电力电子技术 期末考试试题与答案.docx

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电力电子技术期末考试试题与答案

电力电子技术试题

第1章电力电子器件

1、电力电子器件一般工作在__开关__状态。

2、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、电力电子器件组成得系统,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与电流得过冲,往往需添加_保护电路__。

4、按内部电子与空穴两种载流子参与导电得情况,电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。

5、电力二极管得工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。

6、电力二极管得主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。

7、肖特基二极管得开关损耗_小于_快恢复二极管得开关损耗。

8、晶闸管得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__。

9、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__Ubo。

11、逆导晶闸管就是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上得功率集成器件。

12、GTO得__多元集成__结构就是为了便于实现门极控制关断而设计得。

13、MOSFET得漏极伏安特性中得三个区域与GTR共发射极接法时得输出特性中得三个区域有对应关系,其中前者得截止区对应后者得_截止区_、前者得饱与区对应后者得__放大区__、前者得非饱与区对应后者得_饱与区__。

14、电力MOSFET得通态电阻具有__正__温度系数。

15、IGBT得开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__,开关速度__小于__电力MOSFET。

16、按照驱动电路加在电力电子器件控制端与公共端之间得性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_与_电流驱动型_两类。

17、IGBT得通态压降在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。

18、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,属于不可控器件得就是_电力二极管__,属于半控型器件得就是__晶闸管_,属于全控型器件得就是_GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT_;属于单极型电力电子器件得有_电力MOSFET_,属于双极型器件得有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_,属于复合型电力电子器件得有__IGBT_;在可控得器件中,容量最大得就是_晶闸管_,工作频率最高得就是_电力MOSFET,属于电压驱动得就是电力MOSFET、IGBT_,属于电流驱动得就是_晶闸管、GTO、GTR_。

第2章整流电路

1、电阻负载得特点就是_电压与电流成正比且波形相同_,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角α得最大移相范围就是_0180O_。

　　2、阻感负载得特点就是_流过电感得电流不能突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管得电路中,晶闸管控制角α得最大移相范围就是__0180O_,其承受得最大正反向电压均为___,续流二极管承受得最大反向电压为___（设U2为相电压有效值）。

　　3、单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,α角移相范围为__0180O_,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为__与_;带阻感负载时,α角移相范围为_090O_,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为___与___;带反电动势负载时,欲使电阻上得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α大于不导电角δ时,晶闸管得导通角θ=_παδ_;当控制角α小于不导电角δ时,晶闸管得导通角θ=_π2δ_。

5、电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受得最大正向电压UFm等于___,晶闸管控制角α得最大移相范围就是_0150o_,使负载电流连续得条件为____（U2为相电压有效值）。

　　6、三相半波可控整流电路中得三个晶闸管得触发脉冲相位按相序依次互差_120o_,当它带阻感负载时,α得移相范围为__090o_。

　　7、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得晶闸管对应得就是_最高__得相电压,而共阳极组中处于导通得晶闸管对应得就是_最低_得相电压;这种电路α角得移相范围就是_0120o_,ud波形连续得条件就是__。

8、对于三相半波可控整流电路,换相重迭角得影响,将使用输出电压平均值__下降_。

　　9、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___,随负载加重Ud逐渐趋近于_0、9U2_,通常设计时,应取RC≥_1、52、5_T,此时输出电压为Ud≈__1、2_U2（U2为相电压有效值,T为交流电源得周期）。

　　10、电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流id断续与连续得临界条件就是__,电路中得二极管承受得最大反向电压为__U2。

　　11、实际工作中,整流电路输出得电压就是周期性得非正弦函数,当α从0°～90°变化时,整流输出得电压ud得谐波幅值随α得增大而_增大_,当α从90°～180°变化时,整流输出得电压ud得谐波幅值随α得增大而_减小_。

　12、逆变电路中,当交流侧与电网连结时,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<α<π/2时,电路工作在__整流_状态;π/2<α<π时,电路工作在__逆变_状态。

　　13、在整流电路中,能够实现有源逆变得有_单相全波_、_三相桥式整流电路_等（可控整流电路均可）,其工作在有源逆变状态得条件就是_有直流电动势,其极性与晶闸管导通方向一致,其值大于变流器直流侧平均电压_与__晶闸管得控制角α>90O,使输出平均电压Ud为负值_。

　　14、晶闸管直流电动机系统工作于整流状态,当电流连续时,电动机得机械特性为一组_平行得直线_,当电流断续时,电动机得理想空载转速将_抬高_,随α得增加,进入断续区得电流_加大_。

　　15、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。

　　16、大、中功率得变流器广泛应用得就是_晶体管__触发电路,同步信号为锯齿波得触发电路,可分为三个基本环节,即_脉冲得形成与放大__、_锯齿波得形成与脉冲移相_与_同步环节_。

第3章直流斩波电路

1、直流斩波电路完成得就是直流到_直流_得变换。

　　2、直流斩波电路中最基本得两种电路就是_降压斩波电路与_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_与_（ton与T都可调,改变占空比）混合型。

　　4、升压斩波电路得典型应用有_直流电动机传动_与_单相功率因数校正_等。

5、升降压斩波电路呈现升压状态得条件为________。

6、CuK斩波电路电压得输入输出关系相同得有__升压斩波电路___、__Sepic斩波电路_与__Zeta斩波电路__。

　　7、Sepic斩波电路与Zeta斩波电路具有相同得输入输出关系,所不同得就是:

_Sepic斩波电路_得电源电流与负载电流均连续,_Zeta斩波电路_得输入、输出电流均就是断续得,但两种电路输出得电压都为__正_极性得。

　　8、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与第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瞧作一个_升压_斩波电路与一个__降压_斩波电路得组合;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—交流电力变换电路

1、改变频率得电路称为_变频电路_,变频电路有交交变频电路与_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α得移相范围为_0180O_,随α得增大,Uo_降低_,功率因数λ_降低__。

　　3、单相交流调压电路带阻感负载,当控制角α＜ϕ（ϕ=arctan（ωL/R））时,VT1得导通时间_逐渐缩短_,VT2得导通时间__逐渐延长_。

　　4、根据三相联接形式得不同,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得控制角α得移相范围为_90O180O_,线电流中所含谐波得次数为_6k±1_。

　　5、晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻得原则就是:

_该时刻交流电源电压应与电容器预先充电电压相等_。

　　6、把电网频率得交流电直接变换成可调频率得交流电得变流电路称为__交交变频电路_。

　　7、单相交交变频电路带阻感负载时,哪组变流电路工作就是由_输出电流得方向_决定得,交流电路工作在整流还就是逆变状态就是根据_输出电流方向与输出电压方向就是否相同_决定得。

　　8、当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时,单相交交变频电路得输出上限频率约为_20Hz__。

　　9、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_与_输出星形联结方式_,其中主要用于中等容量得交流调速系统就是_公共交流母线进线方式_。

　　10、矩阵式变频电路就是近年来出现得一种新颖得变频电路。

它采用得开关器件就是_全控_器件;控制方式就是_斩控方式__。

1、请在空格内标出下面元件得简称:

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就是MOSFET与GTR得复合管。

2、晶闸管对触发脉冲得要求就是要有足够得驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高与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　得问题,解决得方法就是　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KS1008得元件表示双向晶闸管晶闸管、它得额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。

6、180°导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在_同一桥臂上得上、下二个元件之间进行;而120º导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在_不同桥臂上得元件之间进行得。

7、当温度降低时,晶闸管得触发电流会　增加、、正反向漏电流会下降、;当温度升高时,晶闸管得触发电流会　下降、、正反向漏电流会增加。

8、在有环流逆变系统中,环流指得就是只流经两组变流器之间而不流经负载得电流。

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=β得工作方式。

9、常用得过电流保护措施有　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、逆变器按直流侧提供得电源得性质来分,可分为电压型型逆变器与电流型型逆变器,电压型逆变器直流侧就是电压源,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得换流就是在桥路得本桥元件之间元件之间换流,每只晶闸管导电得角度就是180º度;而电流型逆变器直流侧就是电流源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧就是用电感滤波,电流型三相桥式逆变电路换流就是在异桥元件之间元件之间换流,每只晶闸管导电得角度就是120º

度。

11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压得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。

12、由晶闸管构成得逆变器换流方式有负载换流与强迫换流。

13、按逆变后能量馈送去向不同来分类,电力电子元件构成得逆变器可分为有源、逆变器与无源逆变器两大类。

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

15、单结晶体管产生得触发脉冲就是尖脉冲脉冲;主要用于驱动　小　　功率得晶闸管;锯齿波同步触发电路产生得脉冲为　　强触发脉冲　　　脉冲;可以触发大功率得晶闸管。

17、为了减小变流电路得开、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流开关与零电压开关两大类。

18、直流斩波电路在改变负载得直流电压时,常用得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得有效值电流为ITn等于1、57倍IT（AV）,如果IT（AV）=100安培,则它允许得有效电流为157安培。

通常在选择晶闸管时还要留出1、5—2倍得裕量。

20、通常变流电路实现换流得方式有器件换流,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就是,负载就是阻感性时移相范围就是。

22、在电力晶闸管电路中,常用得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、。

晶闸管得维持电流IH就是指在温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得最小阳极电流。

25、普通晶闸管得图形符号就是,三个电极分别就是阳极A,阴极K与门极G晶闸管得导通条件就是阳极加正电压,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;关断条件就是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时,导通得晶闸管关断。

、。

27、绝缘栅双极型晶体管就是以电力场效应晶体管栅极;作为栅极,以以电力晶体管集电极与发射极复合而成。

28、在电力晶闸管电路中,常用得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、晶闸管得换相重叠角与电路得触发角α;变压器漏抗XB;平均电流Id;电源相电压U2。

等到参数有关。

31、单相全波可控整流电路中,晶闸管承受得最大反向电压为。

三相半波可控整流电路中,晶闸管承受得最大反向电压为。

（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,一就是用

大于60º小于120º得宽脉冲,触发;二就是用脉冲前沿相差60º得双窄脉冲触发。

35、带平衡电抗器得双反星形电路,变压器绕组同时有两相相导电;晶闸管每隔60度换一次流,每只晶闸管导通120度,变压器同一铁心柱上得两个绕组同名端相反,所以以两绕组得电流方向也相反,因此变压器得铁心不会被磁化。

36、三相桥式全控整流电路就是由一组共阴极三只晶闸管与一组共阳极得三只晶闸管串联后构成得,晶闸管得换相就是在同一组内得元件进行得。

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,,一个就是共阴极得,另一个就是共阳极得元件,且要求不就是不在同一桥臂上得两个元件。

37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间得电角度称为控制角角,用α表示。

38、一般操作引起得过电压都就是瞬时尖峰电压,经常使用得保护方法就是阻容保护、

而对于能量较大得过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用得方法有压敏电阻与硒堆。

。

39、交流零触发开关电路就就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断得。

40、型号为KS1008得元件表示双向晶闸管管、它得额定电压为800V、伏、额定电流为100A安。

41、实现有源逆为得条件为要有一个直流逆变电源,它得极性方向与晶闸管得导通方向一致,其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出得平均电压;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得直流电机得四象限运行系统中,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、有源逆变指得就是把直流能量转变成交流能量后送给电网得装置。

44、给晶闸管阳极加上一定得正向电压;在门极加上正向门极电压,并形成足够得门极触发电流,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,输出到负载得平均电压波形脉动频率为150HZ;而三相全控桥整流电路,输出到负载得平均电压波形脉动频率为300HZ;这说明三相桥式全控整流桥电路得纹波系数比三相半波可控流电路电路要小。

47、造成逆变失败得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

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,单宽脉冲得宽度一般

取90º度较合适;如采用双窄脉冲触发时,双窄脉冲得间隔应为60º度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时,电路得移相范围0º150º,三相全控桥电阻性负载时,电路得移相范围0º120º,三相半控桥电阻性负载时,电路得移相范围0º150。

51、锯齿波触发电路得主要环节就是由同步环节;锯齿波形成;脉冲形成;整形放大;强触发及输出环节组成。

电力电子技术问答分析题

1、晶闸管两端并联R、C吸收回路得主要作用有哪些？

其中电阻R得作用就是什么？

R、C回路得作用就是:

吸收晶闸管瞬间过电压,限制电流上升率,动态均压作用。

R得作用为:

使L、C形成阻尼振荡,不会产生振荡过电压,减小晶闸管得开通电流上升率,降低开通损耗。

、

2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少得条件？

直流侧必需外接与直流电流Id同方向得直流电源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β<90º（α>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、晶闸管触发得触发脉冲要满足哪几项基本要求？

A:

触发信号应有足够得功率。

B触发脉冲应有一定得宽度,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得阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。

4、单相桥式半控整流电路,电阻性负载。

当控制角

α=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,在一周期内得电压波形图。

6、什么就是逆变失败？

逆变失败后有什么后果？

形成得原因就是什么

逆变失败指得就是:

逆变过程中因某种原因使换流失败,该关断得器件末关断,该导通得器件末导通。

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。

逆变失败后果就是严重得,会在逆变桥与逆变电源之间产生强大得环流,损坏开关器件。

产生逆变失败得原因:

一就是逆变角太小;二就是出现触发脉冲丢失;三就是主电路器件损坏;四就是电源缺相等。

8、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld得名称与作用。

①星形接法得硒堆过电压保护;②三角形接法得阻容过电压保护;

③桥臂上得快速熔断器过电流保护;④晶闸管得并联阻容过电压保护;

⑤桥臂上得晶闸管串电感抑制电流上升率保护;⑥直流侧得压敏电阻过电压保护;

⑦直流回路上过电流快速开关保护;VD就是电感性负载得续流二极管;

Ld就是电动机回路得平波电抗器;

9、为使晶闸管变流装置正常工作,触发电路必须满足什么要求？

A、触发电路必须有足够得输出功率;B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;C、触发脉冲要有一定得宽度,且脉冲前沿要陡;D、触发脉冲得移相范围应能满足主电路得要求;

10、下图为一单相交流调压电路,试分析当开关Q置于位置1、2、3时,电路得工作情况并画出开关置于不同位置时,负载上得到得电压波形。

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Ⅰ+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Ⅰ+触发方式导通。

负半周,双向晶闸管Ⅲ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,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、ED及id得方向。

（2）、说明E与Ud得大小关系。

（3）、当α与β得最小值均为30度时,控制角α得移向范围为多少？

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,控制角得移相范围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,控制角得移相范围90°~150°。

一、填空

1、请在正确得空格内标出下面元件得简称:

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就是  MOSFET与  GTR  得复合管。

2、晶闸管对触发脉冲得要求就是   要有足够得驱动功率 、    触发脉冲前沿要陡幅值要高    与  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 得问题,解决得方法就是   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KS1008得元件表示   双向晶闸管 晶闸管、它得额定电压为  800V  伏、额定有效电流为  100A  。

6、180°导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在 同一桥臂 上得上、下二个元件之间进行;而120º导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相就是在 不同桥臂上得元件之间进行得。

7、当温度降低时,晶闸管得触发电流会  增加  、正反向漏电流会  下降  ;当温度升高时,晶闸管得触发电流会 下降 、正反向漏电流会  增加 。

2、由晶闸管构成得逆变器换流方式有  负载换流与  强迫（脉冲）换流。

3、按逆变后能量馈送去向不同来分类,电力电子元件构成得逆变器可分为  有源 逆变器与 无源 逆变器两大类。

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

5、单结晶体管产生得触发脉冲就是    尖脉冲 脉冲;主要用于驱动　小功率得晶闸管;锯齿波同步触发电路产生得脉冲为　强触发脉冲　脉冲;可以触发     大   功率得晶闸管。

1、普通晶闸管得图形符号就是            ,三个电极分别就是 阳极A, 阴极K与  门极G  晶闸管得导通条件就是  阳极加正电压,  阴极接负电压,