2024电力电子复习

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一、简答题

1、晶闸管导通和关断的条件是什么？

解：晶闸管导通条件是：1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压；2）晶闸管门极

和阴极之间必需加上适当的正向脉冲电压和电流。

在晶闸管导通后，门极就失去限制作用，欲使其关断，只需将流过晶闸管的电流减小到

其维持电流以下，可采纳阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式.

2、有源逆变实现的条件是什么？

（1）晶闸管的限制角大于90度，使整流器输出电压Ud为负

（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必需和晶闸管导通方向一样，

其幅值应大于变流器直流侧的平均电压

3、什么是逆变失败，造成逆变失败的缘由有哪些？如何防止逆变失败？

4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点？

答：依据逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆

变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路

电压型逆变电路的主要特点是：

①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回

路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，沟通侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而沟通侧输出电流波形和相位因负载阻抗状况的不同而不同。

③当沟通侧为阻感负载时须要供应无功功率，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馈的无功能量供应通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是：

①直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是变更直流电流的流通路径，因此沟通侧输出电流为矩形

波，并且与负载阻抗角无关。而沟通侧输出电压波形和相七则因负载阻抗状况的不同而不同。

③当沟通侧为阻感负载时须要供应无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为

反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二

极管。

5、换流方式有哪几种？分别用于什么器件？

6、画出GTO,GTR,KBT,MOSFET四种电力电子器件的符号并标注各引脚名称

7、单相全波与单相全控桥从直流输出端或从沟通输入端看均是基本一样的，两者的区

分？

答；区分在于是；1）、单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构困

难；2）、单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路少数民族

个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少数民族个：但是在单相全波可控整流电路中，晶闸

管承受的最大电压为2A是单相全控桥式整流电路的确倍；3）、单相全波可控整流电路

中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而也少了一次管压降。

8、桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载

时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？

答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的品闸管移相范围是0~18。。，

当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90。。

三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是0~12。。，

当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90。。

9、画出降压斩波电路原理图并简述降压斩波电路工作原理。

答：降压斩波器的原理是：在一个限制周期中，让V导通一段时间口，由电源E向L、R、M

供电，在此期间，乂=及然后使V关断一段时间小,，此时电感L通过二极管VD向R和U

供电，4=0。一个周期内的平均电压以=*-E。输出电压小于电源电压，起到降

4n+Lff

压的

10、沟通调压电路和沟通调功电路有什么区分？二者各运用于什么样的负载？

答：沟通调压电路和沟通调功电路的电路形式完全相同，二者的区分在于限制方式不同。

沟通调压电路是任沟通电源的每个周期对输出电压波形进行限制。而沟通调功电路是将

负载与沟通电源接通几个周波，再断开几个周波，通过变更接通周波数与断开周波数的比值

来调整负载所消耗的平均功率。

沟通调压电路广泛用于灯光限制（如调光台灯和舞台灯光限制）及异步电动机的软起动,

也用于异步电动机调速。在供用电系统中，还常用于对无功功率的连续调整。

沟通调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的限制对象。由于限制对象的时间常数

大，没有必要对沟通电源的每个周期进行频繁限制。

11、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：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高。当

交交变频电路中采纳常用的6脉波三相桥式整流电路时,最高输出频率不应高于电网频率的

1/3~1/2错误!未指定书签。。当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz

左右。

12、单极性和双极性PT叫调制有什么区分？三相桥式型逆变电路中，输出相电压（输

出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM波形各有几种电平？

答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM波形在半

个周期中也只在单极性范围内变更，称为单极性PWM限制方式。

三角波载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个周期中有正、有负，则

称之为双极性PWM限制方式。

三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5"和-0.5以。输出线电压

有三种电平原0、-

13、试分析为何正激电路在开关S关断到下一次开通的一段时间内，必需使励磁电流降回

零？

14、多相多重斩波电路有何优点？

答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多人结构相同的基本斩波电路，使得输

入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更简单,

滤波电感减小。

此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体牢靠性提高。

15、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：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越

高。当交交变频电路中采纳常用的6脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网

频率的1/37/2错误!未指定书签。。当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率

为20Hz左右。

当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数削减，波形畸变严峻，电压

波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因

素。

16、单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负

载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？

答：单相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是。〜180。，当

负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是0~90。。

三相桥式全控整流电路，当负载为电阻负载时，要求的晶闸管移相范围是。~120。，当

负载为电感负载时，要求的品闸管移相范围是0~90。。

二、选择题

1、三相全控桥整流电路的同一桥臂两只晶闸管的触发脉冲依次应相差_________度。

A、180°B、60°

C、360°D、120°

2、a为度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于

连续和断续的临界状态。

A、0°B、30°

C、60°D、90°

3、可实现有源逆变的电路为（）o

A、0°〜180°B、07500

C、0°~120°D、0°〜90°

17、三相桥式全控整流电路，大电感负载时的移相范围为)

A、0°-180°B、0°〜150°

C、0。〜120D、0°〜90°

18、单相半控桥电感性负载电路,在负载两端并联一个二极管的作用是（）

A、增加晶闸管的导电实力B、抑制温漂

C、防止失控D、增加电压稳定性

19、具有锁定效应的电力电子器件是（）

A、电力晶体管B、晶闸管

C、可关断晶闸管I）、绝缘栅双极型晶体管

20、某型号为KP100-10的一般晶闸管工作在单相半波可控整流电路中，晶闸管能通

过的电流有效值为（）。

A、100AB、10AC、157AD、15.7A

21、图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，两个波形的电流最大值均相同,

则波形的电流有效值6、，2的关系为：（）。

A.72=2/1B>；2=V2/1C、6hD、/,=2；2

22＞下列关于PowerMOSFET的描述，哪一项是错误的？（）

A、是电压驱动型器件B、也称为绝缘栅极双极型晶体管

C、属于全控型器件D、三个极为漏极、栅极和源极

23、三相半波整流电路输出波形如图所示，则以下推断正确的是（）o

A、限制角为30°,电阻性负载，a相触发信号丢失

B、限制角为30,,电感性负载，b相触发信号丢失

C、限制角为0°,电阻性负载，a相触发信号丢失

D、限制角为0°,电感性负载，a相触发信号丢失

24、下面哪种功能不属于变流的功能（）

A、有源逆变B、沟通调压C、变压器降压【）、直流斩波

25、三相半波可控整流电路的自然换相点是（）。

A、沟通相电压的过零点.

B、本相相电压与邻相电压正半周的交点处。

C、比三相不行控整流电路的换相点超前30°

D、比三相不行控整流电路的换相点超前60°

26、一般可逆电路中为Bmin选______合理（）o

A、30°〜35°,B、10°〜25°,C、0°〜10°,I）、0°。

三、填空题

1、电力电子器件依据器件内部电子与空穴两种载流子参加导电的状况分为：、

和三种。

2、电力电子器件依据被限制电路限制的状况分为、、三类。

3、电力电子技术的四种基本功能是、、、

4、晶闸管常见的派生器件有、等。

5、请在正确的空格内标出下面元件的简称：

电力晶体管;可关断晶闸管;功率场效应晶体管;绝缘栅双

极型晶体管；IGBT是和的复合管。

6、多个晶闸管相并联时必需考虑的问题，解决的方法是o

多个晶闸管相串联需考虑的问题。

7、在电流型逆变器中，输出电压波形为波，输出电流波形为波。

8、同一晶闸管，维持电流II与擎住电流片的数值大小上有h___________IH.

9、电力MOSFET和IGBT属于（电压，电流）驱动型器件。属于电流型驱动的

器件有、、等。

10、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的上、下二个元件之间

进行；而120。导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在上的元件之间进行的。

11、常用的过电流爱护措施有、、o（写出三种即可）

12、当温度降低时，晶闸管的触发电流会________、正反向漏电流会__________：当温度上

升时，晶闸管的触发电流会________、正反向漏电流会________。

13、常用的过电流爱护措施有、等。

14、逆变电路常用的换流方式有—、、、四种，其中由晶闸管构成的

逆变器换流方式有换流和换流。

15、按逆变后能量馈送去向不同米分类，电力电子元件构成的逆变器可分为逆变器

与逆变器两大类。

16、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类许多，

但归纳起来可分为、两大类。依据软开关技术发展的历程

分为、、三类软开关电路。

17、PWM逆变电路的限制方法有、、三种，其中调

制法又可分为、两种。跟踪限制法又分为、两种。

18、PWM限制就是对脉冲的进行调制的技术，原理是PWM

限制的理论基础。

19、斩波电路三种限制方式为：、、o

20、降压斩波电路中负载电流连续的条件为。升压压斩波电路中负载电流连续

的条件为o

21、带隔离的直流-直流变流电路分为和两大类,正激电路和反激电路属

于O

22、多相多重斩波电路中，一个限制周期内电源侧的电流脉波数称为,负载电流脉

波数称为o

23、谐振直流换是适用于的一种软开关电路。

24、反激电路（能否）工作于负载开路状态。

25、零电压准谐振电路实现软开关的条件为：u

26、直流斩波电路依据输入电压与输出电压的凹凸变更来分类，可分为以下三种类型：

斩波电路，斩波电路，斩波电路。某斩波电路的输出电

压”与输入电压孔的关系可表示为U产Q。为占空比，则该电路是斩

波电路。

27、在单相沟通调压电路中，负载为电阻性时移相范围是,负载是阻感性时

移相范围是o

28、晶闸管的换相重叠角与电路的、、、等参数有关。

29、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用触

发,二是用触发。

30、单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o三相半波可

控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。（电源电压为U2）

31、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o三相半波可

控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为o（电源相电压为U2）

32、电力电子装置可能的过电压分为和两类。

33、关断缓冲电路又称为o开通缓冲电路又称为。

34、当晶闸管单相可控整流装置的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值

会______（增加或减小），解决的方法就是在负载的两端并接一个。

35、目前常用的具有自关断实力的电力电子元件有、、

、__________笠几种。

36、可关断晶闸管的图形符号是；电力场效应晶体管的图形符号是；

绝缘栅双极晶体管的图形符号是；电力晶体管的图形符号是；

37、三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只晶

闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔换一次相.

在电流连续时每只晶闸管导通________度。要使电路工作正常，必需任何时刻要有

一只晶闸管同时导通，一个是共极的，另一个是共极的元件，且

要求不是的两个元件。

38、阻感负载的特点是,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路

中，晶闸管限制角a的最大移相范围是,其承受的最大正反向电压均为

,续流二极管承受的最大反向电压为（设U2为相电压有效直工

39、单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，a角移相范围为,单个晶闸管

所承受的最大正向电压和反向电压分别为和;带阻感负载时，a角移

相范围为，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和

：带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流

输出侧串联一个o

40、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_______,当

它带阻感负载时，a的移相范围为。

41、三相桥式全控整流电路带电阻负我工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是

的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是的相电压；

这种电路a角的移相范围是o

42、在单相沟通调压电路中，负载为电阻性时移相范围是,负或是

阻感性且负载阻抗角为。时，移相范围是。

43、电流可逆斩波电路可看作一个斩波电路和一个__________斩波电路的组合。

44、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使输出电压平均值o

45、电力电子器件一般工作在状态。

46、依据载波和信号波是否同步及载波比的变更状况，PWM调制方式可分为

和。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采纳方法，在高频

输出时采纳方法。

四、计算题

1、单相桥式全控整流电路，t72=100V,负载中R=3Q,L足够大，当。=60。时，要求:

①作出〃d、小人叮|和上的波形。

②求整流输出平均电压“卜电流小变压器二次电流有效值上。

③取2倍平安裕量，确定品闸管的额定电压和额定电流。

④若接续流二极管，整流输出平均电压口、电流〃是多少？并求流过二极管的

电流平均值和有效值为多少。

2、单相桥式全控整流电路，^=100V,负载中仁2。，/值极大，当a=30°时,

要求：①作出小、力、和人的波形；

②求整流输出平均电压〃、电流4,变压器二次电流有效值入

③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：①3、h和芯的波形如下图：

②输出平均电压以、电流4,变压器二次电流有效值人分别为

^i=0.9&cosa=0.9X100Xcos300=77.97(V)

k=lk/R=77.97/2=38.99(A)

h=h=38.99(A)

③晶闸管承受的最大反向电压为：

VI^=100V2=141.4(V)

考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：

“=(2〜3)X141.4=283〜424(V)

详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。

流过晶闸管的电流有效值为：

72=27.57(A)

晶闸管的额定电流为：

.=(1.5~2)X27.57/1.57=26^35(A)

3、单相桥式全控整流，a=220V,庐5C,£足够人，反电动势E=100V,当a=45".求

①画出K.人和人的的波形；

②求输出平均电压“、输出平均电流M和变压器二次侧的电流有效值；

4、三相桥式全控整流电路，^=100V,带电阻电感负载，庐5Q,£值极大，当=60。时，要

求：

①画出三相桥式晶闸管整流电路：

①画出功、人和人口的波形；

②计算仅、4、Zrr和4T。

解：①山、力和加1的波形如下：

4=2.34右cos=2.34X100Xcos600=117(V)

??-117/5-23.4(A)

7D\T=£/3=23.4/3=7.8(A)

41=/1/V3=23.4/J3=13.51(A)

5、图所示的三相半波可控电路中，相电压。2=220V、触发角4=30°,反电动势

E=30V,电感L的值极大，R=15Q°

1、计算输出电压〃八输出电流。的平均值、a相的电流。的有效值：

答案：

1.电路参数计算

(/J=1.17(72cosa=1.17x220xcos30°=222.91M

小心占222.9—0皿6⑷

R15

2.波形绘制

6、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻R=1O,电感4,二3,

相电压U?=220丫，金=1〃?”，当反电动势£=400V,限制角a=120°或逆变角8=60°

时，请计算输出电压平均值U］、输出电流平均值〃和换相重叠角7。

答案:

O6-XR

•COSQ-------------

2TT

_勿+4()0

d_R

代入数据，解得：

Ud=-290.31(V)

0二109.69(4)

换相重叠角y计算：

cosa-cos(«-/)=

^-t72sin-

/=8.9。

7、在教材中所示的降压斩波电路中，已知后200V,庐10。，£值极大，£.=30V,伫50u

s,J=20ys,计算输出电压平均值&,输出电流平均值以

解•：由于£值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为

输出电流平均值为

(7-E,80-30

OM=5(A)

R10

8、在教材中的降压斩波电路中,^100V,Z=lmH,肥0.5Q,SFIOV,采纳脉宽调制限制

方式，7^20us,当脑=5JS时，计算输出电压平均值厦输出电流平均值九计算输出电

流的最大和最小值瞬时值并推断负载电流是否连续。当h=3us时，重新进行上述计算。

解：由题目已知条件可得:

E10,

nr—M—=----=0.1

E100

L0.001八…

T=—=---------=0.002

R0.5

当口=5us时，有

T

P=—=0.01

=4=0.0025

T

由于

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