第6章 晶闸管变流装置
变流装置中晶闸管的保护
差 而 造 成 的 ，所 以 应 分 析 过 电 流 和 过 电 压 发 生 的原 因 ，以便 采 取恰 当 的保护 措施 。
２１ 产 生过 电流 的原 因 ．
加强侧部散热 ，操作时靠近大面保 温料少加 ，辅助边 部加工作业 ，靠近大面的老壳全部处理掉 ，使侧部热
维普资讯
２０ 年第 ２ ０８ 期
一 海 斟 技
变流 装置 巾晶 闸管 硇保 护
闫科 伦
（ 国铝 业青 海分 公 司机修 厂 ，青 海 中
大通
８ ００ ） １ １８
摘 要 ：本文对造 成变流装置 中晶闸管损坏 的原 因—— 晶闸管承受过 电流和过电压的能力较差进行 了分析 ，针对损 坏原 因，概述了晶闸管的过电流保护 和过 电压保护方法 ，在生产实践 中可选择应用 。 关键词 ：变流装置 ；晶闸管 ；保护方法 ；选择应用
帮。
５ 结 束 语
２０ Ａ预焙 电解 槽 电流 强 化后 ，造 成 红 炉 帮较 为 ０ｋ 严重 ，经 分 析研 究 ，采取 了 “ 部 加 工作 业 ，优化 工 边 艺技 术 条件 ，加 强 侧 部散 热 ，控 制 换 极操 作 质 量 ” 的 对策 后 ，在 短 时 间 内解 决 了侧部 炉免 多余 的氧化铝进人 电解槽 ，
造 成 沉淀 ，影 响 电解 槽 正 常下 料 ，导致 槽 内 氧化 铝 浓 度 分 布不 均 匀 ，局部 炉 帮 熔化 。拔 出残 极 后 ，用 耙 子 将 该 阳极 底 部 碎 块 沿 炉 底 轻 扒 到 侧 部 ，人 为 制 造 炉
量 尽 可能 散发 ，形 成 炉 帮 。 同时 ，侧 部 钢 壳 焊接 散热 片 ，使 槽壳 侧壁 钢板 温度 降 低 。 （） 控制 换极 操 作 质 量 ：换 极操 作 质 量 的好 坏 直 ４ 接 影 响 电解槽 的平稳 生 产 。换 极 和边 部 加 工作 业 时 浮
电力电子技术_王兆安第6章
io O u VT O 图4-2 阻感负载单相交流调压 电路及其波形
t
t
6.1.1 单相交流调压电路
–
数量关系
Uo =
1
负载电压有效值：
a
a
( 2U 1 sin t ) 2 d ( t )
= U1
1 sin 2a sin( 2a 2 )
瞬态微分方 程求解可得
为交流调功电路 控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制即可 通常晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载 电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常 意义的谐波污染
6.2.1 交流调功电路
电阻负载时的工作情况
– 控制周期为M倍电源周期，晶闸管在前N个周期 导通，后M－N个周期关断 – 当M=3、N=2时的电路波形如图 交流调功电路典型波形(M =3、N =2)
负载电流有效值
I0 =
2 IVT
6.1.1 单相交流调压电路
3.单相交流调压电路的谐波分析
电阻负载的情况
波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波
式中:
a1 =
an =
uo (t ) =
n =1, 3, 5,
(a
n
cos n t bn sin n t )
2U 1 sin 2a 2( a ) 2
t 正负半周a 起始时刻 O （a =0）均为电压过 io 零时刻，稳态时，正 t O 负半周的a 相等 u
VT
t
t
t
t
O
t
6.1.1 单相交流调压电路
数量关系
VT 1 VT 2 u1 io uo R
负载电压有效值
电力电子(晶闸管整流)
一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统，要紧设计内容有1、电路功能：〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压，操纵直流电动机的转速。
〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成，主电路要紧环节：整流电路及保卫电路。
操纵电路要紧环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。
〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。
〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
4、绘制总电路图5、写出设计报告；要紧的设计条件有：1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压：〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流，将三相交流电变为直流电。
要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输进电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
整流变压器的功能：1.是提供整流系统适当的电压，2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
电力电子技术知到章节答案智慧树2023年潍坊科技学院
电力电子技术知到章节测试答案智慧树2023年最新潍坊科技学院第一章测试1.电力变换通常可分为（）。
参考答案:交流变直流;直流变交流;直流变直流;交流变交流2.电力电子系统的组成（）。
参考答案:控制电路;主电路;驱动电路;检测电路3.电力电子技术的基础是（）。
参考答案:电力电子器件的制造技术4.电力电子技术所变换的电力，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦。
（）参考答案:对5.信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术则主要用于电力变换。
（）参考答案:对6.电子技术包括信息电子技术和电力电子技术。
（）参考答案:对7.电力电子学和电力学的主要关系是电力电子技术广泛应用于电气工程中。
（）参考答案:对8.电力电子装置被广泛应用于（）。
参考答案:静止无功补偿;电力机车牵引;交直流电力传动;高压直流输电9.电力电子技术是弱电控制强电的技术。
（）参考答案:对10.用于电力变换的电子技术在晶闸管出现以后才实现。
（）参考答案:错第二章测试1.晶闸管电流的波形系数定义为（）。
参考答案:2.晶闸管的伏安特性是指（）。
参考答案:阳极电压与阳极电流的关系3.为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）。
参考答案:抗饱和电路4.过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。
（）对5.选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以1.5-2。
（）参考答案:对6.取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的（）。
参考答案:额定电压7.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电流驱动型两类。
（）参考答案:对8.晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的封装结构有（）。
参考答案:平板形;螺栓形9.在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是阳极。
（）对10.晶闸管的断态不重复峰值电压UDSM与转折电压UBO在数值大小上应为UDSM大于UBO。
（）参考答案:错第三章测试1.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（）。
电力电子变流技术全本书课后答案
电力电子变流技术全本书课后答案习题与摸索题解1-1．晶闸管导通的条件是什么？如何样使晶闸管由导通变为关断？解：晶闸管导通的条件是：阳极承担正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。
门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到坚持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。
导通后的晶闸管管压降专门小。
使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－坚持电流ＩＨ以下。
其方法有二：１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；２）增加负载回路中的电阻。
1-2．型号为KP100-3的晶闸管，坚持电流I H =4mA ，使用在题1-2图中的电路中是否合理？什么缘故〔不考虑电压、电流裕量〕？解：依照机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为一般闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指承诺流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ，3表示额定电压为300V 。
关于图(a)，假假设晶闸管V 被触发开通，由于电源为直流电源，那么晶闸管流过的最大电流为()mA I V 2105001003=⨯= 因为I V < I H ，而I H < I L ，I L 为擎住电流，通常I L =(2~4) I H 。
可见，晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流，因此，图(a)不合理。
关于图(b)，电源为交流220V ，当α=0°时，最大输出平均电压9922045.045.02=⨯=≈U U d 〔Ｖ〕平均电流 9.91099===R U d VAR I (A) 波形系数 57.1≈=VARV f I I K 因此， ＩＶ＝K f 。
ＩＶＡＲ＝1.57×9.9＝15.5(A)而KP100-3承诺流过的电流有效值为I VE ＝1.57×100＝157(A)， I L < I V <I VE ，因此，电流指标合理。
电力电子应用技术 第5版答案 第2章 思考题和习题
思考题和习题1. 单相全控桥式整流电路带大电感负载，U2=220V，R d=4Ω，计算α=60︒时，整流输出电压U d、电流平均值I d。
如果负载端并接续流二极管，其U d和I d又为多少？并求流过晶闸管和续流二极管的平均电流和有效值电流，画出这两种情况的电压和电流波形。
解：(1) 因为电路带大电感负载，所以电流连续。
整流输出电压U d = 0.9U2cosα =0.9220cosα⨯⨯= 99V；电流平均值I d = U d/R d = 24.75A；流过晶闸管的平均电流I dVT = 12I d = 12.375A；流过晶闸管的有效电流I VT = 12I d = 17.50A。
(2) 若负载端并接续流二极管，则整流输出电压U d = 0.9U21cos2α+=1cos600.92202+⨯⨯= 148.5V；电流平均值I d = U d/R d = 37.125A；流过晶闸管的平均电流I dVT = 2παπ-I d = 32πππ-I d = 12.375A ；流过晶闸管的有效电流I VT =2παπ-I d = 21.43A ； 流过续流二极管的平均电流I dVDR = απI d = 13I d = 12.375A ；流过续流二极管的有效电流I VDR =απI d = 21.43A 。
2. 单相全控桥式整流电路，U 2=200V ，R d =2Ω，电感L 极大，反电动势E =100V ， 当α=45︒时，试求：(1)画出u d 、i d 、i VT1、i 2和u VT1的波形。
(2)计算整流输出电压U d 、电流平均值I d 、晶闸管电流的平均值I dVT 和有效 值I VT 以及变压器二次电流有效值I 2。
(3)按2倍裕量确定晶闸管的额定电流。
解：(1)(2) 整流输出电压U d = 0.9U 2cos α = 127.28V ； 电流平均值 I d =d dU ER -=13.64A ； 晶闸管电流的平均值I dVT = d2I =6.82A ； 晶闸管电流的有效值I VT =d2； 变压器二次电流有效值I 2 = I d = 13.64A 。
(完整版)电力电子技术简答题
2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。
造成逆变失败的原因主要有：（2分）触发电路工作不可靠。
例如脉冲丢失、脉冲延迟等。
晶闸管本身性能不好。
在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。
交流电源故障。
例如突然断电、缺相或电压过低等。
估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。
换相的裕量角过小。
主要是对换相重叠角逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件（4分）防止逆变失败采用最小逆变角βmin防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。
关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。
（3分）实现关断的方式：1>减小阳极电压。
2>增大负载阻抗。
3>加反向电压。
3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？（5分）答：由逆变可知，晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路，它们不能输出负电压Ud固不能实现有源逆变。
（5分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3) 阻感负载时需提供无功。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
（3分）3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？答：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：（1）变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。
（3分）（2）变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，且满足Ud<Ed。
电力电子技术_习题集(含答案)
《电力电子技术》课程习题集一、单选题1.晶闸管内部有（）PN结。
A、一个B、二个C、三个D、四个2.电力二极管内部有（）个PN结。
A、一个B、二个C、三个D、四个3.双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（）电极。
A、一个B、两个C、三个D、四个4.比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR5.下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（）A、GTRB、MOSFETC、IGBTD、SR6.比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（）。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、IGBT7.下列半导体器件中属于电压型控制器件的是（）。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR8.压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来作（）。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护9.晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（）。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护10.普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的。
A、有效值B、最大值C、平均值D、最小值11.晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好。
A、愈大B、愈小C、不变D、为零12.快速熔断器在晶闸管整流电路中主要是用来作（）。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护13.当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相( )。
A、串联B、并联C、串并联14.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )。
A、导通状态B、关断状态C、饱和状态D、不定15.当晶闸管的额定电流小于实际要求时，可以用两个以上同型号的器件相 ( )。
A、串联B、并联C、串并联16.晶闸管整流电路中直流电动机应该属于（）负载。
A、电阻性B、电感性C、反电动势D、不定17.晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会（）。
A、不变B、增大C、减小D、不定18.三相可控整流与单相可控整流相比较，输出直流电压的纹波系数（）。
机电一体化第六章伺服驱动控制系统设计
钟。 F.体积小、自定位和价格低是步进电动机驱动控制的三大优势。 G. 步进电机控制系统抗干扰性好
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二、 伺服驱动控制系统设计的基本要求
1. 高精度控制 2. 3. 调速范围宽、低速稳定性好 4. 快速的应变能力和过载能力强 5. 6.
闭环调节系统。
(4) ①
② 调节方法。
(5) ① 使用仪器。用整定电流环的仪器记录或观察转速实际值波形，电
② 调节方法。
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六、 晶体管脉宽(PWN)直流调速系统
晶体管脉宽直流调速系统与用频率信号作开关的晶闸管系统相比，具 (1) 由于系统主电源采用整流滤波，因而对电网波形影响小，几乎不 (2) 由于晶体管开关工作频率很高（在2 kHz左右），因此系统的 (3) 电枢电流的脉动量小，容易连续，不必外加滤波电抗器也可平稳 (4) 系统的调速范围很宽，并使传动装置具有较好的线性，采用Z2
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(2) ① A. 步进电动机型号：130BYG3100D (其他型号干扰大) B. 静转矩15 N·m C. 步距角0.3°/0 6°
D. 空载工作频率40 kHz E. 负载工作频率16 kHz ② A. 驱动器型号ZD-HB30810 B. 输出功率500 W C. 工作电压85～110 V D. 工作电流8 A E. 控制信号，方波电压5～9 V，正弦信号6～15 V ③ 控制信号源。
(3) ① 标准信号控制系统（如图6-16） ②检测信号控制系统 （如图6-17）
③ 计算机控制系统（如图6-18）
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图6-16 标准信号控制系统图 图6-17 检测信号控制系统图 图6-18 计算机控制系统图
电力电子考试题库（含答案）
电⼒电⼦考试题库（含答案）⼀、填空（每空 1 分）1、请在正确的空格内标出下⾯元件的简称：电⼒晶体管GTR；图形符号为；可关断晶闸管 GTO；图形符号为；功率场效应晶体管MOSFET ；图形符号为；绝缘栅双极型晶体管IGBT；图形符号为； 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，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，晶闸管换相是在同⼀桥臂上的上、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，环流指的是只流经逆变电源、逆变桥⽽不流经负载的电流。
环流可在电路中加电抗器来限制。
为了减⼩环流⼀般采控⽤控制⾓α⼤于β的⼯作⽅式。
9、常⽤的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、双向晶闸管的触发⽅式有Ⅰ +、Ⅰ -、Ⅲ＋、Ⅲ -四种。
11、双向晶闸管的触发⽅式有：阳极 T2接负电压；门极I-触发：第⼀阳极T1 接I+触发：第⼀阳极T1 接G接正电压，T2接负正电压，第⼆阳极T2 接正电压，第⼆电压。
负电压；门极G接负电压，T2接正电压。
Ⅲ+触发：第⼀阳极T1 接负电压，第⼆阳极T2 接正电压；门极G接正电压，T2接负电压。
Ⅲ-触发：第⼀阳极T1 接负电压，第⼆阳极T2接正电压；门极G接负电压，T2接正电压。
直流输电工程晶闸管换流阀
一、概 述
直流输电中使用的换流阀是从汞弧阀开始的：
哥特兰岛工程
2阳极汞弧阀，额定电流200A，额定电压 50kV。
英法海峡工程
4阳极汞弧阀，额定电流800A，额定电压 1001000A，额定电压 100kV。
日本佐久间工程
4阳极汞弧阀，额定电流1200A，额定电压 125kV。
高压直流输电系统的基本工作原理是通过整流站将送 端系统的交流电转变为直流电，再由逆变站将直流电 转换为交流电送入受端系统。在此过程中实现换流( 交流变直流—整流，或直流变交流—逆变)功能的装 置称之为换流装置。
在高压直流输电系统中，换流装置的基本功能单元通 常为三相桥式换流器。而三相桥式换流器的每个桥臂 ，在直流输电系统中称之为直流换流阀。
从20 世纪50 年代开始运行的第一个瑞典哥特兰岛一 →瑞典本土的直流工程到目前投运的高岭背靠背直流 联网工程，直流换流阀的制造技术随着大功率半导体 器件的制造技术的发展而发展，它经历了从汞弧换流 阀，到门极可关断晶闸管换流阀( GTO 阀) ，再到绝 缘栅双极晶体管换流阀(IGBT 阀)的发展过程。
二重阀接线示意图
四重阀接线示意图
贵州－－广东二回直流输电工程换流 阀外形图
四、换流阀的电气特点
换流阀最主要的特性是仅能在一个方向导通电流，这个方向定 为正向。电流仅在周期的1/3 期间内流过一个换流阀。
不导通的换流阀应能耐受正向及反向阻断电压，换流阀电压最 大值由避雷器保护水平确定。
晶闸管是一个可以控制的单方向导通的半导体元件 。它的反向伏安特性与一般的二极管相似，在反向 电流急剧增大时所对应的电压称为击穿电压。当不 加控制电压时，其正向特性与反向相似；在正向电 压达到某一转折电压后，元件突然导通，导通后的 正向特性与二极管的正向特性相似。
电力电子课后作业讲解
电力电子课后作业讲解填空题电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术3个部分。
现代电力电子器件分为不可控型器件、半控型器件和全控型器件三类。
电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种。
晶闸管的外形大致有塑封形、平板型和螺栓形三种。
晶闸管额定电流与有效值电流的关系 IT=1.57IT(AV)。
双向晶闸管的门极控制方式有两种：移向触发和过零触发。
2.判断题（×）1）普通晶闸管内部有两个PN结。
（×）2）普通晶闸管外部有3电极，分别是基极、发射极和集电极。
（√）3）型号为KP50-7的半导体器件，是一额定电流为50A的普通晶闸管。
（×）4)只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（×）5）只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（×）6）晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管就会导通。
（×）7）加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。
3.选择题1）在型号KP100-10G中，数字10表示（ C ）。
A、额定电压为10VB、额定电流为10AC、额定电压为1000VD、额定电流为100A2)晶闸管内部有（ C ）PN结。
A、1个B、2个C、3个D、4个3）晶闸管的3个引出电极分别是（ B ）A、阳极、阴极、栅极B、阳极、阴极、门极C、栅极、漏极、源极D、发射极、基极、集电极4）普通晶闸管的额定通态电流是用（ A ）表示。
A、流过晶闸管的平均电流B、直流输出平均电流C、整流输出电流有效值D、交流有效值5）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（ B ）A、导通状态 B、关断状态 C、饱和状态 D、不定6）处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作（ C ）处理才能使其开通。
A、并联一电容B、串联一电感C、加正向触发电压D、加反向触发电压7）在晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ）A、阳极电流B、门极电流C、阳极电流与门极电流之差D、阳极电流与门极电流之和填空题典型的全控型器件主要有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双型晶体管四种。
重庆理工大学电力电子试卷
重庆理工大学期末考试《电力电子技术基础》试卷注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)；3．考试形式：闭卷；1.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L________I H。
2.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是________。
3.晶闸管断态不重复电压U DSM与转折电压U BO数值大小上应为，U DSM________U BO。
4.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U Fm等于________，设U2为相电压有效值。
5.三相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________。
6.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值________。
7.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是________措施。
8.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有________二种方式。
9.抑制过电压的方法之一是用________吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
10.180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在________的上、下二个开关元件之间进行。
11.改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变________的幅值。
12.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是________。
13.恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是________。
14.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用________型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
15.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为( )A.一次击穿B. B.二次击穿C. C.临界饱和D. D.反向截止16.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( )A.大功率三极B. B.逆阻型晶闸管C.双向晶闸管D. D.可关断晶闸管17.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是( )A.干扰信号B. B.触发电压信号C.触发电流信号D. D.干扰信号和触发信号18.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )A.导通状态B.关断状态C.饱和状态D.不定19.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )A.90B.120°C.150°D.180°20.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( )A. U2B. U2C.2U2D. U221.单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( )A. U2B.2U2C. U2D. U222.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是( )A.0°～90°B.0°～180°C.90°～180°D.180°～360°23.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，晶闸管的导通角θ=( )A.π-αB.π+αC.π-δ-αD.π+δ-α24.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关( )A.α、负载电流I d以及变压器漏抗X CB.α以及负载电流I dC.α和U2D.α、U2以及变压器漏抗X C25.三相半波可控整流电路的自然换相点是( )A.交流相电压的过零点B.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C.比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°26.可在第一和第四象限工作的变流电路是( )A.三相半波可控变电流电路B.单相半控桥C.接有续流二极管的三相半控桥D.接有续流二极管的单相半波可控变流电路27.快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是( )A.功率晶体管B.IGBTC.功率MOSFETD.晶闸管28.若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是( )A.增大三角波幅度B.增大三角波频率C.增大正弦调制波频率D.增大正弦调制波幅度29.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为( )A.减小输出幅值B.增大输出幅值C.减小输出谐波D.减小输出功率30.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( )A.电容B.电感C.蓄电池D.电动机31.直流电动机负载单相全控桥整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么?平波电抗器电感量的选择原则是什么?32.将下列表格中空缺的部分按要求填好。
变流装置的概念
变流装置的概念一、引言变流装置是一种电子设备，它可以将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电。
随着现代化的发展，变流装置在各个领域中都有着广泛的应用，例如家庭电器、工业设备、航空航天等。
本文将对变流装置的概念进行详细的介绍。
二、变流装置的定义变流装置是一种能够改变电源输入信号频率和形状的电气设备。
它通常由一个输入端和一个输出端组成，通过控制输入信号的形状和频率，使得输出信号满足特定要求。
根据其功能不同，可以分为直流变换器和交流变换器两种类型。
三、直流变换器1. 定义与原理直流变换器是一种能够将输入的直流信号转换为不同形式或不同大小输出信号的装置。
其主要原理是利用半导体元件（如晶闸管、IGBT等）来控制电路中的开关状态，从而实现对输入信号进行调节。
2. 分类根据输出波形不同，可以将直流变换器分为以下几类：（1）单相全波桥式整流器：输出为脉冲状直流电，适用于低功率应用；（2）三相全波桥式整流器：输出为脉冲状直流电，适用于中高功率应用；（3）单相半波整流器：输出为半波直流电，适用于低功率应用；（4）三相半波整流器：输出为半波直流电，适用于中高功率应用。
四、交流变换器1. 定义与原理交流变换器是一种能够将输入的交流信号转换为不同形式或不同大小输出信号的装置。
其主要原理是利用半导体元件来控制电路中的开关状态，从而实现对输入信号进行调节。
2. 分类根据输出波形不同，可以将交流变换器分为以下几类：（1）正弦波反向变换器：输出为正弦波交流电，适用于精密仪表等高要求场合；（2）方波反向变换器：输出为方波交流电，适用于一般家庭电器等低要求场合；（3）谐振反向变换器：输出为谐振型交流电，适用于大功率工业设备等特殊场合。
五、总结通过本文的介绍可以看出，变流装置是一种非常重要的电子设备，它可以将输入信号进行转换，满足不同场合的需求。
根据其功能不同，可以分为直流变换器和交流变换器两种类型。
在实际应用中，需要根据具体场合选择合适的变流装置，以达到最佳效果。
电力电子技术判断题汇总
1、普通晶闸管内部有两个PN结。
（×）2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。
（×）3、型号为KP50—7的半导体器件，是一个额定电流为50A的普通晶闸管。
（）4、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（×）5、只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（×）6、晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管也会导通。
（√）7、加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。
（×）8、单向半控桥可控整流电路中，两只晶闸管采用的是“共阳”接法。
（×）9、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。
（×）10、增大晶闸管整流装置的控制角α，输出直流电压的平均值会增大。
（×）11、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。
（√）12、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。
（×）13、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。
（×）14、硒堆发生过电压击穿后就不能再使用了。
（×）15、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。
（√）16、为防止过电流，只须在晶闸管电路中接入快速熔断器即可。
（×）17、快速熔断器必须与其它过电流保护措施同时使用。
（√）18、晶闸管并联使用须采取“均压措施”。
（×）22、在电路中接入单结晶体管时，若把b1、b2接反了，就会烧坏管子。
（×）23、单结晶体管组成的触发电路也可以用在双向晶闸管电路中。
（√）24、单结晶体管组成的触发电路输出的脉冲比较窄。
（√）25、单结晶体管组成的触发电路不能很好地满足电感性或反电动势负载的要求。
（√）1、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。
（√）2、为防止“关断过电压”损坏晶闸管，可在管子两端并接压敏电阻。
（×）3、雷击过电压可以用RC吸收回路来抑制。
电力电子技术选择题
1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（）B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（）A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，电路才能正常工作C、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度D、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（）晶闸管导通。
A、1个B、2个C、3个D、4个4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）C、N组阻断，P组整流9、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）D、N组阻断，P组逆变10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在t2~t3时间段内，有（）晶闸管导通。
A、1个B、2个C、3个D、4个4、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（）D、0°～150°5、单相全控桥式整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）D、180°电阻性负载，当控制角α为（）时，整流输出电压与电流波形断续。
（）B．300＜α≤15003、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )D、180°6、三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（）C ．0～1201、三相全控桥式整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ ）D.U 25、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（ ）D.U 27、单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能随的电大正向电压为 （ ）C ．2U 223、单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( )26、桓流驱动电路中加速电容C 的作用是（ ）A 、加快功率晶体管的开通7、直流斩波电路是一种（ ）变换电路。
自动控制原理与系统__课件第六章晶闸管直流调速系统
三种调速方法的性能与比较
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能 够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合 调压方案，在额定转速以上作小范围的弱磁升 速。对要求在一定范围内无级平滑调速的系统 来说，以调节电枢电压的方式为最好。
因此，自动控制的直流调速系统往往以 调压调速为主。
第六章 晶闸管直流调速系统
直流调速系统具有良好的起动、制动性能，可 以方便地在宽范围内平滑调速，因此，我国工业 生产中许多场合仍然使用着直流调速系统。
直流调速系统在反馈控制理论及实践应用上比 较成熟，所以熟悉直流调速系统对交流调速系统 的分析与设计有直接的指导意义。
6.1直流调速系统认识
一.直流电动机的调速方法
n
n0
∆ nN
a
0 O
TN
Te（Ia）
•
静差率：当系统在某一机械特性下运行时，负 载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s ， 即（转速变化率）
n N s n0
或用百分数表示
nN s 100% n0
2.调速范围：
生产机械要求电动机提供的最高转速和最 低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示， 即
控制电路
+ +
u Us ton Ud
VT Us
_
VD
M
_
O
T
a）原理图 b）电压波形图
t
在原理图中，VT 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极管。当VT 导 通时，直流电源电压 Us 加到电动机上；当VT 关断时，直流电源与电机脱 开，电动机电枢经 VD 续流，两端电压接近于零。如此反复，电枢端电压波 形如图b ，好像是电源电压Us在ton 时间内被接上，又在 T – ton 时间内被 斩断，故称“斩波”。这样的系统称为直流脉宽调速系统,简称为PWM系统.
《变流技术晶闸管》课件
注意替换晶闸管的引脚排列和极性， 正确连接电路，避免短路或断路。
对比替换晶闸管与原晶闸管的参数， 确保替换元件的性能不低于原元件。
替换晶闸管时需要注意的事项
确保替换晶闸管的质量可靠，选 择正规品牌和渠道购买。
在断电的情况下进行替换操作， 避免带电操作引发安全事故。
遵循安全操作规程，使用适当的 工具和防护措施，避免对人身和
CHAPTER 03
晶闸管的分类与型号
晶闸管的分类
01
02
03
04
单向晶闸管
只能在一个方向上控制电流， 常用于直流电机控制。
双向晶闸管
可以在两个方向上控制电流， 常用于交流电机控制。
可关断晶闸管
可以通过外部信号控制电流的 关断，常用于大功率电机控制
。
绝缘栅双极晶体管
具有高开关速度和低导通电阻 ，常用于高压直流输电和电机
详细描述
晶闸管在高压直流输电中作为主要的控制元件，能够实现稳 定输送和灵活控制。在灵活交流输电系统中，晶闸管用于并 联补偿和串联补偿，提高电力系统的稳定性和可靠性。
电机控制的应用
总结词
晶闸管在电机控制中主要用于交流电动 机的变频调速和直流电动机的速度控制 。
VS
详细描述
通过将晶闸管与交流电动机连接，可以实 现变频调速，从而精确控制电机的转速和 转矩。在直流电动机的控制中，晶闸管用 于整流电路，将交流电转换为直流电，为 电机提供稳定的驱动电源。
CHAPTER 02
晶闸管的工作原理
晶闸管的结构
晶闸管由四层半导体 材料构成，包括P型 和N型半导体。
晶闸管内部有两个 PN结，分别是J1和 J2。
晶闸管有三个电极， 分别是阳极、阴极和 门极。
电力电子技术选择判断
选择题1．功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为(B)。
（A）一次击穿（B）二次击穿（C）临界饱和（D）反向截止2．逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成(B)。
（A）大功率三极管（B）逆阻型晶闸管（C）双向晶闸管（D）可关断晶闸管3．在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是(C)。
（A）干扰信号（B）触发电压信号（C）触发电流信号（D）干扰信号和触发信号4．当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在(B)。
（A）导通状态（B）关断状态（C）饱和状态（D）不定5．单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是(D)。
（A）90°（B）120°（C）150°（D）180°6．单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为(B)。
（A）U2 （B）U2 （C）2U2 （D） U27．单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为(C)。
（A） U2 （B）2U2 （C） U2 （D） U28．电力二极管的工作特性可概括为(A)。
（A）单向导通（B）单相运行（C）全控器件（D）单相逆变9．快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是(D)。
（A）功率晶体管（B）IGBT （C）功率MOSFET （D）晶闸管 10．三相半波可控整流电路的自然换相点是(B)。
（A）交流相电压的过零点（B）本相相电压与相邻相电压正半周的交点处（C）比三相不控整流电路的自然换相点超前30°（D）比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°11．单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是(A)。
（A）0°～90°（B）0°～180°（C）90°～180°（D）180°～360° 12．对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关(A)。
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一个400Hz谐振逆变器实例
主电路 控制电路
17
6.4.1 谐振逆变器主电路 基本串联谐振逆变电路
g1
g2
i1
0
i2
0
T/2
i uC
0
g1
g2
t
t
T
t
t
谐振频率与工作频率之比为1.35左右，等效负载电阻与谐振阻抗比为 3~5时，在谐振电容C1上能得到失真系数小于5%的正弦波。
主电路设计思想（应包含的功能部分） 遥控盒/面板：电压、频率、故障指示；起停按
钮；电压调节、频率调节。 浪涌抑制电路 输入滤波电路 移相全桥电路 主变压器、反馈变压器 桥臂直通保护电路
21
6.4.2 一个400Hz谐振逆变器实例
主电路图（续）
电源开关
+
JC
41
5
控制盒
41
R97
A2
定周期过零触发
t
t
Tc1
Tc2
t
t
t
变周期过零触发 3
6.1 晶闸管交流变换器（续）
过零触发半周波控制型调功器
将交流电源每N个电压 半周定为一个调节周期 T，在该调节周期内调 节导通电压半周的个数 M来调节输出功率。
U0
U in
M N
过零触发调功器特点：负载得到的电压(电流)波形 总是完整的正弦波，避免了电流的瞬时冲击，功
6.2.2晶闸管相控交流调压调速系统
异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有 效值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。
1）零位启动保护
1）缺相保护
6.2.3绕线式异步电动机串级调速
*6.3 交流稳压净化电源
基本工作原理
* U2
* * I1 U1
N2
* * IX U in
无论直流电机还是交流电机，在改变它们的输入电压时，电机 的转速将随之改变，调节电机的输入电压控制电机转速，称为调 压调速。
晶闸管相控整流直流电动机调速系统 晶闸管相控交流调压调速系统
异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有效 值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。
绕线式异步电动机串级调速
i2
C2=2C1时，无论是电阻
L2
性、电感性或电容性负
载，当系统开环工作时，
从空载到满载，电压变
T2
D2
化不超过3％。
(b) 19
6.4.1 谐振逆变器主电路（续）
移相调压
为了使逆变电压能随输入电
T1
D1
压变化时而被调控，可以采
T3
D3 用移相调压的方法实现。
E
L1
R
T1和T2由一对间隔1800的
Q1
R91
R93
11
12 12
14 CT1
9
81 L1
C2 1 C1 3
C3 0
2
C4
70
DE L2
18
82
16
CT2
QE
74
19
RE
85
1 .3
71 B1
6 6T B2
72
35
36
C92
C94
脉冲交替触发，T3和T4由
L3
另一对间隔1800的脉冲交替
1
0
3
4
2
C1 C2 C3 C4
触发，触发周期相同。 T4触发脉冲比T1触发脉冲
L2
L4
滞后一个时间上的相位角θ
E
T2
D2
(θ＝ωt)，改变t就改变了两
D4 个逆变电压的相位θ ，从而
T4
可以调节和控制负载电压的
大小。
(c)
20
6.4.2 一个400Hz谐振逆变器实例
5
6.1 晶闸管交流变换器（续）
调功器基本原理框图
零脉冲电路 导通比电路 过流截止电路 “与”门电路 脉冲变压器6ຫໍສະໝຸດ 6.1 晶闸管交流变换器（续）
调功器主电路基本连接型式（设计考虑）
图中双 向晶闸 管可用 两反并 联普通 晶闸管 代替
单相电路
三相四 线电路
7
*6.2 晶闸管相控调速系统
电力电子装置及控制
第６章 晶闸管变流装置
自动化学院
第六章 晶闸管变流装置
§6.1 晶闸管交流变换器
交流调功器工作原理
*§6.2 晶闸管相控调速系统 *§6.3 交流净化型稳压电源
交流净化型稳压电源工作原理
§6.4 晶闸管谐振型逆变器
谐振逆变器主电路结构 一个400Hz谐振逆变器实例
2
6.1 晶闸管交流 变换器
率因数高，但负载电流存在频率低于基频的次谐 波分量，应用范围受限制，且调节周期较长。 4
6.1 晶闸管交流变换器（续）
调相触发型调功器
以每个交流电压半周为 调节周期，通过调节晶 闸管的导通相位角进行 调功。
调节周期仅为0.01s， 对于热惯性小的加热系 统也适应。
调相触发调功器特点：负载的电压(电流)是缺角正 弦波，功率因数差，且存在高次谐波，对电网和 无线电波会产生射频干扰。。
在负载变化时，谐振频率会变化，正弦波的正弦度降低，如果负载过 重，谐振频率进一步降低，自然换流点后移，有可能造成桥臂直通。18
6.4.1 谐振逆变器主电路（续） 电容分压电路
1
E C1
R E
2
当负载使得输出等效电
T1
D1 容C1* 减小，谐振频率增
加时，输出电压降低，
L1
C2
i1
但输出电压在等效电容 C1*上的分压比增加，使 输出电压基本不变。
采用相控有源逆变调节逆变角，改变了回馈至电网的转差功率 从而实现调速，调速装置的功率远小于电动机的功率，特别适合 大功率应用（几千千瓦）。
8
6.2.1晶闸管相控整流直流电动机调速系统 1、主电路及系统原理
2.控制电路 包括触发器、控制器、速度调节器、电流调 节器、检测电路
1）触发器
2）输入器
交流调功器概述
功能：调节输出功率 （对电压、电流波形 没有严格要求）
应用：主要用于以镍 铬或铁铬铝材料为发 热元件的电热装置的 温度自动控制
控制模式：过零触发 半周波控制（定周期/ 变周期）、调相触发 控制。
0
0
0 0
电源电压 0
过零脉冲 0
控制信号
触发脉冲 0
负载电压 0
t
t
Tc1
Tc2
t
t t
A1
43 43
JC30
R95 42 42
L01
9
LA1
电源指示
40
74
JC10
V
f
遥控盒 72 工作指示 LA2
36
R01 C01 R03 C03
D R96
35
Rv 38
1K 电压调节
35
Rf 57
1K 频率调节
90
LA3 故障指示
80
R02 C02
R04 C04
JC
40
6
接触器
L01 10
C91
C93
N1 * IL2
C4
N3
* IC 4
* I2
* U3
* Uo
*
L2
C2
UX
T
* IC 2
对双向晶闸管T进行相控，可改变等效电感L2，从而改变L2、 C2并联的等效电抗的大小及性质（感性或容性），也就改变 了补偿电压U2的大小和相位，从而达到稳定输出电压目的。
16
6.4 晶闸管谐振型逆变器
谐振逆变器主电路结构