电力电子技术复习资料

电力电子技术 复习资料
一、名词解释 (每小题2分，共10分) 1.自然换相点 2.GTR
3.换相重叠角γ
4.同步
5.脉宽调制法
二、填空题(每空1分，共20分)
1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt 和通态电流临界上升率等，若du/dt 过大，就会使晶闸管出现________，若di/dt 过大，会导致晶闸管________。

2.单相全控桥可控整流电路中功率因数cos φ 比单相半波可控整流电路的功率因数提高了________倍。

各管上承受的最大反向电压为________。

3.三相零式可控整流电路带电阻性负载工作时，在控制角α>30°时，负载电流出现________。

晶闸管所承受的最大反向电压为________。

4.在单相全控桥整流电路带反电势负载时，若交流电源有效值为U 2，反电势为E 时，不导电角δ=________，若晶闸管不导通时，输出电压应为______。

5.三相零式可控整流电路，在电阻性负载时，当控制角α≤30°，每个晶闸管的导通角θ=________。

此电路的移相范围为________。

6.三相全控桥可控整流，其输出电压的脉动频率为________，十二相可控整流，其输出电压的脉动频率为________。

7.在晶闸管触发脉冲产生电路中，常用的同步电压有________和________两种。

8.单结晶体管又称为________，利用它伏安特性的________，可作成弛张振荡器。

9.在晶闸管触发脉冲产生的电路中，为满足不会产生逆变失败所需的最小逆变角 βmin 值，常将________和________相叠加，从而有效地限制了逆变角β的大小。

10.在逆变器中，晶闸管的自然关断法，是利用负载回路中的电感L 和________在产生振荡时，电路中的电流具有________的特点，从而使晶闸管发生自然关断。

三、画图题(6分)
说明下面斩波电路的类型及其工作原理，画出输出电压o u 、输出电流o i 波形 四、问答题(第1小题6分，第2小题8分，共14分) 1.对整流电路的输出电压进行谐波分析后，能得出什么结论?
2.在分析了晶闸管的主要参数后，在使用晶闸管时，应注意什么?
五、分析题 (10分)
下面逆变电路采用何种方式换流？试分析它的工作原理与过程。

六、计算题(第1小题15分，第2小题10分，第3小题15分，共40分)
1.有两个电流波形波形如下图所示，最大值均为I m，试分别求它们的电流平均值I d，电流有效值I。

2.单相半波可控整流电路对电阻性负载供电，已知U2=220V,要求输出直流平均电压U d=80V,
平均电流I d=50A，试计算晶闸管的控制角α，导通角θ各为何值?
3.某电力电子器件的控制电路如下图所示，求
o
u/
i
u
R1 = R3 ; R2= R4
uo
ui
▽
∞
+
A4
▽∞
+
A3
▽∞
+
A1
▽∞
+
A2
R1
R2
R3 R4
R5
R6
电力电子技术A 卷答案
一、名词解释(每小题2分，共10分)
1.在三相可控整流电路中，各相电压在正半周或负半周的交点，称为自然换相点。

2.大功率晶体管。

3.由于变压器漏感的影响，将两只换流的晶闸管同时导通所经过的电角度，称为换相重叠角γ。

4.同步是指触发脉冲信号和晶闸管上所加的电源电压不仅频率相同，而且要保持固定的相位关系，从而使晶闸管在每一个周期都能在同一相位上触发，也即必须保持各周期中的控制角α不变。

5.脉宽调制型逆变器采用脉宽调制，在实现逆变的同时，通过调节输出脉冲的个数和宽度，来改变逆变器输出电压的有效值，通过控制调制周期的大小来改变输出电压的频率，即能同时实现调频和调压的双重功能。

二、填空题(每空1分，共20分)
1.误导通 因局部过热而损坏
2. U2
3.断续 U2
4. arc sin 反电势E
5.120° 0～150°
6.300Hz 600Hz
7.正弦波电压 锯齿波电压
8.双基极二极管 负阻区
9.安全正弦波电压u β 同步电压uT 10.电容C 自然过零
三、画图题(共6分)
工作原理:
假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I 1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压U o 为恒值，记为U o 。

设V 通的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为EI 1t on
V 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。

设V 断的时间为t off ，则此期间电感L 释放能量为off O on t I E U t EI 11)(-=
升压斩波电路及其工作波形
a ）电路图
b ）波形
稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，得E t T
E t t t U off
off
off
on O
=
+=
输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。

也称之为boost 变换器 进一步分析：
a L 储能之后具有使电压泵升的作用
b 电容C 可将输出电压保持住
四、问答题(共14分)
1.对整流电路的输出电压进行谐波分析后，能得出如下结论：
(1)各种整流电路所输出的整流电压都包含直流平均电压和交流电压两部分，其中，直流平均电压是负载所需要的，而交流电压是应该加以抑制的。

(2)对于m 相整流电路，整流输出电压中的最低次的谐波频率是m ω，且其它的高次谐波频率是m ω的整数倍。

(3)各谐波电压的幅度随谐波频率的增高而迅速下降。

因此，整流相数m 越大，整流输出电压中的谐波分量振幅越小，谐波频率也越高，整流输出电压的脉动就越小。

2.在使用晶闸管时，应注意以下四点：
(1)关于额定电压，晶闸管实际工作时承受的正常工作电压应低于正、反向重复峰值电压，并留有2～3倍的操作过电压余量以及采用可靠的过电压保护措施。

(2)关于额定电流，应根据实际电流的波形进行相应的换算，晶闸管实际通过的最大平均电流应低于通态平均电流IT(A V)，并留有两倍左右的余量以及采用过电流保护措施。

(3)关于门极触发电压和电流，实际触发电压和电流应大于实测的参数UGT 和IGT ，以保证可靠触发，但也不能超过允许的极限值。

(4)关于du/dt 和di/dt ，在实际电路中应采取措施加以限制。

因当超过du/dt 的临界值时会造成误导通，当超过di/dt 的临界值时会造成晶闸管损坏。

五、分析题 (10分)
下面逆变电路采用何种方式换流？试分析它的工作原理与过程。

答：本电路为并联谐振式逆变电路，采用负载换流。

并联谐振式逆变电路属电流型，故其交流输出电流波形接近矩形波，其中包括基波和各次谐波。

工作时晶闸管交替触发的频率应接近负载电路谐振频率，故负载对基波呈现高阻抗，对谐波呈现低阻抗，谐波在负载上几乎不产生压降，因此，负载电压波形为正弦波。

又因基波频率稍大于负载谐振频率，负载电路呈容性，io 超前电压uo 一定角度，达到自动换流关断晶闸管的目的。

逆变电路换流的工作过程如下图所示。

六、计算题(共40分)
1.(1)对图(a)，电流平均值Ida=
π
m
I 2
电流有效值Ia=
2
m
I (2)对图(b):电流平均值: Idb=
3
m
I 电流有效值Ia=
3
m
I 2.(1)由Ud=0.45U2 ,得 cos α= -1=0.616 ∴α=arccos(0.616)=52° (2)导通角θ=180-52°=128° 3. i o u R R R R u 5
36
2-=。