电力电子技术复习资料.docx

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电力电子技术复习资料

一、填空

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。

双向晶闸管的图形符号是    

    ，它的三个极分是  第一阳极T1、 第二阳极T2、和 门极G   。

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  ，输出电流波形为　 方波。

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  。

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、由晶闸管构成的逆变器换流方式有  负载换流和  强迫（脉冲）换流。

9、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  有源 逆变器与 无源 逆变器两大类。

10、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK　快速晶闸管　；200表示表示　200A　，9表示　　900V　。

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

12、同步电压为锯齿波的触发电路锯齿波底宽可达  240º  度；正弦波触发电路的理想移相范围可达180º 度，实际移相范围只有 150º。

15、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是 阻容保护而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和  硒堆 。

1、普通晶闸管的图形符号是            ，三个电极分别是 阳极A， 阴极K和  门极G  晶闸管的导通条件是  阳极加正电压，  阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通      ；关断条件是   当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断   。

2、可关断晶闸管的图形符号是       ；电力场效应晶体管的图形符号是      

绝缘栅双极晶体管的图形符号是          ；电力晶体管的图形符号是         ；

3、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在  0º—180º变化，在阻感性负载时移相范围在 

—180º 变化。

4、变流电路的换流方式有    器件换流   、   电网换流  、   负载换流   、   强迫换流 等四种。

5、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  。

6、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有   快速熔断器；    电路串电抗器； 过流时快速移相  ；和    直流快速开关等几种。

7、晶闸管的换相重叠角与电路的  触发角α 、   变压器漏抗XB 、    平均电流Id  、   电源相电压U2   等参数有关。

8、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为   

U2    。

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为   

U2  。

（电源相电压为U2）

9、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   大于60º小于120º的宽脉冲   触发；二是用   脉冲前沿相差60º的双窄脉冲           触发。

10、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达   240º   度；实际移相才能达   0º-180 º   度。

11、软开关电路种类很多，大致可分成  零电压   电路、 零电流     电路两大类。

12、逆变器环流指的是只流经  两组反并联的逆变桥 、而不流经   负载    的电流，环流可在电路中加  采用串联电抗器来限制。

13、绝缘栅双极型晶体管是以  电力场效应晶体管栅极为栅极作为栅极，以   以电力晶体管集电极和发射极作为发射极与集电极复合而成。

14、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 控制角，用 α 表示。

15.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_。

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  ，输出电流波形为　 方波 。

5、型号为KS100-8的元件表示  双向晶闸管 、它的额定电压为  800  伏、额定有效电流为  100  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  逆变电 源  、 逆变桥  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 大于 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、双向晶闸管的触发方式有  Ⅰ+  、  Ⅰ-   、 Ⅲ＋、 Ⅲ-   四种。

11、双向晶闸管的触发方式有：

I+触发：

第一阳极T1接 正 电压，第二阳极T2接  负  电压；门极G接 正 电压，T2接 负 电压。

I-触发：

第一阳极T1接 正 电压，第二阳极T2接 负 电压；门极G接 负 电压，T2接  正 电压。

 Ⅲ+触发：

第一阳极T1接  负 电压，第二阳极T2接 正 电压,门极G接 正  电压，T2接  负 电压。

Ⅲ-触发：

第一阳极T1接 负 电压，第二阳极T2接 正电压；门极G接 负  电压，T2接 正  电压。

12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有 负载  换流和 强迫（脉冲）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  有源  逆变器与  无源   逆变器两大类。

14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK　快速晶闸管　；200表示表示　　　200A，9表示900V　。

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

16、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为　

；晶闸管的额定电流可选　为　

　。

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  零电压电路 与  零电流电路 两大类。

18、对异步电动机实施变频调速控制，通常的控制方式有 恒压频控制 、 转差频率控制、 矢量控制 、 直接转矩控制 等四种。

19、PWM逆变电路的控制方法有 计算法、 调制法、  跟踪控制法 三种。

其中调制法又可分为 异步调控法 、  同步调控法两种。

20、通常变流电路实现换流的方式有 器件换流、 电网换流 、 负载换流 、  强迫换流 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 避雷器  ；  阻容吸收 ； 硒堆   ； 压敏电阻 和  整流式阻容吸收 等几种。

23、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。

24、目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有 GTO  、  GTR  、 MOSFET 、 IGBT  几种。

25、普通晶闸管的图形符号是      ，三个电极分别是  阳极A  ， 阴极K 和 门极G   晶闸管的导通条件是   阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通  ；关断条件是  当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断 。

 26、可关断晶闸管的图形符号是     ；电力场效应晶体管的图形符号是     

    绝缘栅双极晶体管的图形符号是   ；电力晶体管的图形符号是   ；

27、绝缘栅双极型晶体管是以  电力场效应晶体管栅极  作为栅极，以  电力晶体管集电极和发射极  作为发射极与集电极复合而成。

28、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有 快速熔断器；  电路串电抗器 ；  过流时快速移相  ；和 直流快速开关 等几种。

29、晶闸管的换相重叠角与电路的  触发角α 、  变压器漏抗XB   、 平均电流Id 、 电源相电压U2 等到参数有关。

30、双向晶闸管的图形符号是    ，三个电极分别是  第一阳极T1 ， 第二阳极T2 和 门极G ；双向晶闸管的的触发方式有 I+、I-、III+、III

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 

U2   。

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 

U2 。

（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     大于60º小于120º的宽脉冲 触发；二是用  脉冲前沿相差60º的双窄脉冲 触发。

33、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达 240º度；实际移相才能达  0º-180º 度。

34、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有 恒压频比控制 、  转差频率控制  、 矢量控制   、   直接转矩控制 。

35、软开关电路种类很多，大致可分成 零电压  电路、 零电流电路两大类。

36、交流零触发开关电路就是利用    过零触发  方式来控制晶闸管导通与关断的。

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  控制  角，用 a  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   阻容保护    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    压敏电阻   和    硒堆   。

39、交流零触发开关电路就是利用   过零触发  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  双向晶闸 管、它的额定电压为   800  伏、额定电流为  100  安。

41、实现有源逆为的条件为  要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压  和    逆变桥必须工作在β<90º（即α>90º）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网 。

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  整流 状态、 逆变  状态、反组  整流 状态、 逆变 状态。

43、有源逆变指的是把 直流  能量转变成 交流  能量后送给 电网的 装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的 正向 电压；在门极加上 正向门极 电压，并形成足够的 门极触发 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  单相桥式半控整流桥  与  三相桥式半控整流桥  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 150 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 300  HZ；这说明 三相桥式全控整流桥 电路的纹波系数比 三相半波可控流电路 电路要小。

47、造成逆变失败的原因有 逆变桥晶闸管或元件损坏   、 供电电源缺相  、  逆变角太小   、  触发脉冲丢失或未按时到达  等几种。

48、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于  掣住  电流之前，如去掉  触发  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   90 度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为 60 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  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  。

51、锯齿波触发电路的主要环节是由  同步环节 、 锯齿波形成 、   脉冲形成 、 整形放大  、 强触发及输出环节组成。

52、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为   电压  型逆变器和 电流 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 元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是  180  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  电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在 异桥  元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 120度。

53、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：

对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到  等高不等宽 脉冲列来等效正弦波。

54、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  定频调宽控制   、  定宽调频控制  、 脉宽和频率同时控制 三种。

55、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。

56、晶闸管的维持电流IH是指在 标准室温 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 阳极 电流。

57、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有  两 相导电；晶闸管每隔  60度换一次流，每只晶闸管导通 120 度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端   相反 ，所以以两绕组的电流方向也 相反 ，因此变压器的铁心不会被  磁化。

58、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°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 两  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  在同一桥臂上 的两个元件。

59、PWM逆变电路的控制方式有    正弦波  、  单项正弦波  、   双极性正弦波 。

60、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   降压 斩波电路；  升压   斩波电路； 升降  斩波电路。

二、        判断题（对√、错×）

1、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。

  （  ×  ）

2、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。

  （  × ）

3、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。

   （  √  ）

4、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

   （  × ）

5、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

  （  × ）

6、变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。

（  √  ）

1、两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜用电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。

 （  √ ）

2、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。

     （  √）

3、  变流装置其功率因数的高低与电路负载阻抗的性质，无直接关系。

  （  √）

4、并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式，无需专门换流关断电路。

（ √  ）

5、触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。

      （  ×  ） 

6、三相半波可控整流电路，不需要用大于60º小于120º的宽脉冲触发，也不需要相隔60º的双脉冲触发，只用符合要求的相隔120º的三组脉冲触发就能正常工作。

（ √ ）

7、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。

    （  √ ）

8、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。

   （   √）

9、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同。

     （ √ ）

10、用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与晶闸管主电路实现同步。

    （   ×）

1、半控桥整流电路，大电感负载不加续流二极管，电路出故障时可能会出现失控现象。

  （  √）.

2、逆变角太小会造成逆变失败。

     （   √  ）

3、晶闸管并联使用时，必须注意均压问题。

  （  × ）

4、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。

    （   ×）

5、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。

    （    √ ）

6、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用  （   ×）

7、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。

（× ）

8、在三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反压为

倍相电压U2。

（  × ）

9、三相全控桥整流电路中，输出电压的脉动频率为150Hz。

    （ × ）

10、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。

    （  ×   ）

11、在三相半波可控整流电路中，电路输出电压的波形脉动频率为300Hz。

（ ×    ）

1、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。

（√）

2、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。

（×）

3、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。

（×）

4、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。

（×）

5、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。

（√）

6、为防止过电流，只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。

（×）

7、快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。

（√）

8、晶闸管并联使用须采取“均压措施”。

（×）

9、在电路中接入单结晶体管时，若把b1、b2接反了，就会烧坏管子。

（×）

10、单结晶体管组成的触发电路输出的脉冲比较窄。

（√）

11、单结晶体管组成的触发电路不能很好地满足电感性或反电动势负载的要求。

（√）

12、采用正弦波移相触发电路的可控整流电路工作稳定性较差。

（√）

13、正弦波移相触发电路不会受电网电压的影响。

（×）

14、对低电压大电流的负载供电，应该用带平衡电抗器的双反星型可控整流装置。

（√）

15、晶闸管触发电路与主电路的同步，主要是通过同步变压器的不同结线方式来实现的（√）

16、晶闸管装置的容量愈大，对电网的影响就愈小。

（×）

三、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？

答：

（1）R、C回路的作用是：

吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，

动态均压作用。

（2）R的作用为：

使L、C形成阻尼振荡，不会产生振

荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。

、

2、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。

答：

3、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

4、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？

4、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

5、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？

答：

电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。

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，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。

6、晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？

其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？

答：

晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护；过电流继电器保护；限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。

其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的。

7、在图示升压斩波电路中，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。

8、三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感性负载，R=5Ω，L值极大。

 当控制角α=60º时，求：

A、 画出ud、id、iVT1、的波形。

B、 计算负载平均电压Ud、平均电流Id、流过晶闸管平均电流IdVT和有效电流IVT的值。

 9、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

10、在图示升压斩波电路中，已知E=100V，负载电阻R=10Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=60µs，ton=30µs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

11、用红笔或用阴影面积标出三相全控桥电路在α＝30°时，电阻性负载的直流输出电压的波形图，同时要对应画出其所用的双窄脉冲（α＝30°），并标出序号。

如U2=100V，计算此时的直流输出电压Ud。

 12、单相桥式全控整流电路，

，负载中

，L值极大，当

时，要求：

（1）作出