2011電力電子復(fù)習(xí)題綱

1、 1.按照能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度分類(lèi)，電力電子器件如何分類(lèi)？按照控制信號(hào)的性質(zhì)不同分類(lèi)（電力二極管除外），如何分類(lèi)？按照控制信號(hào)的波形（電力二極管除外），如何分類(lèi)？按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況又如何分類(lèi)。電力二極管、SCR、GTO、GTR、IGBT、電力 MOSFET、的名稱及分類(lèi)情況。答：1）半控型、全控型、不可控器件。2）電壓驅(qū)動(dòng)型、電流驅(qū)動(dòng)型。3）脈沖觸發(fā)型、電平控制型。4）單極型、雙極型。2.什么叫晶閘管的維持電流和擎住電流？對(duì)同一晶閘管，擎住電流 I 與維持電流 I 在數(shù)值大小上是什LH么關(guān)系。3.晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？晶閘管關(guān)斷的條件是什么？如何實(shí)現(xiàn)？答

2、：晶閘管的導(dǎo)通條件是對(duì)晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓的同時(shí)加以適量的正向門(mén)極電壓。晶閘管的關(guān)斷條件是陽(yáng)極電流小于維持電流，實(shí)現(xiàn)的方法有：1）增加主回路阻抗或減小電源電壓；2）使晶閘管承受反壓。4.單相橋式全控整流電路中帶純電阻負(fù)載、阻感性負(fù)載， 角的移相范圍、每個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓、輸出電壓的平均值分別是怎樣的。5.直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載單相全控橋整流電路中，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?答：意義：利用電感的儲(chǔ)能作用來(lái)平衡電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間。原則：在最小的負(fù)載電流時(shí)，保證電流連續(xù)，即使晶閘管導(dǎo)通角 =180。6.三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管

3、的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差多少度？帶電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載， 角的移相范圍、每個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓、輸出電壓的平均值分別是怎樣的計(jì)算公式。7.三相橋式可控整流電路中的六個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差多少度？帶電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載， 角的移相范圍、每個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓、輸出電壓的平均值分別是怎樣的計(jì)算公式。8.變壓器漏抗對(duì)相控整流電路有何影響？9.帶平波電抗器的雙反星型可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有何異同？答 ：1）三相橋式全控整流電路是兩組三相半波整流電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要平衡電抗器；2）當(dāng)變壓器副端

4、電壓有效值 U 相等時(shí)，雙反星形電路的整流電壓平均值U2d是三相橋式電路的 1/2，而整流電流平均值 I 是三相橋式電路的 2 倍；3）在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及d觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓u 和整流電流 i 的波形形狀一樣。d10.整流電路多重化的主要目的是什么？d答：主要包括兩個(gè)方面，一是可以使裝置總體的功率容量大，二是能夠減少裝置所產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的干擾。11.什么是有源逆變？什么是無(wú)源逆變？實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件是什么？答:如果將逆變電路交流側(cè)接到交流電網(wǎng)上,把直流電逆變成同頻率的交流電,反送到電網(wǎng)上去稱為有源逆變。逆變器的交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而是直接接到負(fù)載，即將直

5、流電逆變成某一頻率或可變頻率的交流電供給負(fù)載，則稱無(wú)源逆變，實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件有二:一是一定要有直流電動(dòng)勢(shì),其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致,其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓；二是要求晶閘管的觸發(fā)角 /2，使變流器的輸出電壓 Ud 為負(fù)值。12.試說(shuō)明直流斬波器主要有哪幾種電路結(jié)構(gòu)？試分析他們各有什么特點(diǎn)？答：主要有降壓斬波電路（Buck），升壓斬波電路（Boost）,升降壓斬波電路（BuckBoost）和庫(kù)克（Cook）斬波電路。降壓斬波電路是一種輸出電壓平均值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要用于直流穩(wěn)壓電源和直流電機(jī)的調(diào)速。升壓斬波電路一種輸出電壓平均值高于輸入直流電壓的變換電路。它可用

6、于直流穩(wěn)壓電源和直流電機(jī)的再生制動(dòng)。升降壓斬波電路是輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電壓的直流穩(wěn)壓電源。庫(kù)克電路也屬升降壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓平穩(wěn)，降低了對(duì)濾波器的要求。13.交流調(diào)壓和交流調(diào)功電路有何區(qū)別？二者各運(yùn)用于什么樣的負(fù)載？為什么？答：兩種電路的電路形式完全相同，但控制方式不同。交流調(diào)壓電路是通過(guò)控制晶閘管在每一個(gè)電源周期內(nèi)的導(dǎo)通角的大?。ㄏ辔豢刂疲﹣?lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。它主要應(yīng)用于電爐的溫度控制、燈光調(diào)節(jié)、異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)和調(diào)速等場(chǎng)合，也可以用作調(diào)節(jié)整流變壓器一次電

7、壓。1 交流調(diào)功電路采用整周波的通、斷控制方法來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。將晶閘管作為開(kāi)關(guān)，把負(fù)載與電源接通 M 個(gè)電源周期后，再關(guān)斷 N 個(gè)電源周期，改變通斷周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。改變 M 與 N 的比值就改變了開(kāi)關(guān)通斷一個(gè)周期輸出電壓的有效值。這種控制方式功率因素高，適用于有較大時(shí)間常數(shù)的負(fù)載。交流調(diào)功電路直接調(diào)節(jié)對(duì)象是電路的平均輸出功率，常用于電爐的溫度控制。14.交-交變頻電路的最高輸出頻率是多少？制約輸出頻率提高的因素是什么？答：交-交變頻電路最高輸出頻率不高于電網(wǎng)頻率的1/31/2，如電網(wǎng)頻率為50Hz 時(shí)，其最高輸出頻率約為 25Hz。電壓波形畸變以及由此產(chǎn)生的電流波

8、形畸變和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是限制交-交變頻電路輸出頻率提高的主要因素。15.什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有何特點(diǎn)？電壓型逆變器為直流電源經(jīng)大電容濾波吸收無(wú)功功率，因此直流電源可近似看作恒壓源。輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，它抑制浪涌電壓能力強(qiáng)，頻率可向上向下調(diào)節(jié)，效率高，適用于負(fù)載比較穩(wěn)定的運(yùn)行方式。電流型逆變器為直流電源經(jīng)大電感濾波，可近似看作恒流源，輸出電壓為正弦波，電流為矩形波，抑制過(guò)電流能力強(qiáng)，特別適用于頻率加減速的起動(dòng)型負(fù)載，對(duì)籠型、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速均適合，效率大于 0.9，成本較低。16.什么是 PWM 控制？說(shuō)明 PWM 控制的工作原理答：PWM 控制

9、就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行控制的技術(shù)。它的工作原理是將一個(gè)任意電壓波形分成N 等分，并把該任意波曲線每一等分所包圍的面積都用一個(gè)與其面積相等的等幅矩形脈沖來(lái)代替，且矩形脈沖的中點(diǎn)與相應(yīng)任意波等分的中點(diǎn)重合，得到一系列脈沖列，這就是PWM 波形。17.何為硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)？答：如果開(kāi)關(guān)器件在端電壓不為零時(shí)開(kāi)通，或在其電流不為零時(shí)關(guān)斷統(tǒng)稱為硬開(kāi)關(guān)。如果在電力電子變換電路中采取一些措施，使開(kāi)關(guān)器件零電壓開(kāi)通和零電流關(guān)斷則稱為軟開(kāi)關(guān)。2 一、填空題1.對(duì)同一晶閘管，維持電流 I 與擎住電流 I 在數(shù)值大小上有 I _I 。HLLH2.功率集成電路 PIC 分為二大類(lèi)，一類(lèi)是高壓集成電路，另一類(lèi)是_。3.晶閘管

10、斷態(tài)不重復(fù)電壓 U 與轉(zhuǎn)折電壓 U 數(shù)值大小上應(yīng)為，U _U 。DSMBODSMBO4.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U 等于_，設(shè)U 為相Fm2電壓有效值。5.三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_。6.對(duì)于三相半波可控整流電路，換相重疊角的影響，將使用輸出電壓平均值_。7.晶閘管串聯(lián)時(shí)，給每只管子并聯(lián)相同阻值的電阻R 是_措施。8.三相全控橋式變流電路交流側(cè)非線性壓敏電阻過(guò)電壓保護(hù)電路的連接方式有_二種方式。9.抑制過(guò)電壓的方法之一是用_吸收可能產(chǎn)生過(guò)電壓的能量，并用電阻將其消耗。10.180導(dǎo)電型電壓源式三相橋式逆變電路，其換相是在

11、_的上、下二個(gè)開(kāi)關(guān)元件之間進(jìn)行。11.改變 SPWM 逆變器中的調(diào)制比，可以改變_的幅值。12.為了利于功率晶體管的關(guān)斷，驅(qū)動(dòng)電流后沿應(yīng)是_。13.恒流驅(qū)動(dòng)電路中抗飽和電路的主要作用是_。14.功率晶體管緩沖保護(hù)電路中的二極管要求采用_型二極管，以便與功率晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間相配合。二、單項(xiàng)選擇題15.功率晶體管 GTR 從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現(xiàn)象稱為()A.一次擊穿16.逆導(dǎo)晶閘管是將大功率二極管與何種器件集成在一個(gè)管芯上而成(A.大功率三極管 B.逆阻型晶閘管 C.雙向晶閘管17.在晶閘管應(yīng)用電路中，為了防止誤觸發(fā)應(yīng)將幅值限制在不觸發(fā)區(qū)的信號(hào)是(A.干擾信號(hào) B.觸發(fā)電壓信號(hào) C.

12、觸發(fā)電流信號(hào) D.干擾信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)18.當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不論門(mén)極加何種極性觸發(fā)電壓，管子都將工作在(A.導(dǎo)通狀態(tài) B.關(guān)斷狀態(tài) C.飽和狀態(tài) D.不定19.單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角 的最大移相范圍是(A.90 B.120 C.150 D.18020.單相全控橋大電感負(fù)載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為(B.二次擊穿C.臨界飽和D.反向截止)D.可關(guān)斷晶閘管)A.UB.UC.2UD.U222221.單相全控橋電阻性負(fù)載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為()A.22.單相全控橋式整流大電感負(fù)載電路中，控制角 的移相范圍是(A.090 B.0180 C.901

13、80 D.18036023.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 =(A. - B. + C. - - D. + -24.對(duì)于三相半波可控整流電路，換相重疊角 與哪幾個(gè)參數(shù)有關(guān)(A. 、負(fù)載電流 I 以及變壓器漏抗 X B. 以及負(fù)載電流 IdD. 、U 以及變壓器漏抗 XUB.2UC.UD.U2222)dCC. 和 U22C25.三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是()A.交流相電壓的過(guò)零點(diǎn)B.本相相電壓與相鄰相電壓正半周的交點(diǎn)處C.比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)超前3026.可在第一和第四象限工作的變流電路是(D.比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后 60)

14、A.三相半波可控變電流電路C.接有續(xù)流二極管的三相半控橋B.單相半控橋D.接有續(xù)流二極管的單相半波可控變流電路27.快速熔斷器可以用于過(guò)電流保護(hù)的電力電子器件是(A.功率晶體管 B.IGBT C.功率 MOSFET)D.晶閘管28.若增大 SPWM 逆變器的輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是()A.增大三角波幅度B.增大三角波頻率C.增大正弦調(diào)制波頻率D.增大正弦調(diào)制波幅度29.采用多重化電壓源型逆變器的目的，主要是為()3 A.減小輸出幅值30.電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)貯能元件是(A.電容 B.電感 C.蓄電池B.增大輸出幅值C.減小輸出諧波D.電動(dòng)機(jī)D.減小輸出功率)三、判斷題 對(duì)的用表示、錯(cuò)的用表示31、 只要給門(mén)極加上觸發(fā)電壓，晶閘管就導(dǎo)通。（ ）（ ）（ ）32、 增大晶閘管整流裝置的控制角 ，輸出直流電壓的平均值會(huì)增大。33、 晶閘管串聯(lián)使用須采取“均壓措施”。34、 晶閘管變流可逆裝置中出現(xiàn)的“環(huán)流”是一種有害的不經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，必須想辦法減少或?qū)⑺サ簟?5、普通單向晶閘管不能進(jìn)行交流調(diào)壓。（ ）（ ）36、可控整流裝置容量大于 4kW，且要求直流電壓脈