2011电力电子复习题纲

1、 1.按照能够被控制电路信号所控制的程度分类，电力电子器件如何分类？按照控制信号的性质不同分类（电力二极管除外），如何分类？按照控制信号的波形（电力二极管除外），如何分类？按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况又如何分类。电力二极管、SCR、GTO、GTR、IGBT、电力 MOSFET、的名称及分类情况。答：1）半控型、全控型、不可控器件。2）电压驱动型、电流驱动型。3）脉冲触发型、电平控制型。4）单极型、双极型。2.什么叫晶闸管的维持电流和擎住电流？对同一晶闸管，擎住电流 I 与维持电流 I 在数值大小上是什LH么关系。3.晶闸管导通的条件是什么？晶闸管关断的条件是什么？如何实现？答

2、：晶闸管的导通条件是对晶闸管加上正向阳极电压的同时加以适量的正向门极电压。晶闸管的关断条件是阳极电流小于维持电流，实现的方法有：1）增加主回路阻抗或减小电源电压；2）使晶闸管承受反压。4.单相桥式全控整流电路中带纯电阻负载、阻感性负载， 角的移相范围、每个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压、输出电压的平均值分别是怎样的。5.直流电动机负载单相全控桥整流电路中，串接平波电抗器的意义是什么?平波电抗器电感量的选择原则是什么?答：意义：利用电感的储能作用来平衡电流的脉动和延长晶闸管的导通时间。原则：在最小的负载电流时，保证电流连续，即使晶闸管导通角 =180。6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管

3、的触发脉冲相位按相序依次互差多少度？带电阻性负载、阻感性负载， 角的移相范围、每个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压、输出电压的平均值分别是怎样的计算公式。7.三相桥式可控整流电路中的六个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差多少度？带电阻性负载、阻感性负载， 角的移相范围、每个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压、输出电压的平均值分别是怎样的计算公式。8.变压器漏抗对相控整流电路有何影响？9.带平波电抗器的双反星型可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何异同？答 ：1）三相桥式全控整流电路是两组三相半波整流电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要平衡电抗器；2）当变压器副端

4、电压有效值 U 相等时，双反星形电路的整流电压平均值U2d是三相桥式电路的 1/2，而整流电流平均值 I 是三相桥式电路的 2 倍；3）在两种电路中，晶闸管的导通及d触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压u 和整流电流 i 的波形形状一样。d10.整流电路多重化的主要目的是什么？d答：主要包括两个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。11.什么是有源逆变？什么是无源逆变？实现有源逆变的条件是什么？答:如果将逆变电路交流侧接到交流电网上,把直流电逆变成同频率的交流电,反送到电网上去称为有源逆变。逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直

5、流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载，则称无源逆变，实现有源逆变的条件有二:一是一定要有直流电动势,其极性必须与晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压；二是要求晶闸管的触发角 /2，使变流器的输出电压 Ud 为负值。12.试说明直流斩波器主要有哪几种电路结构？试分析他们各有什么特点？答：主要有降压斩波电路（Buck），升压斩波电路（Boost）,升降压斩波电路（BuckBoost）和库克（Cook）斩波电路。降压斩波电路是一种输出电压平均值低于输入直流电压的变换电路。它主要用于直流稳压电源和直流电机的调速。升压斩波电路一种输出电压平均值高于输入直流电压的变换电路。它可用

6、于直流稳压电源和直流电机的再生制动。升降压斩波电路是输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。主要用于要求输出与输入电压反向，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源。库克电路也属升降压型直流变换电路，但输入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对滤波器的要求。13.交流调压和交流调功电路有何区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？答：两种电路的电路形式完全相同，但控制方式不同。交流调压电路是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。它主要应用于电炉的温度控制、灯光调节、异步电动机软起动和调速等场合，也可以用作调节整流变压器一次电

7、压。1 交流调功电路采用整周波的通、断控制方法来调节输出电压的大小。将晶闸管作为开关，把负载与电源接通 M 个电源周期后，再关断 N 个电源周期，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。改变 M 与 N 的比值就改变了开关通断一个周期输出电压的有效值。这种控制方式功率因素高，适用于有较大时间常数的负载。交流调功电路直接调节对象是电路的平均输出功率，常用于电炉的温度控制。14.交-交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？答：交-交变频电路最高输出频率不高于电网频率的1/31/2，如电网频率为50Hz 时，其最高输出频率约为 25Hz。电压波形畸变以及由此产生的电流波

8、形畸变和转矩脉动是限制交-交变频电路输出频率提高的主要因素。15.什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？电压型逆变器为直流电源经大电容滤波吸收无功功率，因此直流电源可近似看作恒压源。输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，它抑制浪涌电压能力强，频率可向上向下调节，效率高，适用于负载比较稳定的运行方式。电流型逆变器为直流电源经大电感滤波，可近似看作恒流源，输出电压为正弦波，电流为矩形波，抑制过电流能力强，特别适用于频率加减速的起动型负载，对笼型、绕线转子电动机的变频调速均适合，效率大于 0.9，成本较低。16.什么是 PWM 控制？说明 PWM 控制的工作原理答：PWM 控制

9、就是对脉冲的宽度进行控制的技术。它的工作原理是将一个任意电压波形分成N 等分，并把该任意波曲线每一等分所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应任意波等分的中点重合，得到一系列脉冲列，这就是PWM 波形。17.何为硬开关和软开关？答：如果开关器件在端电压不为零时开通，或在其电流不为零时关断统称为硬开关。如果在电力电子变换电路中采取一些措施，使开关器件零电压开通和零电流关断则称为软开关。2 一、填空题1.对同一晶闸管，维持电流 I 与擎住电流 I 在数值大小上有 I _I 。HLLH2.功率集成电路 PIC 分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是_。3.晶闸管

10、断态不重复电压 U 与转折电压 U 数值大小上应为，U _U 。DSMBODSMBO4.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U 等于_，设U 为相Fm2电压有效值。5.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_。6.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_。7.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R 是_措施。8.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有_二种方式。9.抑制过电压的方法之一是用_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。10.180导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在

11、_的上、下二个开关元件之间进行。11.改变 SPWM 逆变器中的调制比，可以改变_的幅值。12.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是_。13.恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_。14.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。二、单项选择题15.功率晶体管 GTR 从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为()A.一次击穿16.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成(A.大功率三极管 B.逆阻型晶闸管 C.双向晶闸管17.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是(A.干扰信号 B.触发电压信号 C.

12、触发电流信号 D.干扰信号和触发信号18.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在(A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定19.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角 的最大移相范围是(A.90 B.120 C.150 D.18020.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为(B.二次击穿C.临界饱和D.反向截止)D.可关断晶闸管)A.UB.UC.2UD.U222221.单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为()A.22.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角 的移相范围是(A.090 B.0180 C.901

13、80 D.18036023.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角 大于不导电角 时，晶闸管的导通角 =(A. - B. + C. - - D. + -24.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角 与哪几个参数有关(A. 、负载电流 I 以及变压器漏抗 X B. 以及负载电流 IdD. 、U 以及变压器漏抗 XUB.2UC.UD.U2222)dCC. 和 U22C25.三相半波可控整流电路的自然换相点是()A.交流相电压的过零点B.本相相电压与相邻相电压正半周的交点处C.比三相不控整流电路的自然换相点超前3026.可在第一和第四象限工作的变流电路是(D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后 60)

14、A.三相半波可控变电流电路C.接有续流二极管的三相半控桥B.单相半控桥D.接有续流二极管的单相半波可控变流电路27.快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是(A.功率晶体管 B.IGBT C.功率 MOSFET)D.晶闸管28.若增大 SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是()A.增大三角波幅度B.增大三角波频率C.增大正弦调制波频率D.增大正弦调制波幅度29.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为()3 A.减小输出幅值30.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是(A.电容 B.电感 C.蓄电池B.增大输出幅值C.减小输出谐波D.电动机D.减小输出功率)三、判断题 对的用表示、错的用表示31、 只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（ ）（ ）（ ）32、 增大晶闸管整流装置的控制角 ，输出直流电压的平均值会增大。33、 晶闸管串联使用须采取“均压措施”。34、 晶闸管变流可逆装置中出现的“环流”是一种有害的不经过电动机的电流，必须想办法减少或将它去掉。35、普通单向晶闸管不能进行交流调压。（ ）（ ）36、可控整流装置容量大于 4kW，且要求直流电压脉