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1、河北科技大学电力电子技术综合复习资料电力电子技术综合复习资料一、填空题1、 晶闸管在其阳极与阴极之间加上 电压的同时，门极上加上 电压,晶闸管就导通。2、 只有当阳极电流小于 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。3、 整流是指将 变为 的变换。4、 单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 5、 逆变角B与控制角a之间的关系为 o6、 MOSFET的全称是 。7、 功率开关管的损耗包括两方而，一方而是 :另一方而是 。8、 将直流电源的恒左电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的宜流电压的装置称为 器。9、 变频电路从变频过程可分为 变频和 变频两大类。10、 当晶闸管可控整流的负载

2、为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会 ,解决的办法就是在负载的两端 接一个 o11、 就无源逆变电路的PWM控制而言，产生SPWM控制信号的常用方法是 o12、 在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括： 和 。13、 IGBT的全称是 。14、 为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应为 -15、 当电源电压发生瞬时与直流侧电源 联，电路中会岀现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为 或 o16、 脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的 和 时间比，即调节 来控制逆变电压的大小和频率。17、型号为KP100-8的元件表示 管、它的额定电

3、压为 伏、额泄电流为 安。二、判断题1、 给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。2、 普通晶闸管外部有三个电极，分別是基极、发射极和集电极。3、 在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不帯续流二极管时，输出电压波形中没 有负而积。4、 GTO属于双极性器件。5、 电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能疑，必须在电力开关器件上反并联反 馈二极管。6、 对于三相全控桥整流电路，控制角u的计量起点为自然换相点。7、 IGBT属于电压驱动型器件。8、 晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。9、 在触发电路中采用脉冲变圧器可保障人员和设备的安全。10、 GTO的关断是靠门极加负信号出现门极反向

4、电流来实现的。三、选择题1、 普通晶闸管的通态电流（额左电流）是用电流的（）来表示的。A、有效值 B、最大值 C、平均值2、 普通的单相半波可控整流装置中一共用了（）晶闸管。A、一只 B、二只 C、三只 D、四只3、 变流器工作在逆变状态时，控制角必须在（）。A、0-90 B、30-120 C、60-150 D、90-1504、 比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）。A、GTO B、GTR C、MOSFET D、IGBT5、 可实现有源逆变的电路为（）。B、三相半控桥整流桥电路D、单相半控桥整流电路B、三相半控桥整流桥电路D、单相半控桥整流电路A、三相半波可控整流电路C、单相全控桥接

5、续流二极管电路6、 可实现有源逆变的电路为（）。A、三相半波可控整流电路C、单相全控桥接续流二极管电路7、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角丫的大小与哪几个参数有关（）。Xl8、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（）负载。A电阻性 B电感性 C 反电动势四、简答题1、 载波比N的左义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？2、 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？3、 在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是什么？4、 实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？5、 关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？6、 电压型逆变电路中反并联二极管

6、的作用是什么？7、 什么是有源逆变，什么是无源逆变？8、 电力变流器的换流方式有哪几种？9、 某晶闸管型号规格为KP200-8D,试问型号规格代表什么意义？10、 有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？11、 单极性和双极性PWM调制有什么区别？五、综合分析、计算题1、单相桥式全控整流电路，U2=00V t负载R = 2C,L值极大。当a二30。时,要求:作出叫、乙和L的波形；求整流输出平均电压d、电流匚，变压器二次侧电流有效值厶。2、三相全控桥整流电路，如图所示，设平波电感L值极大，U=110V,直流回路总等效电阻R二20,反电动势E二120V, Ud=100V,极性如图所示。通过立量讣

7、算说明直流侧回路中的功率平衡关系。 Ud3、三相全控桥，反电动势阻感负载,E=200V, R二1C, L二8, ”2二220V, a = 60当（1） Lh=0 （2） Lh = mH情况下分别求d、/d的值，后者还应求了的数值。4、晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管）,电路如图所示,U2=100V电阻电感 负载,R=20Q.L值很大，当a =60。时求流过器件电流的有效值，并作出Ud、Id、Ivr,h）的波形。5、单相全控桥,反电动势阻感负载，R二1C, L二8,卩2二100V, Lh = 0.5mH ,当Em二-99V,a = 60时求5、J、了的值。6、一单相交流调压器，

8、电源为工频220V,阻感串联作为负载，英中电阻为0. 5欧,感抗为0. 5 欧。试求：（1）开通角a的变化范围：（2） 负载电流的最大有效值：（3） 最大输出功率及此时电源侧的功率因数。7、有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=0.05mH,输 入电压Ud=15V,输岀电压U=10Vo求：（1）占空比D的大小：（2）电感中电流的峰-峰值A II。参考答案：一、 填空题见题目二、 判断题X X V V V V V X V V三、 选择题CADCA AAC四、 简答题1、载波比N的泄义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？答：载波比N左义为载波频率和调制波频率

9、丿；之比：N=/7力。同步调制：取N为常数，在变频时和力同步变化。异步调制：不变，力可变，使N变化的调制方式。2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？答：苴主要作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt,减少器件 的开关损耗。3、在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是什么？答：在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是保证上下 两组各有一只晶闸管能同时导通。4、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？答：（1）一立要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，英值应稍大于变 流器直流侧的平均电压。（2）变流器必须

10、工作在a-的区域内使50。25、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？答：关断缓冲电路是对dii/dt抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压， 抑制du/dt.减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt,减小器 件的开通损耗。6、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？答：（1）为交流侧向直流侧反馈能量提供通路。（2）续流。7、 什么是有源逆变，什么是无源逆变？答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，耙直流电逆变成同频率的交流反 送到电网去。无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负

11、 载。8、 电力变流器的换流方式有哪几种？答：电网换流、负载换流、强迫换流、器件换流。9、 某晶闸管型号规格为KP200-8D,试问型号规格代表什么意义？答：KP代表普通型晶闸管。200代表苴晶闸管的额定电流为200A。8代表晶闸管的正反向II犀值电压为800VoD代表通态平均压降为0.6V Ur 0.7V o10、 有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？答：最小有源逆变角受晶闸管的关断时间5折合的电角度、换相重叠角7以及安全裕 量角Q的限制。如果不能满足这些因素的要求的话，将导致逆变失败。11、 单极性和双极性PWM调制有什么区別？答：单极性PWM控制方式在调制信号的正半个周期或负半个周

12、期内，三角波载波是 单极性输岀的，所得的PWM波也是单极性范用内变化的。而双极性PWM控制方式中，三角波载波始终是有正有负，而输出的PWM波是双极性 的。五、综合分析、计算题1、解:心、-和L的波形如下图所示:输岀平均电压Ud、电流仃，变压器二次侧电流有效值厶分别为:Ud = 0.9/2 cos / 2*49又 cosa -cos(a + v) = zz_=:=0. 1089 , 0.9*100cos (a + /) =0. 5-0 1089-0. 6089/. a +/ = 127.5O /. /= 7.56、解：（1）负载阻抗角 =arctg = arctg- = R 0.5 4能使电压可

13、调的开通角Q的范围是：4（2）当a二时，负载电流有效值最大4=311A5 5 _ 220z Jr +(曲)2 7o.52+o.52最大输岀功率发生在喑时,V2=48. 37KW此时电源侧功率因数为A=cos-=0. 70747、解：(1)乞=丄5 DD = - = = 0.6675 15(2) S _U()af = 2A/L L1.333 Ar %叫 一。)UdD(l-D) 15x0.667(1-0.667)L JLUd JL 5OxlO3xO.O5xlO320092010学年第一学期期末考试卷课程名称电力电子技术 试卷编号 A考试方式闭卷 满分分值100分 考试时间120分钟题号一四总分得分

14、得分评卷人 一、 填空题（每空1分，共26分）1.将直流电变为交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为 ;当交流侧直接和负载相连时，称为 o2.PWM逆变电路根据直流侧电源性质的不同，也可分为 和 两种。目前实际应用的PWM逆变电路儿乎都是 电路。3.三相桥式全控整流电路，若整流变压器副边电压w2=lV2sindrv）带反电动 势阻感负载， = 30，则整流输出平均电压“心 。4.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下三类： 、 和5.电力半导体器件由于承受过电压、过电流的能力太差，所以其控制电路必须设有 和 保护电路。6.晶闸管导通的条

15、件有二：一是 ,二是 o7.电力电子器件驱动电路的任务是将 驱动电路还要提供 o8.若晶闸管电流的有效值是314A,则其额定电流为 Ao若该晶闸管阴、阳极间所加电压为lOOsin V,则其额定电压应为 Vo （不考虑晶闸管电流、电压的安全裕量。）9.电力变换通常可分为四大类，即交流变直流、 和 O10.电子技术包括 和 两大分支。11.在电压型逆变电路的PWM控制中，同一相上下两个桥臂的驱动信号是 的。但实际上为了防止上下两个桥臂直通而造成短路，在上 下两臂通断切换时要留一小段上下臂都施加关断信号的 o12.在三相全控桥整流电路中，触发脉冲可采用 触发与 触发两种方法。13.下列电力半导体器件

16、中，（ ）最适合用在小功率.高开关频率的电力电子电路中。a晶闸管 bGTR c电力MOSFET dIGBT14.三相桥式全控整流电路带大电感负载，则电路中晶闸管的触发角&的移相范 围是（ ）。a. 180 b. 150 c. 120 d. 9013有两组三相半波可控整流电路，一组是共阳极接法，一组是共阴极接法，如果它们的触发角都是&,那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉 冲对同一相来说，在相位上相差（ ）。a. 90 b. 180 c. 150 d. 12016.对于晶闸管可控整流电路，无论其工作在整流状态还是有源逆变状态，其换流方式都属于（ ）。a.器件换流 b.电网换流 c.负载换流

17、d.强迫换流17.下列电力电子器件中，属于电压控制型器件的是（ ）a. GTO b GTR c.晶闸管 d IGBT18.全控型器件的缓冲电路的作用是什么？试分析图1中RCD缓冲电路中各元件 的作用。缓沖电跑Lvd2S图119.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？20.什么是PWM控制？简述PWM控制的基本原理。21.什么是电压型逆变电路？有什么特点？22.单相桥式全控整流电路如图2, =100V,负载中R = 2G,厶值极大， 当a = 60时，要求：作出叫、5和的波形；求整流输出平均电压匕、 电流和变压器二次电流有效值*o23.单相交流调压电路，电源为工频220V,电阻性负载，R二5Q

18、,延迟角&二30。 试求：负载电压有效值负载电流有效值人；电源侧的功率因数。24.在图3的升压斩波电路中，已知E=50V, L值和C值极大，R = 10G,采用 脉宽调制控制方式，当T=40“s,匚=15时，计算输出电压平均值U。和输出电 流平均值【LV c =1%F 1图3得分评卷人五、波形分析题“0分）25.在图4所示三相半波整流电路中，如果b相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载和阻感负载下整流电压的波形（& = 30“）。R2009-2010学年第一学期期末考试卷答案课程名称 电力电子技术 试卷编号A 专业 电亘一、 填空题（每空1分，共25分）1.有源逆变 无源逆变 2.电压型 电流型

19、3. 117馅4.半控型器件不控型器件全控型器件5.过电压保护 过电流保护6.有正向阳极电压门极有足够大的触发电流7.按控制LI标的要求施加开通或关断的信号，对半控型器件提供开通控制信号, 对全控型器件则既要提供开通控制信号，乂要提供关断控制信号。提供控制电路 与主电路之间的电气隔离环节8.200A 100V 9.直流变交流交流变交流直流变直流10.信息电子技术 电力电子技术 11.互补 死区时间12.双窄脉冲 单宽脉冲二、 单项选择题（每小题2分，共10分）13. c 14. d 15. b 16. b 17. d三、 问答题（每小题5分，共25分）缓冲电路的作用是抑制器件的内因过电压、血/

20、宙、过电流和d/dh减小 器件的开关损耗。（3分）RCD缓冲电路中各元件的作用是：开通时，Cs经Rs放电，Rs起到限制放 电电流的作用；关断时，负载电流经VDs从Cs分流，使d“/d/减小，抑制过电 压。（2分）19.使变流器工作于有源逆变状态的条件有二：一是有直流电动势，其极性 和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压（3分）；二是晶闸管的控制 角an/2,使Ud为负值（2分）。20.PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的 宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。（1分）采样控制理论中有一条重要的理论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有 惯性

21、的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环 节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理。（1分）以正弦PWM控制为例。把正弦分成N等分，就可把其看成是N个彼此相 连的脉冲列组成的波形。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。如果把上述脉冲列用相 同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的 中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等，就得到PWM波形。各 PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。根据面积等等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周

22、，也可以用相同的方法得到PWM 波形。可见，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波是等效的。（3分）21.直流侧电源为电压源的逆变电路称为电压型逆变电路。（2分）电压型逆变电路的特点如下：（1） 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。（1分）（2） 输出电压为矩形波，输岀电流因负载阻抗不同而不同。（1分）（3） 阻感负载时需提供无功功率，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，逆变桥各臂并联反馈二极管。（1分）22.在电力电子电路中，在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，构成 辅助换流网络（2分），在开关过程前后引入谐振（1分），开关开通前电压

23、先降 为零，或关断前电流先降为零，消除电压、电流的重叠。可降低其至消除开关损 耗和开关噪声。这样的电路称为软开关电路。具有这样开关过程的开关称软开关（1 分）。四、计算题（每小题10分，共30分）22解:血、沐和2的波形如下图:输出平均电压S、电流/d,变压器二次电流有效值厶分别为 5 = 0.9 5 cos a =0.9X100 Xcos60 =45 (V) /d=5/R=45/2=22.5 (A)/2=/d =22.5 (A)晶闸管承受的最大反向电压为：715=10071 = 141.4 (V)考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：Un=(23) X 141.4=283424 (V)具体数值可

24、按晶闸管产品系列参数选取。流过晶闸管的电流有效值为：ZvT=/d/ V2 =15.91 (A)晶闸管的额定电流为：In=(1.52) X 15.91/ 1.57=15.2-20.27 (A)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。23解负载电压有效值U, = -sin 2a + - = 220*0.9855=216.81( V)负载电流有效值。=辿里=43.362(A)R 5电源侧的功率因数为丄 sin 2a + - =0.98552/r n输岀电压平均值u。- E = 40 x 50 =80(V)40 15输岀电流平均值I。80To=8(A)五、波形分析题（2分）3t河北科技大学电力电子技术试题

25、（第一章）一、填空1、 普通晶闸管内部有PN结外部有三个电极,分别是 极 扱和 极。1、 两个.阳极A、阴极K.门极G。2、 晶闸管在其阳极与阴极之间加上 电压的同时，门极上加上 电压，晶闸管就导通。2、 正向.触发。3、 、晶闸管的工作状态有正向 状态，正向 状态和反向 状态。3、 阻断、导通.阻断。4、某半导体器件的型号为KP50-7的，其中KP表示该器件的名称 为 50表示 , 7表示 o普通晶闸管.额定电流50A、额定电压100Vo5、 只有当阳极电流小于 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。5、 维持电流。6、 当增大晶闸管可控整流的控制角a ,负载上得到的直流电压平均值会 o6、 减

26、小。7、 按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为 性负载， 性负载和 负载三大类。7、 电阻.电感、反电动势。8、 当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会 ，解决的办法就是在负载的两端 接一个 o8、 减小、并接.续流二极管。9、 工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角 、电流波形不连续、呈 状、电流的平均值 o要求管子的额定电流值要些。9、 小、脉冲、小.大。10、 单结晶体管的内部一共有 个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是 极、 极和 极。10、一个.发射极E、第一基极Bl、第二基极B2。11、 当单结晶体管的发射极电压高于 电压时就导通；

27、低于电压时就截止。11、 峰点、谷点。12、 触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压 ,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的 被触发，才能得到稳定的直流电压。12、 同步、时刻。13、 晶体管触发电路的同步电压一般有 同步电压和 电压。13、 正弦波.锯齿波。14、 正弦波触发电路的同步移相一般都是釆用 与一个或儿个 的叠加，利用改变 的大小，来实现移相控制。14、 正弦波同步电压.控制电压、控制电压。15、 在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止 损坏晶闸管的。15、 关断过电压。16、 为了防止雷电对晶闸管的损坏，可在整流变压器的一次线圈两端并接_个 或 O16、 硒堆、压敏电阻。16、用来保护晶闸管过电流的熔断器叫 o16、快速熔断器。2.判断题 对的用丁表示、错的用X表示（每小题1分、共10分）1、 普通晶闸管内部有两个PN