电力电子技术考试重点

1、.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：（1）维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流（IH）。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。.图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值II、12、13。I产1b)-L=(+I)0,54347n31勺.2补充：1）说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。器件优点缺点IGB

2、T开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动、驱动电路简单、驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR耐压高，电流大，开关速度略高于GTQ通流能力强，饱和压降低开关速度低，所需驱动功率大，电流驱动、驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，电流驱动、驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电力MOSFET开关速度快、工作频率高，热稳定性好，输入阻抗高、电压驱动、所需驱动功率小且驱动电路简单，不存在二次击穿问题电流

3、容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置2）晶闸管的维持电流和擎住电流的概念与区别。维持电流（Ih）使晶闸管维持导通所必需的最小电流。一般为几十到几百毫安，并与结温成反比。擎住电流（Il晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常Il约为Ih的24倍。两者区别：描述的晶闸管的工作状态不同，对同一管子来说两者大小不同。.图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问核变压器还有直流磁化问题吗？试说明：晶融管承受的最大反向电建为2当负我是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同.答，具有变压器中心抽头的单相全波可

4、控整流电路，核变压器没有直流磁化的问题.因为单相全波可控整流电路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以下分析品闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况.以品闸管VT2为例。当V明导通时，品M管VT?通过VT,与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为2仿人当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a相同时，对于电阻负载：(Ua)期间无晶闸管导通，输出电压为(h(a7T)就间，单相全波电路中Vn导通，单相全控桥电路中V“、VT导通，输用电1K均与电源电1k“2相等：(万/r+a)期间，均无晶闸管

5、导通，输出电压为0：(兀+a2兀)期同，单相全波电路中VT?导通，单相全控桥电路中V12、V13导通，输出电技等于一，2对于电感负载：(a+a)期间,单相全波电路中VT1导通.单相全校桥电路中V八、VF导通，输出电压均与电源电压2相等；(万+保2+a)期间，单相全波电路中VT：导通，单相全控桥电路中VT?、VTj导通，输出波形等于-2可见，两者的输出电压相同，加到同样的负藜上时，则输出电流也相同。.单相桥式全控整流电路，t/2=100V,负载中R=2Q,/,值极大，当a=3U时,要求：作出八淙和iz的波形：求整流输出平均电压匕晶电流/皿变压器二次电流有效值考虑安全裕置，确定晶闸管的额定电压和额

6、定电流。解：八id、和iz的波形如下图*输出平均电压心、电流变压器二次电流有效值人分别为Ud=0.9U2cosa=0.9X100X00830,=77.97(V)，d=Ud/A=77.97/2=38.99(A)/2=/d=38.99(A)晶闸管承受的最大反向电氏为1%=10。Ji=141.4(V)考虑安全裕量.晶闸管的额定电距为：八二(2-3X141.4=283-424(V)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。流过品闸管的电流有效值为，VT=，d/V2=27.57(A)晶闸管的额定电流为，、=(1.5-2)X27.57/1.57=26-35(A)具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。5.单相桥式全

7、控整流电路，t/2=100V,负载中K=2Q,工值极大，反电势:60V,当a=3U。时，要求：作出d.，!和的波形：求整流输出平均电压Si、电流九，变压器二次侧电流有效值专比安全裕量，确定晶网管的额定电压和额定电流.解，仆和G的波形如下图，整流输山平均电压入、电流变压器二次侧电流有效值/?分别为LZd=0.9U2cosa=0.9X100Xcos300=77.97(A)/d=(C7dF)/?=(77.9760)/2=9(A)，2=/2=141.4(V)流过每个晶网管的电流的有效值为：/vt=/流过晶同管VTrVT2的电鼐有效值为:AtZd-19.49 漉过二板管VD八VD,的电流有效便为，Ad-

8、r4-27.567.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压d的波形.解，假设a=0。，当负载为电阻时，,的波形如下.J F ytfH当负载为电盛时，d的波形如下:11.三和半波可控整流电路，S=10UV,带电阳电礴负我，附/宜极大，当e6。时，要求，画出“八11和VTI的形；2(J算，；d、，d、，dT和，VT，解Bu、i!和i、TI的波形如下图，4/d=1.17t/2cosa-1.17X100Xcos60e=58.5(V)，d=d/R=S8.S/S=11.7(A)/ivT=/d/3=11.7/3=3.9(A)，vt=/C=40Vr6=1OOV,

9、B=0.5mlG当产时求3、与尸的数值，并画出整流电压d的源形Mt考虑5时，有，S=o.95esa-/Cff+2Xn)=445(V)=0.455(V)/d=4.55(A)又:cosor-cos(cr+y)=-J5八XJU*即口由cos(6004-r=0.479接减里受角,=6133*-6/TJ3后.作出整流电压LI的波形如下，(4d1.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？交出圈二次侧电流中含有哪些次数的潸波？其中主臭的是哪几次？答，单相桥式全控整流电路，共整流输出电压中含有”（4=1、2、3）次谢波，其中幅伯最大的是2次潜波。史压罂二次侧电流中含有

10、4+1=1、2、3）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最人的是照一次？变压詈一次侧电流中含有哪些次数的沿波？其中主要的是哪几次？答彳三相桥式全控整流电路的整流输由电压中含有6A=1、2、3）次的谐波，其中幅值最大的是6次谐波.变压器二次侧电流中含有6A1心=1、2、3）次的谐波，其中主要的是5、7次谐波.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？答，带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点，三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电

11、路并联，且后者需要用平衡电抗器；当变压器二次电压有效值S相等时，双反星形电路的整流电压平均值a是三相桥式电路的1/2,而整流电流平均值是三相桥式电路的2倍.在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电乐功和整流电流口的波形形状一样.2%什么是逆交失败？如何防止逆变失败？答：逆变运行时，一旦发生爽谨失败，外接的直流电源就会斓过晶闸管电路形成短路.建者使交流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆交屯路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆.防止逆交失败的方法有采用精确可施的触发电略，使用性能良好的品前管.保证交流电源的质量，留出充足的换向裕国角力等.3小单

12、相桥式全控整流电路、三相忻式全控整流电路中.当负裁分别为电阻负蒙或电序负载时.要求的品闸管移相疱国分别是买少，答：单和桥式仝控整端电路，当负载为电阻负Si时，要求的晶闸管移相范围是。-1加严，当鱼藕为电感负载时，要求的品闸管移相范国是90，三相桥式全控整端电路，当负我为电但负蒙时，要求的晶闸管移相范用是0-I却力当负载为电感负畿时，要求的品闸管移相他国是。如，交-直-交变频电路和交-交变频电路各有哪些优缺点？（6分）1）交-直-交变频电路两次变流，效率较低；交-交变频一次变流，效率较高。2分2）交-直-交变频电路输出频率不受输入电源频率的限制，范围宽；交-交变频输出频率较低，一般最高为输入电源频率的%。2分3）交-直-交变频电路输入侧功率因数4实