电力电子技术

1、电力电子技术综合复习资料一、填空题1、晶闸管在其阳极与阴极之间加上 电压的同时，门极上加上 电压，晶闸管就导通。2、开关型DC/DC变换电路的3个基本元件是 、 和 。3、逆变指的是把 能量转变成 能量。4、逆变角与控制角之间的关系为 。5、GTO的全称是 。 6、整流指的是把 能量转变成 能量。 7、只有当阳极电流小于 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 8、脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的 和 时间比，即调节 来控制逆变电压的大小和频率。9、在电流型逆变器中，输出电压波形为 波，输出电流波形为 波 10、GTO的关断是靠门极加 出现门极 来实现的11、当电源电压发生瞬时与

2、直流侧电源 联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为 或 。12、晶闸管的工作状态有正向 状态，正向 状态和反向 状态。13、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括： 和 。 14、逆变角与控制角之间的关系为 。二、判断题1、KP25表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。（ ）2、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。（ ）3、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（ ）4、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。（ ）5、普通晶闸管额定电流的定义，与其他电气元件一样，是用有效值来定义的。

3、（ ）6、三相桥式全控整流电路，输出电压波形的脉动频率是150HZ。（ ）7、MOSFET属于双极型器件。（ ）8、同一支可关断晶闸管的门极开通电流和关断电流是一样大的。（ ）9、单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。（ ）10、电力场效应晶体管属于电流型控制元件。（ ）11、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。（ ）12、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。（ ） 13、普通晶闸管内部有两个PN结。（ ） 14、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（ ）15、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。（ ）三、选择题

4、1、某型号为KP100-10的普通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、100A B、157A C、10A D、15.7A2、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（ ）。A、180 B、60 C、360 D、1203、下面哪种功能不属于变流的功能（ ）。A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波4、单相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角=0时，输出的负载电压平均值为（ ）。A、0.45U2 B、0.9U2 C、1.17U2 D、2.34U25、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（ ）。A、GTO B、GTR C、MOSFET

5、D、IGBT6、晶闸管可控整流电路中的控制角减小，则输出的电压平均值会（ ）。A 不变 B 增大 C 减小 7、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（ ）负载。A、电阻性 B、电感性 C、反电动势8、单相桥式全控整流电感性负载电路中，控制角的最大移相范围是( )。A、90 B、120 C、150 D、1809、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（ ）来表示的。A、有效值 B、最大值 C、平均值10、普通的单相全控整流装置中一共用了（ ）晶闸管。A、一只 B、二只 C、三只 D、四只四、简答题1、晶闸管的导通条件和关断条件分别是什么？2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什

6、么? 3、单相或三相半控桥式或者带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的根本原因是什么？ 4、单相桥式全控整流电路带大电感负载时，它与单相桥式半控整流电路中的续流二极管的作用是否相同？为什么？5、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？6、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？7、什么是有源逆变，什么是无源逆变？8、载波比N的定义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？五、综合分析、计算题1、三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当时，要求：画出、和的波形； 计算Ud、Id、IdT和IT。2、单相桥式全控整流电路，大电感负载，交流侧电流有效值为220

7、V，负载电阻Rd为4，计算当时，直流输出电压平均值、输出电流的平均值；若在负载两端并接续流二极管，其、又是多少？画出上述两种情形下的电压电流波形。3、一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感串联作为负载,其中电阻为0.5欧,感抗为0.5欧。试求:（1）开通角的变化范围；（2）负载电流的最大有效值；（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。 4、单相交流调压，阻感负载，=220V, L=5.5mH, R=1。 求：（1）实现有效的交流调压的控制角的移相范围；（2）最大负载电流有效值I；（3）最大输出功率P，功率因数Cos。5、有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下

8、，L=0.05mH，输入电压Ud=15V，输出电压U0=10V。求：(1)占空比D的大小；(2)电感中电流的峰-峰值IL。 6、三相半波可控整流电路,反电动势阻感负载, ，,L值极大,。求当=30，时、的数值。7、三相全控桥,反电动势阻感负载,E=200V, R=1, L=, =220V，。当（1）（2）情况下分别求、的值,后者还应求的数值8、有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=0.05mH，输入电压Ud=15V，输出电压U0=10V。求：(1)占空比D的大小；(2)电感中电流的峰-峰值IL。参考答案一、填空题1、晶闸管在其阳极与阴极之间加上 正向 电压的

9、同时，门极上加上 触发 电压，晶闸管就导通。2、开关型DC/DC变换电路的3个基本元件是 电感 、 电容 和 功率开关管 。3、逆变指的是把 直流 能量转变成 交流 能量。4、逆变角与控制角之间的关系为 += 。5、GTO的全称是 门极可关断晶闸管 。6、整流指的是把 交流 能量转变成 直流 能量。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。8、脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的 导通 和 关断 时间比，即调节 脉冲宽度 来控制逆变电压的大小和频率。9、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦 波，输出电流波形为 方 波。10、GTO的关断是靠门极加 负信号 出

10、现门极 反向电流 来实现的。11、当电源电压发生瞬时与直流侧电源 顺极性串 联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为 逆变失败 或 逆变颠覆 。12、晶闸管的工作状态有正向 导通 状态，正向 阻断 状态和反向 阻断 状态。13、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括： 磁耦合 和 光耦合 。14、逆变角与控制角之间的关系为 += 。二、判断题1、KP25表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。 （）2、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。 （）3、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。 （）4、普通晶闸

11、管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。 （）5、普通晶闸管额定电流的定义，与其他电气元件一样，是用有效值来定义的。 （ ）6、三相桥式全控整流电路，输出电压波形的脉动频率是150HZ。 （ ）7、MOSFET属于双极型器件。 （ ）8、同一支可关断晶闸管的门极开通电流和关断电流是一样大的。 （ ）9、单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。 （ ）10、电力场效应晶体管属于电流型控制元件。 （ ）11、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。 （ ）12、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。 （ ）13、普通晶闸管内部有两个PN结。 （ ）14、给晶闸管

12、加上正向阳极电压它就会导通。 （ ）15、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。 （ ）三、选择题1、某型号为KP100-10的普通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（ B ）。A、100A B、157A C、10A D、15.7A2、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（ A ）。A、180 B、60 C、360 D、1203、下面哪种功能不属于变流的功能（ C）。A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波4、单相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角=0时，输出的负载电压平均值为（ B ）。A、0.4

13、5U2 B、0.9U2 C、1.17U2 D、2.34U25、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（ A ）。A、GTO B、GTR C、MOSFET D、IGBT6、晶闸管可控整流电路中的控制角减小，则输出的电压平均值会（ B ）。A 不变 B 增大 C 减小 7、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（ C ）负载。A 电阻性 B 电感性 C 反电动势8、单相桥式全控整流电感性负载电路中，控制角的最大移相范围是（A）。A、90 B、120 C、150 D、1809、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（ C ）来表示的。A、有效值 B、最大值 C、平均值10、普通

14、的单相全控整流装置中一共用了（ D ）晶闸管。A、一只 B、二只 C、三只 D、四只四、简答题1、晶闸管的导通条件和关断条件分别是什么？答：阳极和阴极加正向电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通。 当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。 2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?答：其主要作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减少器件的开关损耗。 3、单相或三相半控桥式或者带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的根本原因是什么？答：单相或三相半控桥式或者带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的根本原因是因为 Ud不能变负，也不允许

15、负载反电势变负，否则就成了顺向串联。 4、单相桥式全控整流电路带大电感负载时，它与单相桥式半控整流电路中的续流二极管的作用是否相同？为什么？答：作用不同。全控整流电路电感性负载时，其输出电压波形出现负值，使输出电压平均值降低，因此，负载两端接上续流二极管后，输出电压波形中不再有负值，可以提高输出平均电压，以满足负载的需要。 半控桥电路电感性负载时，由于本身的自然续流作用，即使不接续流二极管，其输出电压波形也不会出现负值。但是一旦触发脉冲丢失，会使晶闸管失控。因此仍要在负载两端接上续流二极管，防止失控。 5、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？答：（1）为交流侧向直流侧反馈能量提供通路。

16、（2）续流。 6、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？答：关断缓冲电路是对du/dt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du/dt，减小关断损耗。 开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。 7、什么是有源逆变，什么是无源逆变？答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去。 无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负载。 8、载波比N的定义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？答：载波比N定义为载波频率和调制波频率之比：N/。 同步

17、调制：取N为常数，在变频时和同步变化。 异步调制：不变，可变，使N变化的调制方式。 五、综合分析、计算题1、三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当时，要求：画出、和的波形； 计算Ud、Id、IdT和IT。解：、和的波形如下图： Ud、Id、IdT和IT分别如下： Ud =1.17 U2cos=1.17100cos=58.5(V) IdUd /R=58.5/5=11.7(A) IdT= Id /3=11.7/3=3.9(A) IT= Id /=6.755(A) 2、单相桥式全控整流电路，大电感负载，交流侧电流有效值为220V，负载电阻Rd为4，计算当时，直流输

18、出电压平均值、输出电流的平均值；若在负载两端并接续流二极管，其、又是多少？画出上述两种情形下的电压电流波形。解: 不接续流二极管时，由于是大电感负载，故 接续流二极管时 不接续流二极管时波形如图a）所示。 接续流二极管时波形如图b）所示。 3、一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感串联作为负载,其中电阻为0.5欧,感抗为0.5欧。试求:（1）开通角的变化范围；（2）负载电流的最大有效值；（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。解：（1）负载阻抗角=arctg= arctg= 能使电压可调的开通角的范围是：。 （2）当=时，负载电流有效值最大=311A （3）最大输出功率发生在=时，P=cos=220*311*=48.37KW 此时电源侧功率因数为=cos=0.707 4、一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感串联作为负载,其中电阻为0.5欧,感抗为0.5欧。试求:（1）开通角的变化范围；（2）负载电流的最大有效值；（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。解：（1）负载阻抗角=arctg= arctg= 能使电压可调的开通角的范围是：。 （2）当=时，负载电流有效值最大=311A （3）最大输出功率发生在=时，P=cos=220*311*=48.37KW 此时电源侧功率因数为=cos=0.707 5