西南民族大学电力电子技术试题.docx

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西南民族大学电力电子技术试题

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西南民族大学电力电子技术试题

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状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为。

3.电力电子器件组成的系统，一般由、、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。

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、、三类。

5.电力二极管的工作特性可概括为。

6.电力二极管的主要类型有、、。

7.肖特基二极管的开关损耗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。

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ILIH。

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，UDSMUbo。

11.逆导晶闸管是将与晶闸管（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。

的结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

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、前者的非饱和区对应后者的。

14.电力MOSFET的通态电阻具有温度系数。

的开启电压UGE（th）随温度升高而，开关速度电力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和两类。

的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有温度系数。

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，属于半控型器件的是，属于全控型器件的是_；属于单极型电力电子器件的有，属于双极型器件的有，属于复合型电力电子器件得有；在可控的器件中，容量最大的是，工作频率最高的是，属于电压驱动的是，属于电流驱动的是。

第2章整流电路

1.电阻负载的特点是，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。

　　2.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，晶闸管控制角α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）。

　　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，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，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。

　　4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角=;当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=。

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，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，当它带阻感负载时，的移相范围为_。

　　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_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；这种电路角的移相范围是__，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___。

　　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_，通常设计时，应取RC≥__T，此时输出电压为Ud≈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，当从0°～90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随的增大而，当从90°～180°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随的增大而_。

　12.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为，欲实现有源逆变，只能采用电路；对于单相全波电路，当控制角0<<时，电路工作在状态；时，电路工作在状态。

　　13.在整流电路中，能够实现有源逆变的有、等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是和。

　　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，当电流断续时，电动机的理想空载转速将，随的增加，进入断续区的电流。

　　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_运行，电动机_转，正组桥工作在__状态；当其处于第四象限时，电动机做__运行，电动机_转，___组桥工作在逆变状态。

　　16.大、中功率的变流器广泛应用的是__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___、_和。

第3章直流斩波电路

1.直流斩波电路完成得是直流到的变换。

　　2.直流斩波电路中最基本的两种电路是和_。

3.斩波电路有三种控制方式：

、_和。

　　4.升压斩波电路的典型应用有和等。

5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为________。

斩波电路电压的输入输出关系相同的有___、___和____。

　　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：

_的电源电流和负载电流均连续，__的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为_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象限，升压斩波电路能使电动机工作于第象限，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象限。

　　10.复合斩波电路中，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；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个____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，变频电路有交交变频电路和电路两种形式，前者又称为，后者也称为_。

2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为，随的增大，Uo，功率因数。

　　3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角＜（=arctan（L/R））时,VT1的导通时间,VT2的导通时间。

　　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属于联结方式，TCR的控制角的移相范围为，线电流中所含谐波的次数为。

　　5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：

。

　　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。

　　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_决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据_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__。

　　9.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即_和__，其中主要用于中等容量的交流调速系统是_。

　　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器件；控制方式是_。

一、填空题

1、请在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。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑　　的问题，解决的方法是　。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为　波，输出电流波形为　波。

5、型号为KS100-8的元件表示晶闸管、它的额定电压为伏、额定有效电流为安。

6、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120o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。

7、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。

8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经而不流经的电流。

环流可在电路中加来限制。

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　　、　　。

（写出四种即可）

10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为型逆变器和型逆变器，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器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度。

11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有斩波电路；斩波电路；斩波电路。

12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有换流和换流。

13、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。

14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK　　；200表示表示　　　　　　，9表示　　　　　。

15、单结晶体管产生的触发脉冲是脉冲；主要用于驱动　　　功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为　　　　　脉冲；可以触发功率的晶闸管。

17、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，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为与两大类。

18、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有三种。

19、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为安培。

通常在选择晶闸管时还要留出倍的裕量。

20、通常变流电路实现换流的方式有四种。

21、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是，负载是阻感性时移相范围是。

22、在电力晶闸管电路中，常用的过电压保护有等几种。

23、。

晶闸管的维持电流IH是指在温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小电流。

25、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是，和晶闸管的导通条件是；关断条件是___________________________________________.。

27、绝缘栅双极型晶体管是以作为栅极，以复合而成。

28、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有等几种。

29、晶闸管的换相重叠角与电路的等到参数有关。

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。

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。

（电源相电压为U2）

32、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。

35、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有相导电；晶闸管每隔度换一次流，每只晶闸管导通度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端，所以以两绕组的电流方向也，因此变压器的铁心不会被。

36、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，必须任何时刻要有只晶闸管同时导通，，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。

37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为角，用表示。

38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压，经常使用的保护方法是而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有和。

39、交流零触发开关电路就是利用方式来控制晶闸管导通与关断的。

40、型号为KS100-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流为安。

41、实现有源逆为的条件为。

42、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组状态、状态、反组状态，___________状态。

43、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上电压，并形成足够的电流，晶闸管才能导通。

45、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时与电路会出现失控现象。

46、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为HZ；这说明电路的纹波系数比电路要小。

47、造成逆变失败的原因有等几种。

48、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于电流之前，如去掉脉冲，晶闸管又会关断。

49、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般

取度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为____________度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围。

51、锯齿波触发电路的主要环节是由环节组成。

二、电力电子技术问答分析题

1、在晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？

其中电阻R的作用是什么？

3、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。

4、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。

当控制角

α=90o时，画出：

负载电压ud、晶闸管VT1电压

uVT1、整流二极管VD2电压uVD2，在一周期内

的电压波形图。

6、什么是逆变失败逆变失败后有什么后果形成的原因是什么

7、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

8、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？

9、下图为一单相交流调压电路，试分析当开关Q置

于位置1、2、3时，电路的工作情况并画出开关置

于不同位置时，负载上得到的电压波形。

10、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态。

（1）、标出Ud、ED及id的方向。

（2）、说明E与Ud的大小关系。

（3）、当α与β的最小值均为30度时，控制角α的移向范围为多少？

五、计算题

1、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

解：

2、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态。

（1）、标出Ud、ED及id的方向。

（2）、说明E与Ud的大小关系。

（3）、当α与β的最小值均为30度时，控制角α的移向范围为多少？

解：

3.单相桥式全控整流电路，

，负载中

，L值极大，当

时，要求：

（1）作出

、

和

的波形；

（2）求整流输出平均电压

、平均电流

，变压器二次电流有效值

；

解：

4.在图1所示的降压斩波电路中，已知

，

，L值极大，

。

（1）分析斩波电路的工作原理；

（2）采用脉宽调制控制方式，当

，

时，计算输出电压平均值

、输出电流平均值

。

二、分析计算题：

1、在下图中，E=50V,R=Ω，L=，晶闸管擎住电流为15mA,要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？

2、

解：

3、三相桥式整流电路，U2=100V，带电阻电感负载R=50Ω，L值极大，当α=60度时，计算Ud,Id,IdT和Ivt。

5、某一电热装置（电阻性负载），要求直流平均电压为75V，电流为20A，采用单相半波可控整流电路直接从220V交流电网供电。

计算晶闸管的控制角α、导通角θ、负载电流有效值，

解：

6、分析下图示升压斩波电路原理并计算，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

解：

7、设流过晶闸管的周期电流波形如下图所示，其最大值均为Im，当采用额定电流为200A的晶闸管，当不考虑安全余量时，所能送出的平均电流为多少相应的电流最大值是多少（7分）。

（在环境温度为40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时，所对应的通态平均电流值定义为晶闸管的额定电流。

因此当晶闸管的额定电流为200A时，其允许通过的电流有效值为314A。

）

解：

8、三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2＝100V，R＝10，L>>RR，求当＝时，输出电压平均值Ud，输出电流平均值Id，变压器二次侧电流有效值I2。

（8分）

解：