电力电子技术》综合复习

《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β与控制角α之间的关系为。

6、MOSFET的全称是。

7、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是；另一方面是。

8、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直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。

11、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。

12、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，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为或。

16、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、它的额定电压为伏、额定电流为安。

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，分别是基极、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，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。

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量，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α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压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电流来实现的。

三、选择题1、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α必须在（）。

A、0°-90°B、30°-120°C、60°-150°D、90°-150°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、IGBT5、可实现有源逆变的电路为（）。

A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路C、单相全控桥接续流二极管电路D、单相半控桥整流电路6、可实现有源逆变的电路为（）。

A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路C、单相全控桥接续流二极管电路D、单相半控桥整流电路7、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（）。

A、α、I d、X L、U2B、α、I dC、α、U2D、α、U2、X L8、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的定义是什么？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, 2100U V =,负载2R =Ω,L 值极大。

当α=︒30时,要求:①作出d u 、d i 和2i 的波形；②求整流输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次侧电流有效值2I 。

2、三相全控桥整流电路，如图所示，设平波电感L 值极大，U 2=110V ，直流回路总等效电阻R=2?，反电动势E=120V ，U d =100V ，极性如图所示。

通过定量计算说明直流侧回路中的功率平衡关系。

3、三相全控桥,反电动势阻感负载,E=200V, R=1Ω, L=∞,当（1）0B L =（2）1B L mH =情况下分别求d U 、d I 4、晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管),,R=20Ω,L 值很大,当α=︒60时求流过器件电流的有效值,并作出Ud 、Id 、I VT ,I D 的波形。

5、单相全控桥,反电动势阻感负载, R=1Ω, L=∞, 2U =100V ，0.5B L mH =,当Em=-99V, 60α=o 时求d U 、d I 、γ的值。

6、一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感串联作为负载,其中电阻为0.5欧,感抗为0.5欧。

试求:（1）开通角α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U d =15V ，I d输出电压U 0=10V 。

求：(1)占空比D 的大小；(2)电感中电流的峰-峰值ΔI L 。

参考答案：一、填空题见题目二、判断题××√√√ √√×√√三、选择题CADCA AAC四、简答题1、载波比N 的定义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？答：载波比N 定义为载波频率c f 和调制波频率r f 之比：N ＝c f /r f 。

同步调制：取N 为常数，在变频时c f 和r f 同步变化。

异步调制：c f 不变，r f 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：其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）一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压。

（2）变流器必须工作在2πα>的区域内使U d <0。

5、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du/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，把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代表其晶闸管的额定电流为200A 。

8代表晶闸管的正反向峰值电压为800V 。

D 代表通态平均压降为V U V T 7.06.0<<。

10、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t q 折合的电角度δ、换相重叠角γ以及安全裕量角θ'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 调制有什么区别？答：单极性PWM 控制方式在调制信号r U 的正半个周期或负半个周期内，三角波载波是单极性输出的，所得的PWM 波也是单极性范围内变化的。

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:①d u 、d i 和2i 的波形如下图所示：②输出平均电压d U 、电流d I ，变压器二次侧电流有效值2I 分别为：2、解： A R E U I d d 102100120=-=-= 满足I I U I d d d d R E 2+=3、解:（1）d U =2.342U cos α=2.34*220* cos ︒60=257.4Vd I =R E U d -=12004.257-=57.4A （2）∆d U =π2d B I mX =6*50*0.001d I =0.3d I d U ’=2.342U cos α=2.34*220*cos ︒60=257.4Vd U =d U ’-∆d U =d I R+E 联立上式得：d U =244.2V ∆d U =13.2Vd I =44.15A又Θ cos α-cos(α+γ)=do d U U ∆2=220*34.22.13*2=0.0513 ∴ cos(α+γ)=cos ︒60-0.0513=0.4487∴α+γ=︒3.63∴γ=︒3.34、解：负载电压的平均值为:Ud=)(59.672)3cos(129.0)(sin 2213V U t td U =∏+=∏⎰∏∏ωω 负载电流的平均值为:Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A) 流过晶闸管VTl 、VT2的电流有效值为:I VT ==Id 3119.49(A) 流过二极管VD3、VD4的电流有效值为:I VD =Id 32=27.56(A) Ud 、Id 、I VT ,I D 的波形如下图：5、 解: ∆d U =π2D B I mX =4*50*0.5*0.001d I =0.1d I d U ’=0.92U cos α=0.9*100* cos ︒120=-45Vd U =d U ’-∆d U =d I R+M E 联立上式得d U =-49.9V, d I =49.1A, ∆d U =4.9V又Θ cos α-cos(α+γ)=dod U U ∆2=100*9.09.4*2=0.1089 ∴ cos(α+γ)=-0.5-0.1089=-0.6089 ∴α+γ=︒5.127∴γ=︒5.76、解：（1）负载阻抗角φ=arctg R L ω= arctg 5.05.0=4π 能使电压可调的开通角α的范围是：4π~π。