电力电子技术填空简答知识点总结讲课讲稿.docx

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电力电子技术填空简答知识点总结讲课讲稿

电力电子技术填空简

答知识点总结

1、GTR存在二次击穿现象，IGBT存在擎住现象。

2、功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。

3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压措施。

4、同一晶闸管，维持电流IH与掣住电流IL在数值大小上有IL_为2~4倍IH。

5、电力变换通常可分为：

交流变直流

、直流变交流、交流变交流和直流变直流。

6、在下图中，V1和VD1构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；V2和VD2构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈

到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2象限。

1、请在正确的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

串专用电抗。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为　正弦波，输出电流波形为方　

波。

5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进

行，称为180°导电型

6、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。

1、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1.57

倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为157

安培。

通常在选择晶闸管时还要留出1.5~2倍的裕量。

2、三相桥式全控整流电路是由一组共阴极三只晶闸管和一组共阳

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60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通120

度。

要使电路工作正常，必须任何时刻要有2

只晶闸管同时导通，一个是共阴极的，另一个是共阳

极的元件，且要求不是同一桥臂的两个元件。

3、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，但归纳起来可分为零电压与零电流两大类。

4、提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数

、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容几种。

5、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围0-150°

，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围0-120°

，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围0-180°。

1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有螺栓型与平板型。

2、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1.5~2

。

3、晶闸管的导通条件是晶闸管承受正向电压且门极有触发电流。

4、晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM

小于UBO。

P21

5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有单向可控导电性

的特性。

6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为触发角或控制角。

7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是双窄脉冲触触发方法。

8、三相半波可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。

9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角大于30°

时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。

10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为90°。

11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值降低。

12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回电网的逆变电路。

13、有源逆变产生的条件之一是：

变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须

保证与直流电源电势Ed的极性成反极性相连，且满足|Ud|<|Ed|。

14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取30°~35°

，以保证逆变时能正常换相。

15、载波比（又称频率比）K是PWM主要参数。

设正弦调制波的频率为fr，三角波的频率为fc，则载波比表达式为K=fc/fr。

16、抑制过电压的方法之一是用阻容电路

吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。

17、斩波器的时间比控制方式分为脉冲宽度调制、频率调制、混合调制三种方式。

1、晶闸管的内部结构具有3端、4层、3个PN结。

2、在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是阳极。

3、晶闸管的关断条件是阳极电流下降到维持电流以下。

4、额定电流为100A的晶闸管，流过单向正弦全波时的最大可能平均电流是

141.4A。

5、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极为何种极性触发电压，管子都将工作在阻断状态。

6、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为换相重叠角。

7、在三相全控桥中，接在同一相的两个晶闸管触发脉冲的相位应相差180°

。

8、在三相半波可控整流电路中，电阻性负载，当控制角小于30°

时，电流连续。

9、三相桥式可控整流电路适宜在高电压而电流不太大的场合使用。

10、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是由两组三相半波可控整流电路

并联组成。

12、将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接输出到负载

的过程称为无源逆变。

13、在单相全控桥式变流器控制直流电动机卷扬机拖动系统中，当a>π/2时，

电流主要是依靠电动势Ed来维持的，所以总的能量是电动机回馈给电网

。

15、在无源逆变与直接斩波电路中，都必须设置换流辅助电路

，强迫导通的晶闸管可靠关断。

16、晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流平均。

2、晶闸管的额定电流是用在一定条件下的通态平均电流电流来标定。

3、为了保证晶闸管可靠与迅速地关断，通常在管子阳极电压下降为零之后，加一段时间的反向电压。

5、某晶闸管的型号为KP200-5，其中200表示额定电流

，5表示额定电压等级。

7、为了保证三相全控桥电路能启动工作，触发脉冲必须采用单宽脉冲或

双窄脉冲。

8、三相半波整流电路有共阴极组和共阳极组两种接法。

9、三相全控桥的共阴极组要求触发脉冲以120°为间隔，依次在正

半周触发共阴极组的各晶闸管。

10、电阻性负载三相桥式可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm

等于根号2U2，设U2为相电压有效值。

11、在单相全控桥式变流器控制直流电动机卷扬机拖动系统中，若使变流器工作于有源逆变状态时，需使控制角a>π/2，同时|Ed|大于|Ud|。

12、为了防止逆变失败，对于工作在逆变状态的电路，对其触发电路

的可靠性，

晶闸管的质量以及电源

的保护功能，都比整流电路要求高，同时对逆变角的限制为30°~35°

。

13、电压型逆变器其中间直流环节以电容贮能。

3、当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向

电压，使晶闸管导通的过程，称为触发。

4、晶闸管和负载Ｒ串联，接在正弦交流电源上，晶闸管的额定电流为100A，如果导电角为900,允许通过的最大电流平均值是70.7A。

5、晶闸管每周期导通的电度角称晶闸管的导通角（导电角）。

6、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UTM

等于根号2U2（设U2为相电压有效值）。

7、在三相可控整流电路中，α＝00的地方（自然换相点）为相邻线电压的交点，它距对应线电压波形的原点为60°。

8、三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角小于60°

时，电流连续。

11、在晶闸管有源逆变电路中，绝对不允许两个电源势顺向相连。

12、变流器换流的方式有电容换流和电感换流两种。

13、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压措施。

1、晶闸管除了在门极触发下可能导通之外，在以下几种情况下也可能被触发导通：

阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应；阳极电压上升率du/dt

过高；结温较高和光触发。

但只有门极触发

是最精确、迅速而可靠的控制手段。

对于其它几种情况，在晶闸管的应用中要采取措施防止因其造成晶闸管误导通。

2、在PWM控制电路中，根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为同步调制和_异步调制，分段同步调制方法克服了以上二者的缺点。

3、设DC/DC变换器的Boost电路中，E=10V，α=0.5，则Uo=20V。

4、整流电路中变压器漏抗对电路的影响是_输出平均电压降低

、电压出现缺口、_di/dt减少_、整流电路工作状态增多。

5、换流的方式有_器件换流、电网换流、负载换流

、强迫换流，全控型器件用器件换流方式换流

7、防止单相桥式半控整流电路失控的最有效方法是负载并联续流二极管

。

3、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在_触发时刻换流，二极管则在电源电压过零点时刻换流。

5、变频电路所采取的换流方式自然换流、负载换流、

强迫换流。

7、电力变换通常分为四大类，即、、、。

8、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于

改变加到负载电路上的直流电压平均值。

1、电力电子器件的主要类型有半控型器件，全控型器件。

2、晶闸管导通必须同时具备的两个条件，在晶闸管阳极与阴极加足够

正向电压，控制极加适当的正向电压作为晶闸管导通的触发信号。

3、通态平均电流平均值也称额定电流。

4、KP600-20G表示额定电流为600A，管压降为0.9V的普通晶闸管

。

6、三相半波整流电路电阻负载时的a移相范围为0~150。

7、三相全控是整流电路在任何时刻必须有两个晶闸管同时导通，一个在共阴极组，一个在共阳极组，才能保证有效的电流通路，其导通顺序为11335

5622446。

8、在晶闸管单相可控整流电路中“逆变”的含义是将直流电变为交流电的过程。

9、在可控整流电路中，最小逆变角的范围是30~35°。

10、晶闸管触发电路中，脉冲具有足够的移相范围，三相全控桥式整流电路电

阻负载要求移相范围0~120°，电感性负载（电流连续）0~90°

，三相桥式可逆变线路在反电势负载下，要求移相范围为0~180°。

11、在半控型器件和全控型器件中，IGBT绝缘栅型可控晶闸管

，各代表的什么器件的晶体管。

12、逆变失败的原因有：

触发电路工作不可靠，不能适时准确的发出触发脉冲；交流电源异常；晶闸管质量不高或参数裕量不足；逆变角太小。

13、在晶闸管的电流额定中，通态平均电流ITa=Im/Π，IT=Im/2。

5、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

120°。

7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是静态均压措施。

10、180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在同一相

的上、下二个开关元件之间进行。

11、改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压基波的幅值。

12、为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是较大的负电流。

4、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_180

°

5、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12

0°，当它带阻感负载时，a的移相范围为_90°。

。

8、三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角小于60°时，电流连续。

11、使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为_零电压开通，它需要靠电路中的_谐振

来完成。

2、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。

3、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_电流驱动和电压驱动两类。

6、把电网频率的交流电直接变多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。

电压型逆变电路多用串联多重方式；电流型逆变电路多采用_并联

多重方式。

7、PWM波形只在单个极性范围内变换成可调频率的交流电的变流电路称为_单

极性调制电路。

8、三相桥式全控整流电路大电感负载时，晶闸管脉冲每隔60°度发放一次，每次需要给2只管子发脉冲。

1、晶闸管在环境温度为40度和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过最大正弦半波电流的平均值称为晶闸管的通态平均电流。

按标准取其整数则为晶闸管_额定电流。

可见，晶闸管允许流过的电流主要取决于元件的_发热效应。

2、电压源型变频器采用电感来滤波，电流型变频器采用_电容来

滤波。

5、三相桥式全控变流器处于整流状态时，控制角α小于90°，当工作于逆变状态时，控制角α_大于90°。

2、在实际应用中流过晶闸管的电流波形多种多样，其电流波形的有效值I与平均值Id之比，称为这个电流的波形系数，在正弦半波情况下电流波形系数为Kf波形系数。

3、为了保证三相整流桥合闸后共阴极组和共阳极组各有一晶闸管导电，或者由于电

流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时给出触发脉冲。

为此，可以采取两种方法：

一是双脉冲，二是宽脉冲。

4、单相交流调压电路阻感负载，设负载阻抗角为φ，则触发角α的移相范围应为φ~18

0。

5、造成在不加门极触发控制信号即能使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转

折，有两种因素：

一是阳极电压上升率du/dt太快，二是阳极电压超过额定值

。

6、电力电子学是电子学、电力学和控制理论

交叉而形成的边缘科学。

3、阻感负载的特点是_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0~180

，其承受的最大正反向电压均为根号2U2，续流二极管承受的最大反向

电压为根号2U2（设U2为相电压有效值）。

5、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_直接变换，后者也称为_间接变换

。

1、在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为同态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗。

2、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12

0，当它带阻感负载时，α的移相范围为90。

3、在有源逆变电路中，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。

5、

在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称自然采样法，实际应用中，采用规则采样法来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。

1、电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。

当器件的工作频率较高时，开关损耗会成为主要的损耗。

3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比，当它为常数时的调制方式称为同步调制。

在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为分段同步调制。

4、面积等效原理指的是，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是_MOSFET，单管输出功率最大的是GTO，应用最为广泛的是IGBT。

6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即根号6U2

，其承受的最大正向电压为根号2U2。

7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为有源逆变，如果接到负载，则称为无源逆变。

1、简述晶闸管导通的条件与关断条件

晶闸管导通的条件是：

阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。

门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。

导通后的晶闸管管压降很小。

（3分）

使导通了的晶闸管关断的条件是：

使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。

其方法有二：

（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2分）

（2）增加负载回路中的电阻。

（2分）

2、电压型逆变电路的主要特点是什么？

（1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）

（2）输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）（3）

阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各

臂并联反馈二极管。

（3分）

3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因

（1）外部条件：

要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）

（2）内部条件：

变流电路必须工作于β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状

态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。

这两个条件缺一不可。

（

2分）

当出现触发脉冲丢失、晶闸管损坏或快速熔断器烧断、电源缺相等原因都会发生逆变失败。

当逆变角太小时，也会发生逆变失败。

4、BOOST升压电路中，电感L、电容C与二极管的作用是什么？

储存电能升压（3分）；保持输出电压稳定

5、变压器漏感对整流电路有什么影响？

答：

出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；（2分）

晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通；（2分）

有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt；

换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。

换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

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？

答：

逆变失败指的是：

逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。

从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。

逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件（4分）。

产生逆变失败的原因：

一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等（4分）。

7、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、电流有何影响

？

电路结构有哪些变化？

答：

电阻性负载时，输出电压和输出电流同相位，波形相似，均为正负矩形波（2分

）。

电感性负载时，输出电压为正负矩形波，输出电流近似为正弦波，相位滞后于输

出电压，滞后的角度取决于负载中电感的大小（3分）。

在电路结构上，电感性负载电路，每个开关管必须反向并联续流二级管

8、维持晶闸管导通的条件是什么？

怎样才能由导通变为关断？

答：

（1）维持晶闸管导通的条件是阳极电流大于维持电流IH。

（2分）

（2）

要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流IH。

（3分）

9、要实现有源逆变，必须满足什么条件？

哪些电路类型不能进行有源逆变？

1）有与通流方向一致的直流电源，电路工作在逆变状态。

（3分）

2）不能实现有源逆变的电路有：

半控桥电路，带续流二极管的电路。

10、对于正弦脉冲宽度调制（SPWM），什么是调制信号？

什么是载波信号？

何谓调

制比？

在正弦脉冲宽度调制（SPWM）中，把希望输出的波形称作调制信号；（2分）而对它进行调制的三角波或锯齿波称为载波信号；（2分）

载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr称为载波比。

11、什么是可控整流?

它是利用晶闸管的哪些特性来实现的?

将交流电通过电力电子器件变换成大小可以调节的直流电的过程称为可控整流

。

（3分）

可控整流主要利用了晶闸管的单向可控导电特性。

11、电压源型变频器和电流源型变频器的区别是什么？

电流型变频器的直流环节是电感器，而电压型变频器的直流环节是电容器。

（3分

）

电压型变频器不能工作于再生制动状态，因为电容两端电压不能跃变。

12、试说明SPWM控制的基本原理。

PWM控制技术是控制半导体开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度的或周期来控制输出电压的一种控制技术。

（2分）

用正弦基波电压作为调制电压，对它进行调制的三角波称为载波电压，当正弦基波与三角波相交时，通过比较二者之间的大小来控制逆变器开关的通断，从而获

得一系列等幅不等宽正比于正弦基波电压的矩形波，这就是正弦脉宽调制方法（

SPWM）。

13、试简述三相半控桥式整流电路与三相全控桥式整流电路的特点

答：

三相全控桥式整流电路采用6只晶闸管构成，而三相半控桥式整流电路采用三只晶闸管和三只二极管构成；（2分）

三相全控桥可以工作在有源逆变状态，而三相半控桥只能工作在整流状态；（2分

）

三相半控桥可能会出现失控现象，而全控桥不会。

14、在三相半波可控整流电路中，如果控制脉冲出现在自然换流点以前，可能会出现什么情况？

能否换相？

在三相半波可控整流电路中，如果每只晶闸管采用独立的触发电路，那么控制脉冲出现在自然换流点以前，电路将停止工作；如果三只晶闸管采用同一个触发电路（对共阴极连接），则控制脉冲出现在自然换流点以前，电路仍然能正常换相，但此时的控制角较大，输出电压较低。

15、三相半控桥与三相全控整流电路相比有哪些特点？

答：

三相半控桥式整流电路是把全控桥中共阳极组的3个晶闸管换成整流二极管

，其显著特点是共阴极组元件必须触发才能换流；共阳极元件总是在自然换流点换流。

一周期中仍然换流6次，3次为自然换流，其余3次为触发换流，这是与全控桥根本的区别（3分）。

改变共阴极组晶闸管的控制角α，仍可获得0~2.34U2Φ的直流可调电压。

三相半控桥式整流电路只需三套触发电路、不需要宽脉冲或双脉冲

触发、线路简单经济、调整方便。

电路结构比三相全控桥更简单、经济，而带电阻

性负载时性能并不比全控桥差。

所以多用在中等容量或不要求可逆拖动的电力装置中（2分）。

16、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？

为什么电流型逆变电路中没

有反馈二极管？

在电压型逆变电路中，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。

当输出交流电压与电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压与电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道（3分）。

在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。

当需