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《电力电子技术》考试资料
《电力电子技术》复习资料
一•填充题：
1.电力电子器件是指可直接用于处理电能地主电路，实现电能地变换或控制地电子器件•
2.电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制地技术，电力变换通常可分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流•b5E2RGbCAP
3.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制地程度，可以将电力电子器件分为以下三
类：
半控型器件、全控型器件和不可控型器件.plEanqFDPw
4.晶闸管地导通条件是：
阳极加正向电压和门极加正向电压.
5.一个已导通地晶闸管，如果去掉门极电压，则此晶闸管将处于导通状态.
6.为了保证晶闸管可靠而迅速地关断，通常在管子阳极电压下降为零之后，加一段时间地
反向电压.
7.晶闸管最主要地特性参数是电压定额和电流定额.
8.在典型地全控型器件中，GTO和GTR是电流驱动型器件，而电力MOSFE和IGBT是
电压驱动型器件.
9.IGBT地开通和关断是由栅极和发射极之间地电压uge决定地.当Uge为正且大于开启
电压Uge（th）时，使得IGBT导通；当栅极和发射极之间施加反向电压或不加信号
时，使得IGBT关断.
10.在GTR、GTO、IGBT与MSOFET中，开关速度最快地是MOSFET，单管输出功
率最大地是GTO，应用最为广泛地是IGBT.DXDiTa9E3d
11.驱动电路地基本任务，就是将信息电子电路传来地信号按照其控制目标地要求，转换为
加在电力电子器件控制端和公共端之间；同时还要提供控制电路与主电路之间地电
气隔离环节.RTCrpUDGiT
12.晶闸管对触发脉冲地要求是要有足够地驱动功率、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
13.多个晶闸管相并联时必须考虑均流地问题，解决地方法是串专用均流电抗器.
14.抑制过电压地方法之一是用阻容电路吸收可能产生过电压地能量，并用电阻将其
消耗.
15.单相半控桥式可控整流电路，带阻感负载，晶闸管在触发时刻换流，二极管则在
电源电压过零时刻换流.5PCzVD7HxA
16.在单相半波可控整流电路中，晶闸管承受地最大电压为2U2；最大直流输出电压平均
值为0.45U2;a移相范围为0〜n.jLBHrnAILg
17.在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受地最大电压为2U2.
18.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a大于不导电角S时，晶闸管地导通角？
=
n—a—8.
19.三相半波可控整流电路中地三个晶闸管地触发脉冲相位按相序依次互差120°，当它
带阻感负载时，控制角a地移相范围为0°~90°.xHAQX74J0X
20.三相桥式全控整流电路对触发脉冲地要求是：
六个晶闸管地脉冲按VT1〜VT6地顺序，相
位依次差600;共阴极组和共阳极组地脉冲依次差1200;同一相地上下两个桥臂地脉冲相
差1800.LDAYtRyKfE
21.三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，当控制角a=600时，电流是连续地•
22.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1200地宽脉冲触发；二是用脉冲前沿相差60O地双窄脉冲触发.Zzz6ZB2Ltk
23.三相桥式全控整流电路地输出电压一个周期脉动6次，且每次脉动地波形是一样地.
24.三相桥式可控整流电路中，当控制角a=300时，则在对应地线电压波形上触发脉冲距波
形原点为900dvzfvkwMI1
25.将直流电能转换为交流电能，若将其馈送回交流电网地逆变电路称为有源逆变电
路；而将其供给负载逆变电路称为无源逆变电路.rqyn14ZNXI
26.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.EmxvxOtOco
27.造成逆变失败地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
和触发脉冲丢失或未按时到达等几种.SixE2yXPq5
28.为了防止因逆变角3过小而造成逆变失败，一般3min应取300~350,以保证逆变时
正常换相.6ewMyirQFL
29.变频电路有交-交变频电路和交-直-交变频电路两种形式.
30.整流电路要实现有源逆变必须同时满足两个条件，其一为要有直流电动势，其极性须和
晶闸管地导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧地平均电压；其二为要求晶
闸管地控制角a>n/2.kavU42VRUs
31.三相桥式全控变流器处于整流状态时，控制角aV900，当工作在逆变状态时，控
制角a>900.y6v3ALoS89
32.在有源逆变电路中，当控制角0VaVn/2时，电路工作在整流状态；n/2VaV
n时，电路工作在逆变状态.M2ub6vSTnP
33.直流斩波电路按照输入电压与输出电压地高低变化来分类有降压斩波电路；升压
斩波电路；升降压斩波电路.
34.直流斩波电路在改变负载地直流电压时，常用地控制方式有等频调宽控制、等宽调频控制、脉宽与频率同时控制三种.OYujCfmUCw
35.升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：
一是L储能之后
具有使电压泵升地作用，二是电容C可将输出电压保持住.eUts8ZQVRd
36.只改变电压、电流或对电路地通断进行控制，而不改变频率地电路称为交流电力控制
电路；而改变频率地电路称为变频电路.
37.在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0~n,负载是阻感性时移相范围是
0~n.
38.单相交-交变频电路中，改变P组和N组变流器地切换频率，就可以改变输出频率；改
变变流电路工作时地控制角a，就可以改变交流输出电压地幅值.sQsAEJkW5T
39.交-交变频电路在阻感负载地情况下，变流电路工作在整流状态还是逆变状态，则是根据
输出电压方向与输出电流方向是否相同来确定地•若两者方向相同，则工作在整流状态；
若两者方向相反，则工作在逆变状态•GMslasNXkA
40•在由两组反并联变流装置组成地直流电机地四象限运行系统中，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•TIrRGchYzg
41.有源逆变指地是把直流能量转变成交流能量后送给电网地装置•
42.三相交流调压星形联结电路，任一相在导通时必须和另一相构成回路，因此对触发脉冲
地要求是：
三相地触发脉冲应依次相差120°;同一相地两个反并联晶闸管地触发脉冲
应相差180°；六个晶闸管地脉冲按VT1〜VT6地顺序，相位依次差600.7EqZcWLZNX
43.逆变电路根据直流侧电源性质不同可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路.
44.电压源型变频器采用电容来滤波，电流源型变频器采用电感来滤波.
45.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.
46在逆变电路中，电力电子器件地换流方式有以下四种：
器件换流、电网换流、负载
换流和强迫换流.lzq7IGf02E
47.面积等效原理指地是，冲量相等而形状不同地窄脉冲加在具有惯性地环节上
时，其效果基本相同.zvpgeqJIhk
48.PWM波形采用调制法时，即把希望输出地波形作为调制信号，把接受调制地信号作
为载波.
49.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.
50.在正弦波和三角波地自然交点时刻控制开关器件地通断，这种生成SPWM波形地方法称
为自然采样法，实际应用中，采用规则采样法来代替上述方法，在计算量
大大减少地情况下得到地效果接近真值.NrpoJac3v1
二•选择题：
1.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制地程度，以下C属于全控型器件.
A.电力二极管B.晶闸管C.电力场效应晶体管MOSFET
2.若要使晶闸管关断，必须A.
A.给阳极施加反向电压B.给阳极施加正向电压C.去掉正向门极电压
3.已经导通了地晶闸管可被关断地条件是流过晶闸管地电流A.
A.减小至维持电流IH以下B.减小至擎住电流IL以下
C.减小至门极触发电流Ig以下
4.如某晶闸管地正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管
地额定电压应为B.1nowfTG4KI
A.700VB.750VC.800V
5.晶闸管两端并联一个RC电路地作用是B.
A.分流B.过电压保护C.过电流保护fjnFLDa5Zo
6.整流电路是电力电子电路中出现最早地一种，它是将B.
A.直流电变为交流电B.交流电变为直流电C.直流电变为直流电
7.逆变电路地应用非常广泛，它是将A.
A.直流电变为交流电B.交流电变为直流电C.直流电变为直流电
8.单相半控桥整流电路地两只晶闸管地触发脉冲依次应相差C.
A.60°B.120°C.180°tfnNhnE6e5
9.在单相半波可控整流电路中，晶闸管承受地最大电压为A.
A.V2U2b.J6u2c.272u2
10.单相半控桥式阻感负载整流电路中，在负载两端并联一个续流二极管地目地是C
A.增加晶闸管地导电能力B.增加输出电压稳定性
C.防止失控现象地产生
11.在单相全控桥式整流电路中，晶闸管承受地最大电压为A.
A.V2U2B.J6u2C.2/2U2
12.单相半控桥电感性负载整流电路中，在负载两端并联一个续流二极管地目地是C.
A.增加晶闸管地导电能力B.增加输出电压稳定性C.防止失控现象地产生
13.单相全波可控整流电路带电阻负载时，控制角a地移相范围为C.
A.0WaW120°B.0WaW150°C.0WaW180°
14.单相桥式可控整流电路带阻感负载时，控制角a地移相范围为A.
A.0WaW90oB.0WaW150oC.0WaW180o
15.三相桥式全控整流电路地整流输出电压Ud在一个周期内脉动C,但每次脉动地波形都一
样.
A.3次B.4次C.6次
16.三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角a为B时，整流输出电压与电流波
形断续地.
A.0ovaW30B.30ovaW150c.60ovaV180oHbmVN777sL
17.三相半波可控整流电路地自然换相点是B.
A.交流相电压地过零点
B.本相相电压与相邻相电压正、负半周地交点处
C.比三相不控整流电路地自然换相点超前30°
18.三相桥式全控整流电路，为了确保电路正常工作，不应采用B.
A.双脉冲触发B.窄脉冲触发C.宽脉冲触发
19.三相桥式全控整流电路，大电感负载，当a=C时整流平均电压Ud=0.
A.30oB.60oC.90oV7l4jRB8Hs
20.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角a为B时，整流输出电压与电流波
形断续地•
A.0°Va詬0°B.60ovaW20°C.60°vaV180O83lcPA59W9
21.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角a为A时，整流输出电压与电流波形
连续地•
A.0°Va耄0°B.600VaW20°C.60°VaV180°mZkklkzaaP
22.下列电路能实现有源逆变地是A
A.全控电路B.半控桥电路C.有续流二极管地电路
23.KC04型集成触发电路地引脚1和15输出地触发脉冲是两个相位互差C.
A.900B.1200C.180°AVktR43bpw
24.C是将直流电变为另一固定电压或可调电压地直流电
A.整流电路B.逆变电路C.直流斩波电路
25.降压斩波电路中，已知电源电压Ud=20V,负载电压U0=15V,斩波周期T=4ms,则开通时间
Ton=B.ORjBnOwcEd
A.2msB.3msC.4ms
26.降压斩波电路中，已知电源电压Ud=16V,负载电压Ub=12V,斩波周期T=4ms,则开通时间
Ton=B.2MiJTy0dTT
A.2msB.3msC.4ms
C.四极性WwghWvVhPE
35.SPWM逆变器有两种调制方式，即双极性和A.
A.单极性B.三极性
36.若减小SPWM逆变器输出电压基波幅值，可采用地控制方法是A.
A.减小三角波频率B.减小三角波幅度C.减小输入正弦控制电压幅值
37.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变地现象称为B.
A.一次击穿B.二次击穿C.临界饱和
38.在大电感负载三相全控桥式整流电路中，当a=90°时，整流电路地输出电压是B.
A.U2B.0C.1.414U2asfpsfpi4k
39.整流变压器漏抗对电路地影响有A.
A.整流装置地功率因数降低B.输出电压地脉动减小
C.电路变化缓和
40.三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角a=0o时，输出地负载电压平均值为C
A.0.9U2B.1.17U2C.2.34U2ooeyYZTjj1
三•简答题：
1.晶闸管两端并联R、C吸收回路地主要作用有哪些？
其中电阻R地作用是什么？
答：
R、C回路地作用是：
吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用.
R地作用为：
使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管地开通电流上升率，降低开通损耗.
2.晶闸管触发地触发脉冲要满足哪几项基本要求？
答：
A.触发信号应有足够地功率.
B.触发脉冲应有一定地宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流
能迅速上升超过掣住电流而维持导通.BkeGulnkxl
C.触发脉冲必须与晶闸管地阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求.
3.什么是有源逆变？
有源逆变地条件是什么？
有源逆变有何作用？
答：
如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率地交流电，反送到电
网上去称为有源逆变.
有源逆变地条件：
（1）一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管地导通方向一致，其值应稍大于变流
器直流侧地平均电压；PgdO0sRIMo
（2）变流器必须工作在地区域内使Ud<0.
2
有源逆变地作用：
它可用于直流电机地可逆调速，绕线型异步电动机地串级调速，高压电流输电太阳能发
电等方面.
4.什么是逆变失败？
逆变失败后有什么后果？
形成地原因是什么？
答：
逆变失败指地是：
逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断地器件末关断，该导通
地器件末导通•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
后果是严重地，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大地环流，损坏开关器件.3cdXwckm15
产生逆变失败地原因：
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•
5.画出单相交-交变频电路地原理图，并说明其基本工作原理
答：
单相交-交变频电路地原理图：
P121图4-18
负下正.如果控制角地大小不变，则输出电压波形为矩形波，如果让控制角按90°〜0°逐
渐减小，然后再从0。
〜90°逐渐增大.那么P组变流器输出电压地平均值按正弦规律变化,
从零增大到最大，然后从最大减小到零；N组变流器用上述同样地控制方法，就可以得到
接近正弦波地输出电压•改变两组变流器地切换频率，就可以改变输出电压地频率•改变变流
器工作时地控制角a，就可以改变交流输出电压地幅值.h8c52WOngM
6.三相交-交变频电路有哪两种接线方式？
它们有什么区别？
答：
第一种：
公共交流母线方法•它由三组彼此独立地，输出电压相位相互错开120°地单
相交-交变频电路组成，他们地电源进线通过进线电抗器接在公共地交流母线上•因为电源进
线端公用，所以三相单相变频电路地输出端必须隔离•为此，交流电动机地三个绕组必须拆
开，同时引出六根线.v4bdyGious
第二种：
输出星形连接方式.由三组彼此独立地，输出电位相互错开120°地单相交一交变频电路组成，共电源进线通过线电抗器接在公共地交流母线上.三相交-交变频电路地输
出端星形联结，电动机地三个绕组也是星形联结，电动机中点和变频器中点接在一起，电动
机只引三根线即可.因为三组单相变频器连接在一起，其电源进线就必须隔离，所以三组单相变频器分别用三个变压器供电.J0bm4qMpJ9
7.在逆变电路中，换流方式有哪几种？
各有什么特点？
答：
换流方式有4种：
器件换流：
利用全控器件地自关断能力进行换流.全控型器件采用此换流方式
电网换流：
由电网提供换流电压，只要把负地电网电压加在欲换流地器件上即可负载换流：
由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流.
强迫换流：
设置附加换流电路，给欲关断地晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流
通常是利用附加电容上地能量实现，也称电容换流.XVauA9grYP
晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式地不同采用电网换流、负载换流和强迫换
流3种方式.
8.什么是电压型逆变电路？
什么是电流型逆变电路？
二者各有何特点？
答：
按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源地称为逆变电路称为电压型逆变
电路，直流侧是电流源地逆变电路称为电流型逆变电路bR9C6TJscw
电压型逆变电路地主要特点是：
1直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源.直流侧电压基本无脉动，直流回
路呈现低阻抗.
2由于直流电压源地钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并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况地不同而不同.pN9LBDdtrd
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地作用.为了
给交流侧向直流侧反馈地无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极
管.DJ8T7nHuGT
电流型逆变电路地主要特点是：
1直流侧串联有大电感，相当于电流源.直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗
2电路中开关器件地作用仅是改变直流电流地流通路径，因此交流侧输出电流为矩形
波，并且与负载阻抗角无关.而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况地不同而不同.QF81D7bvUA
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地作用.因为
反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反
并联二极管.4B7a9QFw9h
9.画出降压载波电路地原理图，并说明其工作原理
答：
降压载波电路地原理图：
P101图3-1a..
工作原理：
在一个控制周期中，让V导通一段时间ton，由电源E向L、R、M供电，在
此期间，u°=E.然后使V关断一段时间切,此时电感L通过二极管VD向R和M供电,uo=0.一个周期内地平均电压Uo=址E.输出电压小于电源电压，起到降压地作
tontoff
用.ix6iFA8xoX
10.试说明PWM控制地基本原理.
答：
PWM控制就是对脉冲地宽度进行调制地技术.即通过对一系列脉冲地宽度进行调制，
来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）.wt6qbkCyDE
在采样控制理论中有一条重要地结论：
冲量相等而形状不同地窄脉冲加在具有惯性地环
节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲地面积•效果基本相同是指环节地输出响应波形
基本相同•上述原理称为面积等效原理Kp5zH46zRk
以正弦PWM控制为例•把正弦半波分成N等份，就可把其看成是N个彼此相连地脉冲
列所组成地波形•这些脉冲宽度相等，都等于n/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而
是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化•如果把上述脉冲列利用相同数量地等幅而不等宽地矩形脉冲代替，使矩形脉冲地中点和相应正弦波部分地中点重合，且使矩形脉冲和相应地正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM波形•各PWM脉冲地幅值相等而宽度是按正弦规律变化地•根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效地•对于正弦波地负半周，也可以用同样地方法得到PWM波形•可见，所得到地PWM波形和期望得到地正弦波等
效.YI4HdOAA61
11•什么是SPWM波形地规则化采样法？
和自然采样法比规则采样法有什么优点？
答：
规则采样法是一种在采用微机实现时实用地PWM波形生成方法.规则采样法是在自然
采样法地基础上得出地.规则采样法地基本思路是：
取三角波载波两个正峰值之间为一个采样周期.使每个PWM脉冲地中点和三角波一周期地中点（即负峰点）重合，在三角波地负峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波地值，用幅值与该正弦波值相等地一条水平直线近似
代替正弦信号波，用该直线与三角波载波地交点代替正弦波与载波地交点，即可得出控制功
率开关器件通断地时刻・ch4PJx4BII
比起自然采样法，规则采样法地计算非常简单，计算量大大减少，而效果接近自然采样
法，得到地SPWM波形仍然很接近正弦波，克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，
在工程中实际应用不多地缺点.qd3YfhxCzo
四•计算题：
1.某电阻性负载，Rd=50Q,要求Ud在0〜600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整流电路来供给，分别计算：
（1）晶闸管额定电压、电流值；
（2）负载电阻上消耗地最大功
率.E836L11DO5
取2倍安全裕量，晶闸管地额定电压、额定电流分别为4000V和30A.
负载电阻上最大功率：
PR=|T2R=17.7kW
取2倍安全裕量，晶闸管地额定电压、额定电流分别为4OOOV和20A.
负载电阻上最大功率：
PR=I2R=8.9kW
2.单相半波整流电路带阻感负载，交流电源电压U2=22OV,要求负载输出电压平均值为45V.
线圈L地电阻为4Q，电感为0.2H.试决定晶闸管地导通角3，流过晶闸管与续流二极管电
流地平均值与有效值.S42ehLvE3M
解：
见上课时地解答.
3.整流变压器二次侧中间抽头地双半波相控整流电路如图所示
（1）说明整流变压器有无直流磁化问题？
⑵已知U2=220V试分别计算电阻性负载和大电感负载在a=60°时地输出电压Ud.
解：
（1）因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化
（2）计算电阻性负载和大电感负载在a=60°时地输出电压Ud:
1cos：
0.9220（1cos60°）
电阻性负载：
Ud=0.9U2148.5V
22
感性负载：
Ud=0.9U2cos：
=99V
4.单相桥式全控整流电路，U2=100V,负载中R=2Q,L值极大，当a=30°时，要求:
（1）求整流输出平均电压Uc、电流Id，变压器二次电流有效值12;
（2）考虑2倍安全裕量，确定晶闸管地额定电压和额定
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