電力電子技術期末復習要點匯編

1、學習-好資料電力電子技術期末復習題一、辨析題要點：1、由交流到直流的電力變換稱為整流，由直流到直流的電力變換稱為直流斬波，由交流到交流的電力變換稱為交交變頻或交流電力控制，由直流到交流的電力變換稱為逆變02、2力電子器件目前專指電力半導體器件、一般都工作在開關狀態(tài)。3、按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度，分為以下三類：半控型器件、全控型器件、不可 控器件。4、半控型器件一通過控制信號可以控制其導通而不能控制其關斷。器件的關斷由其在主電路中承受的電壓和電流決定，如晶閘管(Thyristor)及其大部分派生器件。5、全控型器件一通過控制信號既可控制其導通又可控制其關斷，又稱自關斷器件。如：絕緣

2、柵雙極晶體管(IGBTInsulated-Gate Bipolar Transistor電力場效應晶體管(Power MOSFET)門極可關斷晶閘管(GTO, Gate Turn-Off)電力 晶體管(GTR, Giant Transistor")12、 不可控器件不能用控帶U信號來控制其通斷，因此也就不需要驅動電路。如：電力二極管(Power Diode)、只有兩個端子，器件的通和斷是由其在主電路中承受的電 壓和電流決定的。13、 按照驅動電路加在器件控制端和公共端之間信號的性質，分為兩類：1)電流驅動型一通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導通或者關斷的控制。如：門極可關斷晶閘管(

3、GTO, Gate Turn-Off)電力晶體管(GTR, Giant Transistor)2)電壓驅動型一僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現(xiàn)導通或者關斷的控制。如： 絕緣柵雙極晶體管( Insulated-Gate Bipolar TransistorIGBT)電力場效應晶體管(Power MOSFET)14、 電力二極管是以半導體 PN結為基礎，豐要特性為不可控的單向導電性。目前常用的電力二極管有普通二極管、快恢復二極管和肖特某二極管三類。15、 晶閘管的外形有螺栓型和平板型兩種封裝、并在上面引出陽極 A、陰極K和門極(控制端)G_三個聯(lián)接端。內部是 PNPN四層半導體

4、機構。16、 只有門極觸發(fā)(包括光觸發(fā))是最精確、迅速而可靠的控制手段。17、 一股取額定電壓為正常工作時品閘管所承受峰值電壓23倍。更多精品文檔學習-好資料18、 使用品閘管時應按實際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取品閘管，并留一定的裕量，一般取1.52倍。19、 使晶閘管維持導通所必需的最小電流叫 維持電流I h ,晶閘管剛從斷態(tài)轉入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持導通所需的最小電流叫 擎住電流I l。通常Il約為Ih的24倍。20、 已經導通的晶閘管的可被關斷的條件是流過晶閘管的電流減小至維持電流山以下。21、 品閘管的派生器件主要有：快速晶閘管、雙向晶閘管、逆導晶閘管和光控晶閘管。

5、22、 造成在不加門極觸發(fā)控制信號即能使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉為導通狀態(tài)的非正常轉折，有兩種因素：一是陽極的電壓上升率 du/dt太快，二是陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應。23、 電力MOSFET工作在開關狀態(tài)，既是在截止區(qū)和非飽和區(qū)之間來回轉換。24、 絕緣柵雙極晶體管是GTR和MOSFET器件技術的復合,結合二者的優(yōu)點，具有好的特性。25、 電力電子器件的驅動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔 離或磁隔離。光隔離一般采用光耦合器，磁隔離的元件通常是脈沖變壓器。26、 抑制過電壓的方法之一是用 RC阻容電路吸收可能產生過電壓的能量,并用電阻將其消耗。27、 用快

6、速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應用最廣的一種過電流保護措施。28、 從品閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度，稱觸發(fā)角或控制角。用 .表小029、 品閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度，叫導通角，用上表示。30、 低頻整流電路一般采用相位控制方式，高頻整流電路一般采用PWM控制方式。31、 在整流主電路直流輸出側串聯(lián)一個平波電抗器，用來減少電流的脈動和延長晶閘管導來的時間。32、 單相全波可控整流電路的特性與單相橋式全控整流電路基本一致，主要的區(qū)別為：單相全波只用2_個晶閘管；品閘管承受的最大電壓為 2& U2。單相半波可控整流電路中，品閘管可能承受的最大反向峰值電壓

7、為 上U233、 單相半控橋電感性負載電路中，在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管的目的是防一失控現(xiàn)象的產生。34、 驅動電路是電力電子器件主電路與控制電路之間的接口。35、 三相半波可控整流電路常用共陰極接法。36、 三相半波可控整流電路中將二極管換相時刻，作為各相品閘管能觸發(fā)導通的最早時刻，即二0 口的位置，這些點也稱為自然換相點、37、 單相全控橋式整流電阻性負載電路中，觸發(fā)角的最大移相范圍是皿。學習-好資料38、 單相橋可控整流電路，控制角為«,帶阻感性負載時的功率因數(shù)是 0.9cost39、 三相橋可控整流電路，控制角為 «,帶阻感性負載時的功率因數(shù)是 0.955cost

8、40、 三相橋可控整流電路阻感負載時按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的順序,相位依次差60%41、 三相橋可控整流電路采用兩種脈沖觸發(fā)方法：一種是寬脈沖觸發(fā),另一種是雙窄脈沖觸發(fā),其中常用的是雙窄脈沖觸發(fā)。42、 由于整流電路中變壓器漏感的存在，出現(xiàn)了換相重疊角¥ ,整流輸出電壓平均值Ud降低。43、 雙反星形可控整流電路設置電感量為Lp的平衡電抗器是為保證兩組三相半波整流電路能同時導電。其繞組極性相反的目的：消除直流磁通勢。44、 雙反星形可控整流電路阻感負載時 Ud的計算公式為U dm"%。02,每只晶閘管導通120口，晶閘管承受的最大正反向電壓均為

9、Ufm =URm =2.45U2。45、 電力機車下坡行駛要求整流電路工作在有源逆變方式。全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統(tǒng)中，當提升重物時，U d與Ed的關系為Uj> Edo46、 逆變分為有源逆變和無源逆變兩種。47、 產生逆變的條件有二：1）有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其大于變流器直流側平均電壓。（2）晶閘管的控制角口 >，/2,使Ud為負值。48、 半控橋或有續(xù)流二極管的電路,因其整流電壓Ud不能出現(xiàn)負值，也不允許直流側出現(xiàn)負極性的電動勢，故不能實現(xiàn)有源逆變。欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。49、 三相橋整流電路的有源逆變和整流的區(qū)別：控制角 a不同時，

10、電路工作在整流狀態(tài)。n/Xacn時，電路工作在逆變狀態(tài)。50、 的nf2時的控制角用no（=P表示，稱為逆變角。51、 逆變時，一旦換相失敗，外接直流電源就會通過晶閘管電路短路，或使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大短路電流。這種現(xiàn)象成為逆變失?。ɑ蚰孀冾嵏玻?逆變失敗的原因：（1）觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時、準確地給各品閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時等，致使品閘管不能正常換相。（2）品閘管發(fā)生故障，該斷時不斷，或該通時不通。（3）交流電源缺相 或突然消失。（4）換相的裕量角不足，引起換相失敗。52、 兩種最基本的電路是降壓斬波電路和升壓斬波電路。53、 直流斬波電路

11、常用PWM控制方式。54、 文流-流變流電路:一種形式的交流變成另一種形式交流的電路，可改變相關的電壓、電流、頻率和相數(shù)等。交流電力捽制電路:只改變電壓、電流或控制電路的通斷，不改變頻率。更多精品文檔學習-好資料55、 交流電力控制電路的類型有：交流調壓電路、交流調功電路和交流電子開關。其中交流調壓電路采用移相控制方式,交流調功電路和交流電子開關采用過零通斷控制方式。56、 晶閘管交交變頻電路，也稱周波變流器。單相交交變頻電路由P組和N組反并聯(lián)相控整流電路組成。改變兩組變流器的切換頻率，就可改變輸出頻率日介改變變流電路的控制角口,就可以改變交流輸出電壓的幅值。57、 交交變頻電路輸出正弦波電壓

12、的調制方法：余弦交點法。58、 交交變頻也稱為直接變頻、交直交變頻也稱為間接變頻。和交直交變頻電路比較、交交變頻電路的優(yōu)點：只用一次變流，效率較高，可方便地實現(xiàn)四象限工作，低頻輸出波形接近正弦 波。缺點是：輸入功率因數(shù)較低，輸入電流諧波含量大。59、 逆變一一與整流相對應，直流電變成交流電。交流側接電網，為有源逆變，交流側接負載，為無源逆變。60、 無源逆變電路換流方式：器件換流、電網換流、負載換流、強迫換流，器件換流一一適用于全控型器件,其余三種方式 一一針對晶閘管。61、 逆變電路按其直流電源性質不同分為兩種：電壓型逆變電路，電流型逆變電路。電壓型逆變電路的特點：（1）直流側為電壓源或并聯(lián)

13、大電容儲能，直流側電壓基本無脈動；（2）輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3）阻感負載時需提供無功，為了給交流側向直流側反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管（或續(xù)流二極管）。電流型逆變電路的特點：（1）直流側為電流源或串聯(lián)大電感儲能，直流側電流基本無脈動；（2）輸出電流為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同；（3）直流側電感起緩沖無功能量的作用， 不必給開關器件反并聯(lián)二極管。62、 三相電壓型逆變電路常用 1800導電方式,每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流。63、 三相電流型逆變電路常用120。導電方式,每個臂一周期內導電120。，每時刻上下橋臂組各

14、有一個臂導通，橫向換流。64、 三相電壓型逆變電路防止同一相上下兩橋臂開關器件直通采取“先斷后通”的方法。65、 單相并聯(lián)諧振式逆變電路由 C和L、R構成并聯(lián)諧振電路。屬于電流型逆變電路，采用負載換相方式，要求負載電流略超前于負載電壓，輸出電流波形接近矩形波，負載電壓波形接近 正弦波。66、 PWM控制的理論基礎是面積等效原理。67、 逆變電品&中的PWM波形的產生方法有三大類：更多精品文檔學習-好資料計算法:代表為特定諧波消去法調制法:異步調制一載波信號和調制信號不同步的調制方式和同步調制一載波信號和調制 信號保持同步的調制方式；工程實用方法是規(guī)則采樣法。跟蹤控制法:常用的有滯環(huán)比較

15、方式和三角波比較方式。若要減小SPWM逆變器輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是減小正弦調制電壓頻率。改變SPWM逆變器中的調制比，可以改變輸出正弦波的幅值。采用多重化電壓源型逆變器的目的，主要是為了減小輸出諧波。68、 可在低頻輸出時采用異步調制方式,高頻輸出時切換到同步調制方式,這樣把兩者的優(yōu)點結合起來，和分段同步方式效果接近。69、 軟開關與硬開關的定義。軟開關的作用：可降低開關損耗和開關噪聲。70、 軟開關分類：零電壓開關和零電流開關。71、 軟開關電路的分類：準諧振電路、零開關 PWM電路和零轉換PWM電路。二、簡答題：第2章2、3第3章26、29第4一一逆變與變頻電路的區(qū)別與聯(lián)系？

16、第6章3、5第7章6、8看圖分析題：三相整流、逆變電路的繪制；各章主要變流電路中電路元件的作用及整個電路的原理及功能分析;計算題：第2章：例題、課后練習題-4、5 （不考慮安全裕量和考慮安全裕量兩種情況）第 3 章：例題、練習題一3、5、11、13、14、15、17、27、28重點掌握：（單相橋可控整流電路阻感負載、三相半波可控整流電路阻感負載、三相橋式可控整流 電路阻感負載，可能有反電動勢）電路圖、波形繪制與計算公式（包括整流與逆變，考慮變壓器漏 抗影響等）、晶閘管兩端波形分析、移相范圍、品閘管承受的正反向電壓峰值、換向壓降、換向重 更多精品文檔學習-好資料疊角、每只晶閘管導通的范圍、整流輸

17、出電壓的脈波數(shù)和脈動的頻率。功率因數(shù)計算：單相橋式全控整流電路阻感負載'=0.9c o s三相橋式全控整流電路阻感負載 = 0.9 5 C o s第4章：例題、練習題5,掌握計算公式第5章：例題、練習題-2, 3, 5,重點是基本降壓斬波電路和升壓斬波電路的計算，注意先判斷負 載電流是否連續(xù)，再計算。第6章：例題、練習題一2,重點是單相交流調壓電路阻感負載，注意 u與朝勺關系對電路的影響、 計算公式的變化第7章：例題、練習題-2,掌握電路的工作原理和計算公式辨析題 判斷下列說法是否正確，并說明理由，1、圖1中若晶閘管的維持電流Ih =15mA，給晶閘管門極注入足夠電流，晶閘管能夠導通。

18、圖中E=15V,R=1000Q 。VT2、2所示電路是有源逆變電路。更多精品文檔學習-好資料3、晶閘管投切電容器（TSC）中晶閘管用作電力電子開關。4、帶續(xù)流二極管的整流電路可以工作在有源逆變狀態(tài)。5、如圖3所示整流電路，電源電壓U2 = J2UzSinoot ,輸出開路時，直流側輸出電壓 Ud =0.9U 2 cos口，a為 晶閘管觸發(fā)角。更多精品文檔P = U 2I1 cosa ,6、晶閘管帶大電感負載整流電路中，假設網側電壓為基波正弦波，則電網輸出的有功功率為a為晶閘管觸發(fā)角， U 2、Ii分別為整流器交流側電壓有效值和電流基波有效值。7、對PWM同步調制，調制信號頻率發(fā)生變化時，載波頻

19、率可以不變。9、晶閘管整流電路的換流方式是電網換流。10、全控型器件是指通過控制端既可以控制器件的導通，又可以控制器件的關斷。分析題1、分別畫出V導通和關斷時的等效電路，并分析如圖5所示電路是升壓斬波電路，還是降壓斬波電路。2、如圖6 (a)所示的逆變電路，器件的控制信號如圖 并分析有哪些方法可以改變逆變器輸出基波電壓有效值。圖56 (b)所示，試分析逆變器輸出電壓波形和輸出電流波形,(b)3、如圖7所示整流電路中，變壓器二次側相電壓有效值 U 2 = 220V ,觸發(fā)角« =120 :直流側電勢Em =150V ,分析該整流電路此時是否可以工作在有源逆變狀態(tài)。n71產5內學習-好資料4、試畫出圖8所示電路當觸發(fā)脈沖 口 =45二負載上的電壓波形，并推導負載電壓平均值