电力电子技术期末复习考卷综合附复习资料题目配知识点.docx

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1、一、 填空题：1、 电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造技术和 变流技术 。2、 举例说明一个电力电子技术的应用实例 变频器、 调光台灯等 。3、 电力电子担当电能的变换或限制任务，主要为沟通变直流、直流变沟通、直流变直流、沟通变沟通四种。4、 为了减小电力电子器件本身的损耗进步效率，电力电子器件一般都工作在 开关状态，但是其自身的功率损耗开通损耗、关断损耗通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都须要安装 散热器 。5、 电力电子技术的一个重要特征是为防止功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括三个方面：通态损耗、断态损耗和 开关损耗 。6、 通常取晶闸管的断态重复峰值电

2、压和反向重复峰值电压中较 小 标值作为该器件的额电电压。选用时，额定电压要留有确定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的23倍。7、 只有当阳极电流小于 维持 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。导通：正向电压、触发电流 移相触发方式8、 半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现 失控 现象，为了防止单相桥式半控整流电路的失控，可以在参与 续流二极管 来防止失控。9、 整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值 降低 。10、 从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为 触发角 。 从晶闸管导通到关断称为导通角。单相全

3、控带电阻性负载触发角为180度三相全控带阻感性负载触发角为90度11、 单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 22U1 。电源相电压为U1三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为U2 。电源相电压为U2为了保证三相桥式可控整流电路的牢靠换相，一般承受 双窄脉冲 或者宽脉冲触发。12、 四种换流方式分别为 器件换流 、电网换流 、 负载换流 、 强迫换流 。13、 强迫换流须要设置附加的换流电路，给及欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。14、 直流直流变流电路，包括 干脆直流变流电路 电路和 间接直流变流电路 。是否有沟通环节15、 直流斩波电路只能实现直流 电压大

4、小 或者极性反转的作用。6种斩波电路：电压大小变换：降压斩波电路变换器)、升压斩波电路、斩波电路、斩波电路、斩波电路升压斩波电路输出电压的计算公式 =1- 。降压斩波电路输出电压计算公式： E =占空比，电源电压 直流斩波电路的三种限制方式是、 频率调制型 、 混合型 。16、 沟通电力限制电路包括 沟通调压电路 ，即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位的限制，调整输出电压有效值的电路， 调功电路 即以沟通电的周期为单位限制晶闸管的通断，变更通态周期数和断态周期数的比，调整输出功率平均值的电路， 沟通电力电子开关即限制串入电路中晶闸管根据须要接通或断开的电路。17、 一般晶闸管用正弦半波电流平均

5、值定义及双向晶闸管的额定电流定义不一样，双向晶闸管 的额定电流是用电流有效值来表示的。双向晶闸管工作在沟通电路中，正反向电流都可以流过18、 斩控式沟通调压电路 沟通调压电路一般承受全控型器件,使电路的功率因数接近1。19、 限制技术的理论根底是 (面积等效原理)冲量相等而形态不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果根本一样 20、 调制中常用的计算法有 特定谐波消去法 。 .21、 逆变电路的限制方法有 计算法 、 调制法 和 规那么采样法 三种。其中调制法又可以分为 同步调制 和 异步调制 两种.同步调制：载波比相等22、 直流斩波电路的三种限制方式是、 频率调制型 、 混合型 。23、

6、 在调制信号上叠加 直流重量三次谐波 可以进步直流电压利用率。变更调制信号的频率就可以变更输出直流信号的频率变更调制比可以变更输出电压有效值电力电子器件串联必需考虑静态和动态 均压 每个器件并联一个电阻 。 静态均压：每个器件并联电阻 动态均压：每个器件串联电容 并联时要考虑均流 方法：一般是串联电感24、 电力电子器件的驱动电路的目的是给器件施加 开通、关断 的信号，供应限制电路及主电路之间的 电气隔离 。光隔离光耦、磁隔离变压器等等25、 电力和由于具有正温度系数，所以在并联运用时可以实现 均流 。26、 晶闸管额定电流为100A，通过半波沟通电时，电流的波形系数为1.57，电流的有效值计

7、算为，那么通过电流最大值为 314 A。27、 单相沟通调压电阻性负载电路的移相范围在0度180度 内，在阻感性负载时移相范围在功率因素角 180度 内。28、 沟通调压电路和沟通调功电路异同点： 电路构造一样，限制方式不同，沟通调压电路承受移相触发对一个周期内导通角限制，调功电路对导通周波数及阻断周波数的比值进展限制 。29、 电压型逆变电路中的反响二极管的作用是 给沟通侧向直流侧反响的无功能量供应通道 。30、 180导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一相上下两个桥臂 元件之间进展；而120导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 上桥臂或者下桥臂组内 上的元件之间进展的。31、 在

8、( )、( )、( )、( )、( )中半控型器件有 ，全控型器件有 、 ，电流驱动器件有 、 。32、 单相桥式可控整流电路带电阻性负载，在限制角为a时，其输出的直流电压为 。33、 带平衡电抗器的双反星型可控整流电路中平衡电抗器的作用是 使两组三相半波整流电路可以同时导电 。34、 有源逆变最小逆变角bbd +g + q，其每个参数的意义是 dd：晶闸管关断时间，gg ：换相重叠角， q：平安裕量角 。35、 单相电压型桥式逆变电路输出给负载的电压波形是方波，电流波形是 近似正弦波 。36、 三相电流型桥式逆变电路的换流一般为同一组桥臂组内换流，称为 横向换流 。37、 交交变频是一种干脆

9、变频，其输出的电压是由多段电网电压拼接而成，确定了其输出频率不高，当承受50工频电压，三相六脉波桥式逆变电路，其输出的上限频率一般不超过 20 。38、 晶闸管串联运用的动态均压方法是 电阻电容串联后并联到晶闸管两端 。二、 简答题：1、 晶闸管的触发电路有哪些要求？1触发电路发U的触发信号应具有足够大的功率2不该触发时，触发电路因漏电流产生的漏电压应小于限制极不触发电压3触发脉冲信号应有足够的宽度，4触发脉冲前沿要陡5触发脉冲应及主回路同步，且有足够的移相范围。导通：正向电压、触发电流 半控：晶闸管 全控：门极可关断晶、电力晶体管、电力场效应管，电流控门极可关断晶、电力晶体管、 电压控 电力

10、场效应管，半控型器件有 晶闸管 ，全控型器件有 、 电流驱动器件有 、 电压型驱动器件：、半控器件：大电压大电流，即大功率场合全控器件：中小功率2、 具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路中，因为变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题变压器变流时双向流淌的就没有磁化 存在磁化的：单相半波整流、三相半波整流3、 电压型逆变电路中反响二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反响二极管？在电压型逆变电路中,当沟通侧为阻感负载时须要供应无功功率,

11、直流侧电容起 缓冲无功能量的作用。为了给沟通侧向直流侧反响的无功能量供应通道,逆变桥各臂都并联了反响二极管。当输出沟通电压和电流的极性一样时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反响二极管供应电流通道。在电流型逆变电路中,直流电流极性是确定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当须要从沟通侧向直流侧反响无功能量时,电流并不反向,照旧经电路中的可控开关器件流通,因此不须要并联反响二极管。电压型有电容器电源侧，电流型一般串联大电感4、 绘制直流升压斩波电路原理图。直流降压斩波电路：升降压：5、 电压型逆变电路的特点。1直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压根本无脉动；(2)输出

12、电压为矩形波电流为正弦波，输出电流因负载阻抗不同而不同；(3)阻感负载时需供应无功。为了给沟通侧向直流侧反响的无功供应通道，逆变桥各臂并联反响二极管。电流型压型逆变电路的特点 流侧串联有大电感，沟通侧输出电流为矩形波电压为正弦波，并且及负载阻抗角无关。 不必给开关器件反并联二极管6、 什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？频率高异步调制，频率低同步调制分段调制优点：1载波频率不会太高 2开关损耗不会太大 3载波频率在低频时不会太低波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中，通常保持载波频率固定不变，因此当信号波频率变更时，载波比N是变更

13、的。异步调制的主要特点是：在信号波的半个周期内，波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，波形接近正弦波。而当信号波频率增高时，载波比N减小，一周期内的脉冲数削减，脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变更还会产生脉冲的跳动。这就使得输出波和正弦波的差异变大。对于三相型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。同步调制方式中，信号波频率变

14、更时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率也很低。过低时由调制带来的谐小组不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率会过高。使开关器件难以承受。此外，同步调制方式比异步调制方式困难一些。分段同步高调制是把逆变电路的输出频率划分为假设干段，每个频段的载波比确定，不同频段承受不同的载波比。其优点主要是，在高频段承受较低的载波比，使载波频率不致过高，可限制在功率器件允许的范围(1) 简述调制方式的同步调制和异步调制的定义及特点。答：载波频率及调制信号频率之比，

15、/ ，根据载波和信号波是否同步及载波比的变更状况，调制方式分为异步调制和同步调制。异步调制：通常保持固定不变，当变更时，载波比N是变更的。在信号波的半周期内，波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。当较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小。当增高时，N减小，一周期内的脉冲数削减，脉冲不对称的影响就变大。同步调制：变更时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称；为使一相的波正负半周镜对称，N应取奇数。很低时，也很低，由调制带来的谐波不易滤除。很高时，会

16、过高，使开关器件难以承受。1. 如下列图所示L和R串联后作为负载，说明晶闸管导通的条件是什么？关断时和导通后晶闸管的端电压、流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么确定答：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流到达维持通态所须要的最小阳极电流，即擎住电流以上。导通后的晶闸管管压降很小。晶闸管的关断时其两端电压大小由电源电压确定，电流近似为零。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗确定，负载上电压由输入阳极电压确定。2. 缓冲电路的作用是什么？关断缓冲及开通缓冲在电路形式上有何区分，各自的功能是什么

17、？答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压或者过电流,削减器件的开关损耗。缓冲电路分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制，减小关断损耗。开通缓冲电路是对抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和，减小器件的开通损耗。3. 变压器漏抗对整流电路有什么影响答：出现换相重叠角，整流输出电压平均值降低；整流电路的工作状态增多；晶闸管的减小，有利于晶闸管的平安导通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的 ，可能使晶闸管误导通，为此，必需加汲取电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。4. 在三相桥式

18、整流电路中，为什么三相电压的六个交点就是对应桥臂的自然换流相点？请以a、b两相电压正半周交点为例，说明自然换向原理答：三相桥式整流电路中，每只二级管承受的是相邻二相的线电压，承受正向电压时导通，反向电压时截止。三相电压的六个交点是其各线电压的过零点，是二级管承受正反向电压的分界点，所以，是对应桥臂的自然换流点。5. 试述斩波电路时间比限制方式中的三种限制形式？答：斩波电路时间比限制方式中的三种限制形式为：1定频调宽限制形式定频就是指开关元件的开、关频率固定不变，也就是开、关周期T固定不变，调宽是指通过变更斩波电路的开关元件导通的时间来变更导通比值，从而变更输出电压的平均值。2定宽调频限制形式定

19、宽就是斩波电路的开关元件的导通时间固定不变，调频是指用变更开关元件的开关周期T来变更导通比。3调频调宽混合限制形式这种方式是前两种限制方式的综合，是指在限制驱动的过程中，即变更开关周期T，又变更斩波电路导通时间的限制方式。通常用于须要大幅度变更输出电压数值的场合.6. 调制方式是怎样实现变压功能的？又是怎样实现变频功能的？答：变更调制比M可以变更输出电压基波的幅值，所以，调制是通过变更调制波的幅值实现变压功能的。变更正弦调制波的频率时，可以变更输出电压u0的基波频率，所以，调制是通过变更调制波的频率实现变频功能的。(2) 晶闸管的主要动静态性能参数是哪些？晶闸管触发导通后，触发脉冲完毕时它又关

20、断的缘由是什么？答：静态性能指标：电压定额：断态重复峰值电压、反向重复峰值电压、通态电压。电流定额：通态平均电流、维持电流、擎住电流、浪涌电流。动态参数：开通时间、关断时间、断态电压临界上升率、通态电流临界上升率。晶闸管触发导通后，触发脉冲完毕时它又关断的缘由是：a：刚刚导通后电流小于擎住电流，脉冲撤除后晶闸管关断；b：完全导通后，由于电路电流小于维持电流，晶闸管关断。(3) 变压器漏感对整流电路的影响是什么？答：a：出现换相重叠角,整流输出电压平均值降低。b：整流电路的工作状态增多。c：晶体管的减小,有利于晶闸管的平安开通。d：换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的,可能使晶闸管误导通,为此必需

21、加汲取电路。：换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。(4) 什么是逆变失败，逆变失败的缘由是什么？答：逆变失败指的是：逆变过程中因某种缘由使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败会在逆变桥及逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的缘由：1触发电路工作不行靠，造成脉冲丢失、脉冲延迟等。2晶闸管发生故障，失去正常通断实力。3沟通电源发生异样现象，如断电、缺相、或电压过低。4换相的裕量角缺乏，晶闸管不能牢靠关断。(5) 说明下列图单相半桥电压逆变电路中二极管1和2的作用。答：1或2通时，和反向，电感中贮能向直流

22、侧反响，1、2称为反响二极管,还使连续，又称续流二极管。三、 分析计算题：1、 ，0.5H，晶闸管擎住电流为15,要使晶闸管导通，门极触发电流脉冲宽度至少应为多少？解：晶闸管导通后，主回路电压方程为 主电路电流按下式由零上升 晶闸管要维持导通，必需上升到达擎住电流值以上，在此期间，门极脉冲应接着维持，将15代入，得 取， t150s。所以，门极触发电流脉冲宽度至少应大于150s。2、 三相桥式整流电路，U2=100V，带电阻电感负载50，L值极大，当=60度时，计算和。单相桥式全控整流：3、 分析单相电压型逆变器移相调压的工作原理。调整输出频率：图中所运用的都是全控器件，变更开关1、4，2、3

23、的切换频率，那么输出沟通电的频率随着变更。变更移相电压角度，那么可以变更输出电压幅值。4、分析滞环比较方式电流跟踪限制的工作原理。根本原理：1、把指令电流i*和实际输出电流i的偏向i*作为滞环比较器的输入2、通过比较器的输出限制器件V1和V2的通断3、1通时，i增大4、2通时，i减小5、通过环宽为2I的滞环比较器的限制，i就在i*+I和i*-I的范围内，呈锯齿状地跟踪指令电流i*某一电热装置电阻性负载，要求直流平均电压为75V，电流为20A，承受单相半波可控整流电路干脆从220V沟通电网供电。计算晶闸管的限制角、导通角、负载电流有效值，解：(1)整流输出平均电压 = =那么限制角60 导通角=

24、-=120 (2).负载电流平均值 20(A) 那么 R75 负载电流有效值I，即为晶闸管电流有效值1，所以137.6(A)分析下列图示升压斩波电路原理并计算，50V，负载电阻20，L值和C值极大，承受脉宽调制限制方式，当40s，25s时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。解： 开关元件导通形式1时，电感L储能，负载R上的电压和电流由电容器C上的电压供应。开关元件关断形式2时，直流电源和电感L储能向负载R和电容器C供应能量，电容器C充电。因此，可到达输出平均直流电压高于电源输入的直流电压。输出电压平均值为其中，为导通时间，T为开关周期，为导通比。 设流过晶闸管的周期电流波形如下列图所

25、示，其最大值均为，当承受额定电流为200A的晶闸管，当不考虑平安余量时，所能送出的平均电流为多少相应的电流最大值是多少？(7分)。(在环境温度为40和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工频正弦半波导电、结温稳定在额定值125时，所对应的通态平均电流值定义为晶闸管的额定电流。因此当晶闸管的额定电流为200A时，其允许通过的电流有效值为314A。)解：电流平均值: 电流有效值200A的晶闸管允许通过电流的有效值为314A，因此相应的电流最大值为314*A，所能送出的平均电流314/ =181A。三相全控桥整流电路，带阻感负载，U2100V，R10W，wLR R，求当a30oo时，输出

26、电压平均值，输出电流平均值，变压器二次侧电流有效值I2。 8分解： 整流变压器二次侧电流为正负半周各宽120、前沿相差180的矩形波，其有效值为：分析负载换流的原理。解：由负载供应换流电压称为负载换流 。电阻电感串联后再和电容并联，工作在接近并联谐振状态而略呈容性工作状态。 4个臂的切换仅使电流途径变更，负载电流根本呈矩形波。 负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，对基波阻抗很大，对谐波阻抗很小，波形接近正弦。 t1前：1、4通，2、3断，、均为正，2、3电压即为。 t1时：触发2、3使其开通，加到4、1上使其承受反压而关断，电流从1、4换到3、2。 t1必需在过零前并留有足够裕量，才能使换

27、流顺当完成。一台电炉额定功率为1000W，由220V单相沟通供电，为了实现电炉功率可变，承受双向可控硅承受移相触发调整电炉的供电电压，请画出电路图，根据下面的波形图和给定的计算公式，计算当电炉须要功率为500W时，双向晶闸管的触发角是多少？此时电炉的电流有效值是多少？解：电路图：随意找一个最简洁的调光台灯的电路。计算电炉的等值电阻：计算当功率变为500W时须要的电压值：计算触发角：电流的有效值：请从1向3换流的过程分析入手，说明题图所示串联二极管式晶闸管逆变电路的换流过程。解：假设以从1向3换流的过程进展分析：假设换流前1和2导通，C13电压0左正右负。如图a所示。换流阶段分为恒流放电和二极管

28、换流两个阶段。t1时刻触发3导通，1被施以反压而关断。从1换到3，C13通过1、U相负载、W相负载、2、2、直流电源和3放电，放电电流恒为，故称恒流放电阶段。如图b所示。13下降到零之前，1承受反压，反压时间大于就能保证关断。t2时刻13降到零，之后C13反向充电。无视负载电阻压降，那么二极管3导通，电流为，1电流为，1和3同时通，进入二极管换流阶段。随着C13电压增高，充电电流渐小，渐大，t3时刻减到零，1承受反压而关断，二极管换流阶段完毕。t3以后，2、3稳定导通阶段。绘制单相桥式逆变电路产生单极性波形图和双极性波形图并说明其调制原理解：首先画出逆变电路产生单极性波形图：在和的交点时刻限制的通断正半周，V1保持通，V2保持断。当时使V4通，V3断， 。当时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。如0，V1和V4通，如0，1和4通， 。当时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。如0，2和3通， 。四、作图题1. 绘出晶闸管的阳极伏安特性曲线，标注出主要参数并说明其意义。2. 三相半波可控整流带电阻性负载绘制电路图及触发角为30度的电路波形图。