《電力電子技術(shù)》課程復(fù)習(xí)題知識分享

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。電力電子技術(shù)課程復(fù)習(xí)題-電力電子技術(shù)課程復(fù)習(xí)題福州大學(xué)電氣學(xué)院林周布編寫緒論部分:簡要評述電力電子學(xué)與信息電子學(xué)的差異與聯(lián)系。電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)與核心分別是什么。第1章部分:一，教材P.42中的全部習(xí)題。提示：對第3題，（a），T=，平均值Id10.27Im，有效值I10.48Im；（b），T=。對第4題，這里，該晶閘管可通過電流的有效值為，要利用第3題的結(jié)果；Id189.7A，Im1330A。二，補充題：1畫圖說明二極管的反向恢復(fù)時間與軟度因子是如何定義的。2分別畫出晶閘管SCR與TRIAC、功率晶體

2、管GTR、功率MOSFET、IGBT器件的輸出伏安特性圖，在圖中相應(yīng)位置上標(biāo)明能表示這些器件各自重要特性參數(shù)的名稱。3給出電力電子器件的安全工作區(qū)SOA有什么意義，畫圖表示功率晶體管GTR的SOA區(qū)。4GTO器件的關(guān)斷增益是怎樣定義的。5抗飽和電路在GTR恒流驅(qū)動電路中的主要作用是什么。6雖然都是電力電子器件，但我們說與晶閘管相比功率晶體管不是真正的開關(guān)器件，這句話的含義是什么。7寫出功率MOSFET的四個工作模式的定義。8功率MOSFET管中的體二極管在使用中會出現(xiàn)什么問題，如何防止。9IGBT管的擎住效應(yīng)在使用中會出現(xiàn)什么問題，如何防止。10功率MOSFET的導(dǎo)通電阻是怎樣定義的。11電力

3、電子器件的功率損耗包含哪些部分，為什么在較高功率應(yīng)用場合要使用散熱器。12GTR器件與快恢復(fù)二極管FRD的最重要開關(guān)參數(shù)分別是什么。13從穩(wěn)態(tài)特性與動態(tài)特性兩方面說明電力電子開關(guān)器件與機(jī)電式電磁開關(guān)電器的各自最主要優(yōu)缺點。14晶閘管的電路模型是什么；電路模型中含有晶閘管的器件又是什么器件。15結(jié)構(gòu)上達(dá)林頓管與IGBT都是復(fù)合型器件，但兩者有何區(qū)別。16可以用快速熔斷器進(jìn)行過電流保護(hù)的電力電子器件是什么器件。17緩沖電路的用處是什么。18什么是單極型半導(dǎo)體器件和雙極型半導(dǎo)體器件，列出單極型器件的名稱。第2章部分:一，教材P.97-99中的第2.-13.題,第16.-17.題，第18.-19.題,

4、第22.-26.題,第29.-30.題的全部習(xí)題。提示：對第2題，寫出正、負(fù)半波的磁鏈增量之差的積分表達(dá)式來說明；對第3題，L為極大，即電感電流連續(xù)，且為恒流狀態(tài)，Ud80V，Id=I240A；對第5題，半控橋中的兩個二極管可以起續(xù)流二極管的作用；對第7題，當(dāng)a相觸發(fā)脈沖消失，則整流電路只對b、c相整流，電路變?yōu)閮上嗾麟娐贰Φ?1題，Ud58.5V，IdVT=Id/33.9A；對第13題，對照第11題來理解、列式可簡單地得出答案；對第17題，Ud257.4V；對第22題，要考慮負(fù)載是恒流性質(zhì)這個電路條件來簡化解題。二，補充題：1在電阻性負(fù)載、大電感性負(fù)載、大電感加有輸出續(xù)流二極管性負(fù)載這三

5、種典型負(fù)載條件下，對SCR單相全控橋、三相半波、三相全控橋電路三種典型整流電路，列表分別填寫：電路輸出直流電壓、電流，SCR的最大移相范圍、導(dǎo)通角、承受的最大正、方向電壓、電流平均值、電流有效值；輸入變壓器的最大功率（）；輸入電流的最低次諧波頻率等各數(shù)學(xué)表達(dá)式（包括原始積分表達(dá)式）。2單相橋式全控整流電路，接電阻性負(fù)載，要求電路輸出的直流平均電壓Ud從20100V連續(xù)可調(diào)，負(fù)載平均電流均能達(dá)到20A,考慮最小控制角為30度。試計算SCR導(dǎo)通角的變化范圍，要求的電源容量及功率因數(shù)，并選擇SCR。提示：min=30，max=129；S=119*42.8VA；cos(max)=0.36。3在SCR直

6、流可逆電力拖動系統(tǒng)中，由兩組SCR整流/逆變器構(gòu)成四象限工作方式，說明如何實現(xiàn)四象限工作運行。4考慮電源變壓器有漏抗，則整流電路會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。5SCR全控整流/逆變電路工作在整流狀態(tài)時與工作在逆變狀態(tài)時，觸發(fā)角分別應(yīng)設(shè)定在何范圍。6電力電子技術(shù)對功率因數(shù)的定義與傳統(tǒng)電路理論中定義有何不同；即使是阻性負(fù)載，理想整流電路的功率因數(shù)也可能不為1，這是為什么。7三相半波可控整流電路，負(fù)載為大電感性，已知，負(fù)載端接續(xù)流二極管，畫出，及的波形，并計算輸出電壓、電流平均值、，晶閘管和續(xù)流二極管電流有效值和。提示：=135V，各SCR均導(dǎo)通900，=2.25A。8三相橋式電路，工作于逆變狀態(tài)，計算：（1）輸

7、出電壓平均值；（2）輸出電流有效值；（3）晶閘管電流有效值；（4）交流電源端功率因數(shù)。提示：=-269V，=26.3A,cos=-7.07/8.55=-0.827。9.單相全控橋式變流電路如圖所示，工作于有源逆變狀態(tài)。=60，U2=220V,Ed=-150V,R=1，L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，試完成下列各項：(1)畫出輸出電壓Ud的波形；(2)畫出任一晶閘管的電流波形；(3)計算任一晶閘管電流的有效值。(提示:Ud=-99V,=36.1A)10.三相全控橋式有源逆變電路如圖所示，變壓器二次相電壓的有效值U2=220V，回路總電阻R=0.5，平波電抗器L足夠大，可使負(fù)載電流連續(xù)，若Ed=-28

8、0V，要求電機(jī)在制動過程中的負(fù)載電流Id=45.2A，試解下列各題：(1)求出此時的逆變控制角;(2)計算變壓器二次的總?cè)萘縎2。(提示:Ud=-257.4V,=60,I2=36.9A,S2=24.35(kVA)。11在直流電動機(jī)負(fù)載的整流電路中，串接平波電抗器的意義是什么?平波電抗器電感量的選擇原則是什么?12整流電路中出現(xiàn)換相重疊角的根本原因是什么；換相重疊角與什么參數(shù)有關(guān)。第3章部分:一，教材P.111中的全部習(xí)題。提示：對第3題，因本題的L為有限值，故要首先判斷電感電流即負(fù)載電流是否連續(xù)。先假設(shè)電感電流連續(xù)，。二，補充題：1分別繪出BUCK式、BOOST式、BUCK-BOOST式DC/

9、DC斬波電路圖，繪出其電感電流連續(xù)與不連續(xù)下的等效電路圖，并在理想條件下分別導(dǎo)出它們在電感電流連續(xù)下的輸出電壓、電流表達(dá)式。2電子設(shè)備用BUCK式DC/DC電路，已知：理想條件下的輸出電壓為5V，輸入電壓為1025V，輸出電流為0.1A10A，工作頻率為100kHz，采用PWM控制方法使輸出電壓恒定，試解；（1）導(dǎo)出輸出電壓的表達(dá)式，并求出輸入電流Ii的大小范圍；（2）開關(guān)管的占空比D與導(dǎo)通時間Ton的范圍；（3）指出電路中各開關(guān)器件應(yīng)選擇何種器件，并指出這些器件各要承受的最大電壓與流過的最大電流；（4）計算使其電感器工作在連續(xù)電感電流模式所需的最小電感量。3繪出BUCK式、BOOST式DC/

10、DC主電路圖，分別繪出電感器上的電壓、電流波形，標(biāo)明相應(yīng)量值。4即使工作頻率很低，為什么一般也不用SCR作為DC/DC變換電路的功率開關(guān)器件。5說明與晶閘管相控技術(shù)相比，晶體管斬控技術(shù)有什么主要特點，會出現(xiàn)主要新問題是什么。6.對理想條件下的BOOSTDC/DC電路，已知輸出電壓為24V，輸入電壓為15V，輸出電流為0.1A10A，工作頻率為100kHz，采用PWM控制方法使輸出電壓恒定，試解；（1）導(dǎo)出輸出電壓的表達(dá)式，并求出輸入電流Ii的大小范圍；（2）開關(guān)管的占空比D與導(dǎo)通時間Ton的范圍；（3）指出電路中各開關(guān)器件應(yīng)選擇何種器件，并指出這些器件各要承受的最大電壓與流過的最大電流；（4）

11、計算使其電感器工作在連續(xù)電感電流模式所需的最小電感量。7作出H橋可逆斬波器帶直流電機(jī)負(fù)載的四象限工作狀態(tài)圖，并在圖中表示電壓、電流的方向。第4章部分:一，教材P.131中的第3.-7.題習(xí)題。二，補充題：1電力電子開關(guān)在感性電路與容性電路中應(yīng)用各有什么要求。第5章部分:一，教材P.149中的第1.-6.題習(xí)題。二，補充題：1在理想條件下，分別寫出輸入電壓為Vi，輸出功率為PO的單相推挽式、半橋式、全橋式方波逆變器電路中主開關(guān)管的耐壓值，電流最大值；并畫出這些逆變器電路的電壓、電流波形。2畫出單相推挽式、半橋式、全橋式方波逆變器電路圖。3用具體電路為例，說明SCR器件常用的換流方式。4電壓源多管

12、逆變電路中發(fā)生共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)象的原因是什么。5簡要說明電壓源逆變電路與電流源逆變電路的主要特點分別是什么。第6章部分:一，教材P.169中的第1.-8.題習(xí)題。二，補充題：1.在電壓源方波逆變器電路中，控制信號改為PWM信號，電路性能又何變化。2在上題中用什么樣的控制信號最優(yōu)。3用單片機(jī)編程來獲得SPWM控制信號，應(yīng)當(dāng)采用什么方法。第7章部分:一，教材P.178中的第1.-2.題習(xí)題。二，補充題：1軟開關(guān)技術(shù)有什么意義，何謂零電壓軟開關(guān)與零電流軟開關(guān)。2在器件上加接緩沖電路與使用軟開關(guān)技術(shù)有什么本質(zhì)上的不同。3DC/DC斬波電路工作在電感電流不連續(xù)模式下，可控開關(guān)相當(dāng)于為零電流開通開關(guān)，為什么。第

13、8章部分:一，教材P.191中的第8.-12.題習(xí)題。二，補充題：1畫出單相推挽式、半橋式、全橋式DC/DC開關(guān)變換器電路，在理想條件下求出其電感電流連續(xù)下的輸出電壓表達(dá)式。2畫出單端正向變換器主電路，指出其中變壓器各繞組在電路中的作用。3.對單端正向變換器的電路要求之一是應(yīng)保證其高頻變壓器的磁通能復(fù)位，為什么？4畫出單端反激式變換器主電路，在理想條件下繪出其電感電流連續(xù)下的主控開關(guān)器件電壓、電流波形，標(biāo)明相應(yīng)量值。5在理想條件下，導(dǎo)出式單端反激式DC/DC的輸出電壓表達(dá)式。6在理想條件下，單相推挽式、半橋式與全橋式DC/DC開關(guān)變換器電路的輸入電壓為300V，最大輸出功率為1200W，各開關(guān)管的開關(guān)占空比為0.4，分別解：（1）主開關(guān)管的耐壓為多少，電流最大值為多少。（2）畫出兩個串聯(lián)主控開關(guān)管的電壓波形。附圖a附圖b7某人設(shè)計一個工作頻率為200kHz、功率為100W的隔離型反激式DC/DC