電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)總結(jié)(王兆安)

1、電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題1第 1 章電力電子器件1. 電力電子器件一般工作在 _開(kāi)關(guān) _狀態(tài)。2. 在通常情況下， 電力電子器件功率損耗主要為_(kāi)通態(tài)損耗 _，而當(dāng)器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，功率損耗主要為_(kāi)開(kāi)關(guān)損耗 _。3. 電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由_控制電路 _、 _驅(qū)動(dòng)電路 _、 _ 主電路 _三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過(guò)沖，往往需添加_保護(hù)電路4. 按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件可分為_(kāi)。_單極型器件_、_雙極型器件_、 _復(fù)合型器件_三類(lèi)。5. 電力二極管的工作特性可概括為_(kāi)承受正向電壓導(dǎo)通，承受反相電壓截止_。6. 電力二極管的主要類(lèi)型有 _普通二極管 _

2、、_快恢復(fù)二極管 _、 _ 肖特基二極管 _。7. 肖特基二極管的開(kāi)關(guān)損耗 _小于 _快恢復(fù)二極管的開(kāi)關(guān)損耗。8. 晶閘管的基本工作特性可概括為_(kāi) 正向電壓門(mén)極有觸發(fā)則導(dǎo)通、反向電壓則截止_ 。9. 對(duì)同一晶閘管，維持電流IH 與擎住電流 IL 在數(shù)值大小上有 IL_ 大于 _IH 。10. 晶閘管斷態(tài)不重復(fù)電壓UDSM與轉(zhuǎn)折電壓 Ubo 數(shù)值大小上應(yīng)為， UDSM大于_Ubo。11. 逆導(dǎo)晶閘管是將 _二極管 _與晶閘管 _反并聯(lián) _（如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。12.GTO 的 _多元集成 _結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門(mén)極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的。13.MOSFET的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與G

3、TR共發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性中的三個(gè)區(qū)域有對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對(duì)應(yīng)后者的_截止區(qū) _、前者的飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的 _放大區(qū) _、前者的非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的_飽和區(qū) _。14. 電力 MOSFET的通態(tài)電阻具有 _正 _溫度系數(shù)。15.IGBT的開(kāi)啟電壓UGE（ th ）隨溫度升高而_略有下降 _，開(kāi)關(guān)速度 _小于 _電力 MOSFET。16. 按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為 _電壓驅(qū)動(dòng)型_和 _電流驅(qū)動(dòng)型_兩類(lèi)。17.IGBT 的通態(tài)壓降在1/2 或 1/3 額定電流以下區(qū)段具有_負(fù) _溫度系數(shù)，在1/2 或 1/3 額定電流以上區(qū)段具有_正 _ 溫

4、度系數(shù)。18. 在如下器件：電力二極管（Power Diode ）、晶閘管（ SCR）、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（ GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）中，屬于不可控器件的是 _電力二極管 _，屬于半控型器件的是 _晶閘管 _，屬于全控型器件的是 _ GTO 、 GTR 、電力 MOSFET、 IGBT _ ；屬于單極型電力電子器件的有_電力MOSFET _，屬于雙極型器件的有_電力二極管、晶閘管、GTO 、 GTR _，屬于復(fù)合型電力電子器件得有_ IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶閘管 _，工作頻率最高的是_電力 MOSFE

5、T，屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是電力MOSFET、 IGBT _ ，屬于電流驅(qū)動(dòng)的是_晶閘管、 GTO 、 GTR _。第 2章整流電路1. 電阻負(fù)載的特點(diǎn)是_電壓和電流成正比且波形相同_，在單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，晶閘管控制角的最大移相范圍是O_0-180 _。2. 阻感負(fù)載的特點(diǎn)是_流過(guò)電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻O感負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角的最大移相范圍是_0-180_ ，其承受的最大正反向電壓均為_(kāi) 2U 2 _，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為_(kāi) 2U2 _（設(shè) U 2 為相電壓有效值）。3. 單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負(fù)載時(shí)， 角移相范圍為_(kāi)0-18

6、0O _，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_(kāi) 2U2 2 和_2U 2 ；帶阻O感負(fù)載時(shí)，角移相范圍為_(kāi)0-90_，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_(kāi)2U 2 _和 _2U 2 _；帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，欲使電阻上的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)_平波電抗器_。4. 單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中，當(dāng)控制角大于不導(dǎo)電角時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角=_-_;當(dāng)控制角小于不導(dǎo)電角時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角=_-2 _。5. 電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于 _ 2U2_，晶閘管控制角 的最大移相范圍是o_0-150 _，使負(fù)載電流連續(xù)的

7、條件為 _o30 _(U2 為相電壓有效值 ) 。6. 三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差oo_120_，當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí)，的移相范圍為_(kāi)0-90_。7. 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)的是 _最高 _的相電壓，而共陽(yáng)極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對(duì)應(yīng)的是_最低 _的oVT1VT3R相電壓；這種電路角的移相范圍是_0-120_， ud 波形連續(xù)的條件是 _VT2VT4_。8. 對(duì)于三相半波可控整流電路， 換相重迭角的影響， 將使用輸出電壓平均值_下降 _。9. 電容濾波單相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，空載時(shí)，輸出電壓為_(kāi)2U 2 _ ，

8、隨負(fù)載加重Ud 逐漸趨近于_0.9 U 2 _，通常設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取RC_1.5-2.5_T，此時(shí)輸出電壓為Ud _1.2_U 2(U 2 為相電壓有效值，T 為交流電源的周期)。10. 電容濾波三相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，電流id界條件是 _RC3 _，電路中的二極管承受的最大反向電壓為11. 實(shí)際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，90°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud 的諧波幅值隨的增大而斷續(xù)和連續(xù)的臨_6 _U2。當(dāng)從 0°_ 增大_，當(dāng)從90°180°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而_減小_。12.逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)

9、連結(jié)時(shí)，這種電路稱(chēng)為_(kāi)有源逆變 _，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用_全控 _電路；對(duì)于單相全波電路，當(dāng)控制角0<<時(shí)，電路工作在_整流 _狀態(tài)；時(shí)，電路工作在_逆變 _狀態(tài)。13. 在整流電路中， 能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的有 _單相全波 _、_三相橋式整流電路_等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是_有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓_和 _晶閘管的控制角OU d 為負(fù)值 _。> 90 ，使輸出平均電壓14. 晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為一組_平行的直線 _，當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將_抬

10、高的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流_加大 _。_，隨15. 直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，當(dāng)其處于第一象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)作 _電動(dòng) _運(yùn)行，電動(dòng)機(jī) _正 _轉(zhuǎn)，正組橋工作在 _整流 _狀態(tài)；當(dāng)其處于第四象限時(shí)， 電動(dòng)機(jī)做 _發(fā)電 _運(yùn)行，電動(dòng)機(jī) _反轉(zhuǎn) _轉(zhuǎn)， _正 _組橋工作在逆變狀態(tài)。16. 大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是_晶體管 _觸發(fā)電路，同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路， 可分為三個(gè)基本環(huán)節(jié)， 即 _脈沖的形成與放大 _、_鋸齒波的形成與脈沖移相 _和 _同步環(huán)節(jié) _。第 3 章直流斬波電路1. 直流斬波電路完成得是直流到_直流 _的變換。2. 直流斬波電路中最基本的兩種電路是_降壓

11、斬波電路和 _升壓斬波電路_。3. 斬波電路有三種控制方式： _脈沖寬度調(diào)制 （ PWM）_、_頻率調(diào)制 _和 _（ t on 和 T 都可調(diào)，改變占空比）混合型。4. 升壓斬波電路的典型應(yīng)用有_直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) _和 _單相功率因數(shù)校正 _等。5. 升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為_(kāi) 0.51 ( 為導(dǎo)通比 ) _ 。6.CuK斬波電路電壓的輸入輸出關(guān)系相同的有_升壓斬波電路_、_Sepic斬波電路_和 _Zeta斬波電路_。7.Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關(guān)系，所不同的是：_ Sepic斬波電路_的電源電流和負(fù)載電流均連續(xù)，_ Zeta斬波電路_的輸入、輸出電流均

12、是斷續(xù)的，但兩種電路輸出的電壓都為_(kāi)正 _極性的。8. 斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第_1_ 象限，升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第_2_ 象限， _電流可逆斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第1和第 2象限。9. 橋式可逆斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)工作于第 _1、2、3、4_象限。10. 復(fù)合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個(gè)_升壓 _斬波電路和一個(gè)_降壓 _斬波電路的組合；多相多重?cái)夭娐分校? 相 3 重?cái)夭娐废喈?dāng)于3 個(gè)_基本 _斬波電路并聯(lián)。第 4 章 交流交流電力變換電路1. 改變頻率的電路稱(chēng)為 _變頻電路 _，變頻電路有交交變頻電路和_交直交

13、變頻 _電路兩種形式，前者又稱(chēng)為_(kāi)直接變頻電路 _，后者也稱(chēng)為 _間接變頻電路 _。2. 單相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載，其導(dǎo)通控制角O的移相范圍為 _0-180 _，隨的增大， Uo_ 降低 _，功率因數(shù)_降低 _。3. 單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角 ( =arctan(L/R) ) 時(shí) ,VT1的導(dǎo)通時(shí)間 _逐漸縮短 _,VT2 的導(dǎo)通時(shí)間 _逐漸延長(zhǎng) _。4. 根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式，TCR 屬于 _支路控制三角形_聯(lián)結(jié)方式， TCR的控制角OO的移相范圍為 _90 -180_，線電流中所含諧波的次數(shù)為_(kāi)6k ± 1_。5. 晶閘管投切電容器 選擇

14、晶閘管投入時(shí)刻的原則是： _該時(shí)刻交流電源電壓應(yīng)和電容器預(yù)先充電電壓相等_。6. 把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱(chēng)為_(kāi)交交變頻電路_。7. 單相交交變頻電路帶阻感負(fù)載時(shí)，哪組變流電路工作是由_輸出電流的方向 _決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù)_輸出電流方向和輸出電壓方向是否相同_決定的。8. 當(dāng)采用6 脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為50Hz 時(shí)，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為_(kāi)20Hz_。9. 三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即_公共交流母線進(jìn)線方式_和 _輸出星形聯(lián)結(jié)方式_，其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是_公共交流母線進(jìn)線方式 _。10. 矩陣

15、式變頻電路是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新穎的變頻電路。它采用的開(kāi)關(guān)器件是 _全控 _器件；控制方式是_斬控方式 _。電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題2一、簡(jiǎn)答題1 、晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？（ 1）晶閘管陽(yáng)極和陰極之間施加正向陽(yáng)極電壓（ 2）晶閘管門(mén)極和陰極之間必須施加適當(dāng)?shù)恼蛎}沖電壓和電流2 、有源逆變實(shí)現(xiàn)的條件是什么？（ 1）晶閘管的控制角大于90 度，使整流器輸出電壓Ud 為負(fù)（ 2）整流器直流側(cè)有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其幅值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓3、電壓源逆變電路與電流源逆變電路的區(qū)別？（ 1）電壓型無(wú)源逆變電路直流側(cè)接大電容濾波，輸出電壓為方波交流，輸出電流的波形與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)

16、；電流型無(wú)源逆變電路直流側(cè)接大電感濾波，輸出電流為方波交流，輸出電壓的波形與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)（ 2）電壓型無(wú)源逆變電路各逆變開(kāi)關(guān)管都必須反并聯(lián)二極管，以提供之后的感性負(fù)載電流回路；電流型無(wú)源逆變電路各逆變開(kāi)關(guān)管不需反并聯(lián)二極管，但是應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)電容，以吸收換流時(shí)負(fù)載電感中的儲(chǔ)能4 、單極性調(diào)制與雙極性調(diào)制的區(qū)別？（ 1）單極性調(diào)制是指逆變器輸出的半個(gè)周期中，被調(diào)制成的脈沖輸出電壓只有一種極性，正半周為 +Ud和零，負(fù)半周為 -Ud 和零（ 2）雙極性調(diào)制是指逆變器輸出的每半個(gè)周期中都被調(diào)制成+/-Ud之間變化的等幅不等寬的脈沖列在近似相同的條件下，單極性調(diào)制比雙極性調(diào)制具有更好的諧波抑制效果。

17、5、電力變換的基本類(lèi)型包括哪些？包括四種變換類(lèi)型：（）整流（）逆變（）斬波（）交交電力變換6 、半控橋能否用于有源逆變？為什么。半控橋不能用于有源逆變，因?yàn)榘肟貥蛘鬏敵鲭妷涸谝葡喾秶鷥?nèi)始終大于零。7 、直流斬波器的控制方式？時(shí)間比控制方式：定頻調(diào)寬定寬調(diào)頻調(diào)頻調(diào)寬瞬時(shí)值控制和平均值控制8 、電壓型無(wú)源逆變的特點(diǎn)是什么？電壓型無(wú)源逆變電路輸入為恒定的直流電壓，輸出電壓為方波交流電壓，輸出電流波形與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)， 阻感需要在功率電子器件旁邊反并聯(lián)二極管，以提供滯后電流的續(xù)流回路。9 、簡(jiǎn)述正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的基本原理？正弦脈寬調(diào)制技術(shù)是把正弦波調(diào)制成一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖列，實(shí)

18、現(xiàn)的方式有計(jì)算法和調(diào)制法兩種，調(diào)制法分為單極型調(diào)制和雙極型調(diào)制。10、電力電子技術(shù)的定義和作用電力電子技術(shù)是研究利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的電路， 內(nèi)容涉及電力電子器件、 功率變換技術(shù)和控制理論， 作用是把粗電變成負(fù)載需要的精電。11、電力電子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)電力電子系統(tǒng)包括功率變換主電路和控制電路， 功率變換主電路是屬于電路變換的強(qiáng)電電路， 控制電路是弱電電路， 兩者在控制理論的支持下實(shí)現(xiàn)接口，從而獲得期望性能指標(biāo)的輸出電能。12、電力電子器件的分類(lèi)（）從門(mén)極驅(qū)動(dòng)特性可以分為：電壓型和電流型（）從載流特性可以分為：?jiǎn)螛O型、雙極型和復(fù)合型（）從門(mén)極控制特性可以分為：不可控、半控及全控型1

19、3、有源逆變和無(wú)源逆變的區(qū)別有源逆變是把直流電能逆變成交流電能后送給電網(wǎng)；無(wú)源逆變是把直流電能逆變正交流電能后送給負(fù)載；14、直流斬波器的控制方式（）定頻調(diào)寬（）定寬調(diào)頻（）調(diào)頻調(diào)寬二、圖 1 所示的單相橋式整流電路中，U 2220V、觸發(fā)角 a 30 ，負(fù)載為阻感負(fù)載， 電感 L 的值極大， R5。1、繪制輸出電壓ud 、輸出電流 id 、變壓器副邊電流i 2 的波形；、計(jì)算輸出電壓ud 、輸出電流id 的平均值及功2率因數(shù)；3、計(jì)算晶閘管的電流有效值。i dVT1VT3u di 2Rtuuu di d1tLi 2VT2VT4t圖 1答案：1波形繪制如圖2 電路參數(shù)計(jì)算）U d0.9 U 2

20、cos0.9220cos30171 .47(V )U d171 .47I d34.29 ( A)R5UUdI dU2I 2Ud2171 . 470.782203 電路參數(shù)計(jì)算I TI d24 .25( A )2三、三相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，已知：負(fù)載電阻R 1 ，電感 L d，相電壓 U 2220V ， LB1mH ，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì) E400V ，控制角=120°或逆變角=60°時(shí)，請(qǐng)計(jì)算輸出電壓平均值U d 、輸出電流平均值I d 和換相重疊角。答案：6 XB I dU d 400U d 2 .34 U 2 cos aI d2R代入數(shù)據(jù)，解得： Ud290.31

21、(V)Id 109.69(A)co s co s(aXBI d換相重疊角計(jì)算：)解得：6 U 2sin68.9四、圖 3 所示單相交流調(diào)壓電路， u1 為正弦交流輸入電壓， 有效值 U 1220V ，接阻感負(fù)載，其中R0.5， L2 mH ，求負(fù)載電流的最大有效值、最大輸出功率及此時(shí)功率因數(shù)。VT1i oLVT2u1u oR圖 3答案：負(fù)載電流最大時(shí)，電路必須工作在連續(xù)模式，此時(shí)控制角等于負(fù)載阻抗角。L231150210負(fù)載阻抗角：tan ()tan() 51.47R0.5那么控制角等于51 .47時(shí)，電流波形連續(xù)，負(fù)載電流最大I oU 1220275(A負(fù)載電流最大值：R2222)( L)0

22、.50.628最大輸出功率：PoU1 Io cos37.7(KW)此時(shí)功率因數(shù)：cosacos0.62五、圖1 所示的單相橋式整流電路中，U 2220V 、觸發(fā)角 a60 ，負(fù)載為阻性負(fù)載，R10。1、繪制輸出電壓ud 、輸出電流id 、變壓器副邊電流i 2 的波形； 2、計(jì)算輸出電壓 ud 、輸出電流i d 的平均值及功率因數(shù)；3、請(qǐng)計(jì)算晶閘管的電流有效值；i dVT1VT3i 2u du 1uVT2VT4udtRi dti 2t圖 1答案：1波形繪制如圖（ 9 分）2 電路參數(shù)計(jì)算UI0.91cos1cos 60148 .5(V )dU 220.9 2202dU d148.514.85()

23、R10Asin20.8923 電路參數(shù)計(jì)算U 2sin2I T10214( A)2六、圖2 所示的三相半波可控電路中，相電壓U 2220 V 、觸發(fā)角a60，電感 L的值極大，R10。1、計(jì)算輸出電壓ud 、輸出電流i d 的平均值、 a 相的電流 i a 的有效值； 2、繪制輸出電壓 ud 、輸出電流i d 、 a 相的電流i a 的波形。Tai abcVT1idu du au bucVT2LtVT3udRi dti at圖 2答案：1電路參數(shù)計(jì)算2 U d1.17 U 2 cos1.17 220 cos60128.7(V )U d128.712.87(A)Id12.87I d10I a7.43(A)R332波形繪制七、單相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，已知：負(fù)載電阻R1，電感 Ld，相電壓U 2100V ， LB0.5mH ，當(dāng)反電動(dòng)勢(shì)E99V ，逆變角B60時(shí)，請(qǐng)計(jì)算輸出電壓平均值U d 、輸出電流平均值I d 和換相重疊角。答案： U d0.9 U2cos4 X BI dI