电力电子技术复习大纲.docx

1、电力电子技术复习大纲1、三相全控桥整流电路如下图所示。已知电感负载L=0.2H、=30、R=1、变压器二次相电压U2=100V。试画出ud的波形，计算负载的平均整流电压Ud和负载电流平均值Id。2、型号为KP100-3，维持电流IH=4mA的晶闸管，使用在下图所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量) 解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。本题给定晶闸管的维持电流IH3mA，那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶闸管即使被触发导通，阳极电流为100V/50K3 mA，远小于擎住电流，晶闸管不可能导通，故不合理。 （b）图主要是加强对晶闸

2、管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流100A。图中数据表明，晶闸管可能承受的最大电压为311V，大于管子的额定电压，故不合理。 （c）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A，小于晶闸管的额定电流有效值1.57100157A，晶闸管可能承受的最大电压150V，小于晶闸管的额定电压300V，在不考虑电压、电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。3、一交流单相晶闸管调压器，用作控制从220V交流电源送至电阻为0.5，感抗为0.5的串联负载电路的功率。试求：（1） 控制角范围；（2） 负载电

3、流的最大有效值。4、某电阻性负载要求024V直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用由220V交流直接供电和由变压器降压到60V供电的单相半波可整流电路，是否两种方案都能满足要求?试计算两种情况下晶闸管导通角、额定电压、额定电流、电路的功率因数及对电源容量的要求。解：（1） 采用220V电源直接供电，当=0时Ud00.45U2=99V 采用整流变压器降至60V供电，当=0时Ud00.45U2=27V 所以只要适当调节角，上述两种方案均满足输出024V直流电压的要求。 （2）采用220V电源直流供电，因为，其中在输出最大时，U2220V，Ud24V，则计算得121，T18012159晶闸管承受

4、的最大电压为UTMU2311V考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2UTM=622V流过晶闸管的电流有效值是IT，其中，121，则IT84A考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为因此，所选晶闸管的额定电压要大于622V，额定电流要大于107A。电源提供的有功功率电源的视在功率电源侧功率因数（3）采用整流变压器降至60V供电，U260V，Ud24V，由计算得39，T18039141晶闸管承受的最大电压为UTMU284.9V考虑2倍裕量，晶闸管额定电压UTn=2UTM=169.8V流过晶闸管的电流有效值是IT考虑2倍裕量，则晶闸管额定电流应为因此，所选晶闸管的额定电压要大于169.8V ，额定电流要大

5、于65.5A。电源提供的有功功率电源的视在功率电源侧功率因数通过以上计算可以看出，增加了变压器后，使整流电路的控制角减小，所选晶闸管的额定电压、额定电流都减小，而且对电源容量的要求减小，功率因数提高。所以，采用整流变压器降压的方案更合理。5、三相全控桥式整流电路带大电感负载，负载电阻Rd=4，要求Ud从0220V之间变化。试求： (1)不考虑控制角裕量时，整流变压器二次线电压。(2)计算晶闸管电压、电流值，如电压、电流取2倍裕量，选择晶闸管型号。解：（1）因为Ud=2.34U；不考虑控制角裕量，时（2）晶闸管承受最大电压为取2倍的裕量,URM=460.6V晶闸管承受的平均电流为IdT=Id又因

6、为所以IdT=18.33A，取2倍的裕量IdTmax=36.67(A)选择KP505的晶闸管。 6、如图所示的电路工作在电感电流连续的情况下，器件T的开关频率为100kHz，电路输入电压为交流220V，当RL两端的电压为400V时，求占空比的大小； 7、三相半波相控整流电路带大电感负载，Rd=10，相电压有效值U2=220V。求=45时负载直流电压Ud、流过晶闸管的平均电流IdT和有效电流IT，画出ud、iT2、uT3的波形。解：Ud=1.17U2cos=182VId=Ud/Rd=182/10=18.2AIdT=1/3 *Id=6.1AIT=0.577Id=10.5A8、分别画出GTO、GTR

7、、IGBT、MOSFET、SCR的符号。9、简述电流型逆变电路的特点。10、写出升压式变换电路、降压式变换电路输入输出电压的关系式。 11、简述什么是逆变失败。12、什么叫GTR的一次击穿?什么叫GTR的二次击穿?答：二次击穿是指器件发生一次击穿后，集电极电流急剧增加，在某电压电流点将产生向低阻抗高速移动的负阻现象。13、什么是电压型逆变电路？有何特点？14、试说明PWM控制的工作原理。答：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波形（含形状和幅值）。 在采样控制理论中有一条重要的结论：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

8、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。 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个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于/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（冲量）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。根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法

9、得到PWM波形。可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。15、带电阻性负载三相半波相控整流电路，如触发脉冲左移到自然换流点之前15处，分析电路工作情况，画出触发脉冲宽度分别为10和20时负载两端的电压 ud波形解：当触发脉冲宽度分别为10，如图所示，当触发脉冲ug1触发U相晶闸管，则U相晶闸管导通。当ug2触发V相晶闸管时，这时U相电压高于V相电压，所以V相晶闸管不导通，U相晶闸管继续导通。过了自然换相点后，尽管V相电压高于U相电压，但V相晶闸管的触发脉冲已消失，所以V相晶闸管仍不导通。U相晶闸管导通到过零点关断。这样下去，接着导通的是W相晶闸管。由此可以看出，由于晶闸管间隔导通而出现了输出波形相序混乱现象，这是不允许的。16、晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极阴极间电压或增大主电路中的电阻。晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压决定。