缘故和最小逆变角的限制。

二．温习内容

1.把握无源逆变的概念和有源逆变之间的区别。

2.明白得和把握换流方式。

单相电压型逆变电路的特点和工作原理。

单相电流型逆变电路的特点和工作原理。

习题

一、填空

1当变流器运行于逆变状态时，通常将α>90°时的操纵角用β来表示，β称为；操纵角α是以作为计量起始点，由此向右方计量，β是从的位置为计量起点向左方来计量。

2.逆变电路按输入电源的特点可分为和两类。

二、简答题

1.什么是电压型逆变电路？

什么是电流型逆变电路？

二者各有什么特点。

答：

依照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。

电压型逆变电路的要紧特点是：

①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压大体无脉动，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，而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形的不同而不同。

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。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的要紧特点是：

①直流侧串联有大电感，相当于电流源。

直流侧电流大体无脉动，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途径，因此交流侧输出电流为矩形波，而且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位那么因负载阻抗情形的不同而不同。

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。

因为反馈无功能量时直流电流并非反向，因此没必要像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

2并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应知足什么条件?

答：

假设在t时刻触发VT2、VT3使其导通，负载电压uo。

就通过VT2、VT3施加在VTl、VT4上，使其经受反向电压关断，电流从VTl、VT4向VT2、VT3转移触发VT2、VT3时刻/必需在uo过零前并留有足够的裕量,才能使换流顺利完成。

3.单相电压型逆变电路中，电阻性负载和电感性负载对输出电压、电流有何阻碍？

电路结构有哪些转变？

第五章直流-直流变流电路

一．温习要求

1.了解直流斩波器的工作原理及操纵方式。

和把握斩波器的大体电路、波形分析和参数计算。

二．温习内容

1.了解直流斩波电路的概念和种类。

2.把握Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk电路的电路拓扑、关键波形和参数计算。

习题

一、填空

一、直流斩波器是通过对电力电子器件的通断操纵，将直流电压加到负载上，通过改变来改变输出电压平均值。

二、直流斩波器通常有、和三种操纵方式。

3、起落压式直流电压变换电路其输出电压能够输入电压，也能够输入电压。

且输出电压极性与输入电压极性。

4、升压斩波电路之因此能使输出电压高于电源电压，关键在于：

一是储能以后具有使电压泵升的作用，二是可将输出电压维持住。

五、在直流斩波电路中，由于输入电源为，电流无自然过零点，因此，直流斩波器多以具有自关断能力的电力电子器件作为开关器件。

二、选择题

1.斩波电路的操纵方式中，频率调制型是（A）

A.维持开关导通时刻不变，改变开关周期B.同时改变开关导通时刻和开关周期

C.维持开关周期不变，改变开关导通时刻D.维持开关导通时刻和开关周期不变

2.斩波器中的电力管晶体管，工作在（D）状态。

A、放大B、截止C、饱和D、开关

三、判定题

1.直流斩波电路作用是将交流电压变换成一种幅值可调的直流电压。

（）

2.直流斩波电路采纳的电力电子器件多以晶闸管为主。

（）

3.直流斩波电路有定频调宽、定宽调频和调频调宽三种操纵方式。

（）

4.直流斩波电路有降压式斩波电路、升压式斩波电路和起落压式斩波电路。

（）

第七章PWM操纵技术

一．温习要求

1.把握PWM操纵方式的理论基础。

2.把握脉宽调制型逆变电路的操纵方式。

二．温习内容

1.把握PWM操纵技术的大体原理。

2.把握单相桥式电压型逆变电路的PWM调制法（单极性和双极性）

3.把握同步伐制和异步伐制的概念、特点。

一、填空

1、在SPWM调制方式中，频率与频率之比称为载波比

2、按脉冲的极性来分，脉宽调制可为调制与调制。

二、简答

1、试说明PWM操纵的工作原理。

2、单极性和双极性PWM调制有什么区别？

第八章软开关技术

一．温习内容

1.把握软开关的大体概念和分类。

习题

1、软开关电路能够分为哪几类？

其典型拓扑别离是什么样子的？

各有什么特点？

答：

依照电路中要紧的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；依照软开关技术进展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。

二、何谓软开关和硬开关？

答：

在PWM电路中，电力电子开关器件在高电压下开通，大电流时关断，处于强迫开关进程。

因此称之为硬件开关。

所谓的软开关是通过电感L和电路C的谐振，使开关器件中电流（或两头电压）按正弦规律转变，当电流自然过零时使器件关断或当电压下降到零时使器件导通，开关器件在零电压或零电流条件下完成导通与关断的进程。

在电力电子高频化及工业装置小型化的进展趋势下，为了降低电力器件的开关功耗，双零开关谐振PWM电路。

3、如何才能实现平安无损耗软开关进程？

答：

通过某种操纵方式使开关器件开通时，器件两头电压uT第一下降为零，然后施加驱动信号Ug，器件的电流iT才开始上升；器件关断时，进程正好相反，即通过某种操纵方式使器件中电流iT下降为零后，撤除驱动信号Ug，电压uT才开始上升，由于不存在电压和电流的交叠，开关损耗PT为零，实现平安无损耗软开关进程。