电力电子技术期末考试试题及答案.docx

1、电力电子技术期末考试试题及答案电力电子技术试题第1章电力电子器件J电力电子器件一般工作在 开关 状态。冬在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为 通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为 开关损耗。3.保护电路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 一单极型器件_、双极型器件_、一复合型器件_三类。L电力二极管的工作特性可概括为 承受正向电压导通，承受反相电压截止 _。匚电力二极管的主要类型有 一普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极

2、管_。7_肖特基二极管的开关损耗 _小于_快恢复二极管的开关损耗。二晶闸管的基本工作特性可概括为 正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止 。生对同一晶闸管，维持电流 IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_大于IH。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，UDSM大于Uba丄逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_ （如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。生GTO勺_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。13.MOSFET勺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

3、饱和区对应后者的 放大区_、前者的非饱和区对应后者的 _饱和区。14.电力MOSFET勺通态电阻具有正温度系数。15JGBT的开启电压UGE（th ）随温度升高而_略有下降，开关速度小于电力MOSFET。生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 _电压驱动型_和一电流驱动型_两类。17JGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有 负温度系数, 在1/2或1/3额定电流以上区段具有 正温度系数。生在如下器件：电力二极管（Power Diode ）、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 MOSFE）、绝缘栅

4、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亠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。第2章整流电路，其承受的最大正反向电压均为 =J2u2，续流二极管承受的最大反向电压为 _J2u2_ （设U2为

5、相电压有效值）。带阻感负载时，a角移相范围为_0-90 _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 =x/2U2_和_V2U2_;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 平波电抗器。4._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 甜寸，晶闸管的导通角9 =_n- a-5_；当控制角a小于不导电角6时，晶闸管的导通角 日=_ n-2乞。匚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_J2U2_，晶闸管控制角 a的最大移相范围是 0-150 _，使负载电流连续的条件为 30o_（U2为相电压有效值）。L三相

6、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 ，当它带阻感负载时， a的移相范围为 0-90 。乙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 一最高_的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是 最低的相电压；这种电路 a角的移相范围是_0-120o _，ud波形连续的条件是=口兰60。_。L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 一下降_。L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 _J2U2_，随负载加重Ud逐渐趋近于_0.9 U2_，通常设计时，应取RO_1.5-2.5_ T，此时输出电

7、压为 Ud 1.2 U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期）。血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 _RC=J?_，电路中的二极管承受的最大反向电压为 _J6_U2。也实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当 a从090变化时，整流输出的电压 ud的谐波幅值随a的增大而 增大，当a从90180变化时，整流输出的电压 ud的谐波幅值随 G的增大而_减小_。皂逆变电路中，当交流侧和电网连结时， 这种电路称为_有源逆变_，欲实现有源逆变，只能采用全控_电路；对于单相全波电路，当控制角0 90,使输出平均电压 Ud为负值_。14.晶闸管直流电动

8、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 _平行的直线_，当电流断续时，电动机的理想空载转速将 _抬高_，随a的增加，进入断续区的电流 _加大_。生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 _电动运行，电动机_正转，正组桥工作在_整流_状态；当其处于第四象限时，电动机做 _发电_运行，电动机_反转_转,_正_组桥工作在逆变状态。生大、中功率的变流器广泛应用的是 _晶体管触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即 _脉冲的形成与放大_、_锯齿波的形成与脉冲移相 _禾廿_同步环节_。第3章直流斩波电路L直流斩波电路完成得是直流

9、到 _直流_的变换。2_直流斩波电路中最基本的两种电路是 _降压斩波电路 和_升压斩波电路_。3. 斩波电路有三种控制方式： _脉冲宽度调制（PWM_、_频率调制_和_（ton和T都可调，改变占空比）混合型 。4.升压斩波电路的典型应用有 _直流电动机传动_和_单相功率因数校正_等。5. 升降压斩波电路呈现升压状态的条件为 =0.5av1 （a为导通比） 。6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有 升压斩波电路 、 Sepic斩波电路_和 Zeta斩波电路 。ZSepic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： _ Sepic斩波电路的电源电流和负载电流均连续, _

10、Zeta斩波电路_的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为 正_极性的。L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 _1_象限,升压斩波电路能使电动机工作于第 _2象限,_电流可逆斩波 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 _1、2、3、4_象限。10. 复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个 _升压_斩波电路和一个 降压_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_基本_斩波电路并联。第4章交流一交流电力变换电路1. 改变频率的电路称为 _变频电路_，变频电路有交交变频

11、电路和 交直交变频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路_，后者也称为_间接变频电路_。2. 单相调压电路带电阻负载，其导通控制角 a的移相范围为_0-180，随G的增大，Uo_降低_，功率因数降低 -。3_单相交流调压电路带阻感负载，当控制角 av聊伽arctan（L/R）时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时间逐渐延长_。4J艮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 支路控制三角形 联结方式,TCR的控制角a的移相范围为 90180，线电流中所含谐波的次数为 6k 土 1。5.晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻的原则是： _该时刻交流电源电压应和电容

12、器预先充电电压相等 _。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 _交交变频电路_。亠单相交交变频电路带阻感负载时， 哪组变流电路工作是由 _输出电流的方向_决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据 J俞出电流方向和输出电压方向是否相同_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 _20Hz_。L三相交交变频电路主要有两种接线方式， 即公共交流母线进线方式 和输出星形联结方式，其中主要用于中等容量的交流调速系统是 公共交流母线进线方式。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 _全控

13、_器件；控制方式是_斩控方式_。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 正弦波波，输出电流波形为 方波波。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 _

14、800V 伏、额定有效电流为 _ 100A_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 1200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_两组变流器之间 而不流经_负载 的电流。环流可在电路中加 电抗器 来限制。为了减小环流一一般采用控制角a _ = _ 3的工作方式。9、 常用的过电流保护措施有 _快速熔断器 、_

15、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、 逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为 _电压型_型逆变器和电流型 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 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 元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 _120o_ 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

16、有 _降压_斩波电路； _升压 斩波电路； 升降压 斩波电路。12、 由晶闸管构成的逆变器换流方式有 负载 换流和_强迫_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。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

17、很多，但归纳起来可分为 零电流开关 与零电压开关 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 等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制 _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 1口等于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。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 _0二 ，负载是阻感性时移相范围是 _ : : 22、 在电力晶闸管电

18、路中，常用的过电压保护有 避雷器；阻容吸收；硒堆；压敏电阻；整流式阻容吸收 等几种。23、 。晶闸管的维持电流Ih是指在温40度以下 _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。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。27、绝缘栅双极型晶体管是以 一电力场效应晶体管栅极； 作为栅极，以以电力晶体管集电极和发射极 复合而成。28、在电力晶闸管电路中，

19、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；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a ;变压器漏抗Xb;平均电流Id；电源相电压U2。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 _2U2。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 6戌 。（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。35、 带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有 两相 相导电；晶闸管每隔_60. 度换一次流

20、，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 。36、 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 _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 _不在同一桥臂上 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 控制角角，用 a_表示。38、 一般操作引起的过

21、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 双向晶闸管管、它的额定电压为 _800V、 伏、额定电流为 100A 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；逆变桥必须 工作在3 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

22、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 _300Hz；这说明_

23、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，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 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_90o度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为 _60o_ 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 _0o-150o_，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围载时，电路的移相范围 0O-150等几种。

24、0o-120o ，三相半控桥电阻性负51、锯齿波触发电路的主要环节是由 电力电子技术问答分析题同步环节；锯齿波形成；脉冲形成；整形放大；强触发及输出环节组成。1、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?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。开通电流上升率，降低开通损耗2、 实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？直流侧必需外接与直流电流 Id同方向的直流电源 E，其数值要稍大于逆变器输出平均电压 Ud，才能提供逆变能量。逆变器必需工作在 3 90o)区域，使Ud 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。3、 晶闸管触发的触

25、发脉冲要满足哪几项基本要求？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A：触发信号应有足够的功率、B触发脉冲应有一定的宽度，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、 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求、VT1单相桥式半揑整流电路4、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角 a =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。件损坏；四是电源缺相等、6、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么逆变失败指的是：逆变过程中

26、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 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8、指出下图中各保护元件及 VD、Ld的名称和作用、星形接法的硒堆过电压保护；三角形接法的阻容过电压保护；桥臂上的快速熔断器过电流保护；晶闸管的并联阻容过电压保护；桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；直流侧的压敏电阻过电压保护；直流回路上过电流快速开关保护； VD是电感性负载的续流二极管；Ld是电动机回路的平波电抗器；9、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须

27、满足什么要求？A、触发电路必须有足够的输出功率； B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;移相范围应能满足主电路的要求；10、下图为一单相交流调压电路， 试分析当开关 Q置于位得到的电压波形、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Q置于位置1:双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上无电压。Q置于位置2：正半周，双向晶闸管 +触发方式导通。负半周，由于二极管 VD反偏，双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上得到半波整流电压。Q置于位置3 :正半周，双向晶闸管 +触发方式 导通。负半周，双向晶闸管川 -触发方式 导通，负载上得到近似单相交流电压11、在下面两图中，

28、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、吕及i d的方向。(2)、说明E与U的大小关系。(3)、当a与B的最小值均为30度时，控制角a的移向范围为多少？整流电动机状态：电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势 E方向上正下负，Ud大于E,控制角的移相范围 0 90。逆变发电机状态：电流方向从上到下，电压 Ud方向上负下正，发电机电势 E方向上负下正，Ud小于E,控制角的移相范围 90 1501、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管_GT社；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 MOS

29、FET和GT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上3、 多个晶闸管相并联时必须考虑 _均流一的问题，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 _800J伏、额定有效电流为.100。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 120。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

30、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_。2、 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。3、 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_逆变器与无源一逆变器两大类。4、 有一晶闸管的型号为 KK200- 9,请说明KJ快速晶闸管200表示表示_ 200A_，9表示 900。5、 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。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 J 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 绝缘栅双极晶体管的图形符号是:180o 变化。3、单相交流调压在电阻性负载电路的移相