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1、电力电子技术课程综合复习资料一、判断题I、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。答案：72、逆变角太大会造成逆变失败。答案:X3,有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。答案：X4、触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。答案：X5、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。答案：X6、在三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。答案：X7、变流装置其功率因数的高低与电路负载阻抗的性质，无直接关系。答案:Y8,变频调速装置是属于无源逆变的范畴。答案：9,晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。答案：X10、并联谐振逆变器必须是
2、略呈电容性电路。答案：411、晶闸管可控整流电路是一种变流电路。答案：12、电源总是向外输出功率的。答案:X13、在推相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。答窠：X电力电子技术第1页共15页14、实际使用电力晶体管时，必须要有电压电流缓冲保护措施。答案：q15、同一支可关断晶闸管的门极开通电流比关断电流大。答案：X16、使用大功率晶体管时，必须要注意“二次击穿”问题。答案:Y17、电力场效应晶体管属于电流型控制元件。答案：X18、电力晶体管的外部电极也是：集电极、基极和发射极。答案：19、把交流电变成直流电的过程称为逆变。答案：X20、电力电子系统中“环流”是一种有害的不经过负载的电流，必
3、须想办法减少或将它去掉。答案:T二、单选题1,推相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角a的移相范围是（）。A.090B.0o180C.90180D.180360答案：A2、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.0B.60C.30D.1203,在大电感负载三相全控桥中，当=90。时，整流电路的输出是OOA,U2B.OC.1.414D.1.732,答案：B4、单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值等于交流电压有效值U?的O倍。A.cosB.0.5cosC.0.45cosaD.0.9cosa答窠:D5、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，
4、恒流驱动电路经常采用OoA.du/dt抑制电路B.抗饱和电路C.di/dt抑制电路D.吸收电路答案：B6,单相桥式可控整流电路，阻感性负载时，可在负载两端并联续流二极管的作用是A.使a的移相范围加大B.使Ud不再出现负的部分C.保护可控硅不被击穿D.减小可控硅承受的最大反向电压答案：B7、晶闸管要从通态转入断态，阳极电流必须小于（）。A.维持电流hB.擎住电流ILC.浪涌电流IrMD.最小工作电流Iwn答案：A8、三相桥式整流电路，电阻-反电势负载，当反电势电压低于线电压的峰值（日外）时，变流器输出电流是（）的。A.连续B.断续C.始终为零答案：B9、PWM异步调制方式是载波信号和调制信号不保
5、持同步，因而（）。A.PWM波的脉冲个数是固定的B.载波频率fc是变化的C.载波比N是不变的D.载波比N是变化的答案：D10、逆导IGBT是将IGBT与何种器件集成在一个管芯上而成（）。A.大功率三极管B.可关断晶闸管C.双向晶闸管D.大功率二极管答案：D11、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V,反向重复峰值电压为825V,则该晶闸管的额定电压应为（）。A.700VB.750VC.800VD.85OV答案：A12、晶闸管刚由断态转入通态，并且去掉门极信号，仍能维持其导通所需的最小阳极电流，称为（）。A.维持电流B.浪涌电流C.额定电流D.掣住电流答窠：D13、相对于传统方波控制逆变电路
6、，PWM逆变电路的优点中不包含（）。A.可减小高次谐波B.可降低系统成本C.可改善输出电流D.可降低对输出滤波器的要求答案：B14、PWM控制技术的重要理论基础是（）。A.能量守恒原理B.同步调制原理C.面积等效原理D.异步调制原理答案：C15、交交变频电路属于下列哪种变换电路？A.逆变电路B.整流电路C.AC/AC电路D.DC/DC电路答案：C16、单相桥式整流电路的同一相两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（）度。A.180B.60C.360D.120答案：A17、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（），A.减小输出幅值B.增大输出幅值C.减小输出谐波D.减小输出功率答案：C18、交流调压
7、电路不能完成O的变换。A.电压B.电流C.频率D.相位答案：C19、晶闸管两端并联一个RC电路的主要作用是O。A.关断晶闸管B.降压C.过电压保护D.过电流保护答案:C20、晶闸管驱动电路中脉冲变压器的主要作用是C）oA.隔离作用B.输出直流电压C.关断晶闸管D.形成触发脉冲的同步信号答案：A三、填空题1、逆变角P与控制角之间的关系为（）。答案：=-2、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在（T180。变化，在阻感性负载时移相范围在O变化。答案：1803、为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应为（）。答案:30。35。4,双向晶闸管的触发方式有I+、I-,III+,（）四种。答案：HI-5、
8、逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为有源逆变，欲实现有源逆变,只能采用全控电路；对于单相全波电路，当控制角0Sn/2时，电路工作在整流状态；2按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为半控型器件、全控器件、（）。答案：不可控器件12、GTO的关断是靠门极加负信号出现门极O来实现的。答案：反向电流13、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（）。答案：方波14、电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受O截止。答案：反向电压15、GTO的O结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。答案：多元集成四、简答题1,简述开关型电力电子变换器有哪
9、些基本特性？答案：（1）变换器的核心是一组开关电路，开关电路输出端电压和开关电路输入端电流都不可能是理想的直流或无畸变的正弦基波交流，含有高次谐波。（2）要改善变换电路的输出电压和输入电流的波形，可以在其输出、输入端附加LC滤波电路；但是最有效方法是采用高频PwM控制技术。（3）电力电子变换器工作时，开关器件不断进行周期性通、断状态的依序转换，为使输出电压接近理想的直流或正弦交流，一般应对称地安排一个周期中不同的开关状态及持续时间。因此对其工作特性的常用分析方法或工具是：开关周期平均值（状态空间平均法）和傅立叶级数。2、简述实现正确触发的同步定相的方法步骤有哪些？答案：根据不同触发电路与脉冲移
10、相范围的要求，确定同步信号电压%与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。根据整流变压器7的接法与钟点数，以电网某线电压作参考矢量，画出整流变压器二次侧也就是晶闸管阳极电压的矢量。再根据1）确定同步信号U与晶闸管阳极电压的相位关系，画出对应的同步相电压矢量和同步线电压的矢量。根据同步变压器二次线电压矢量位置，定出同步变压器T的钟点数和接S法。只需把同步变压器二次电压Usu、Usv、USW分别接到VTl,VT3,VT5管的触发电路；US（-U）、Us（-v）、Us（-w）分别接到VT4、VT6、VT2的触发电路，与主电路的各个符号完全对应，即能保证触发脉冲与主电路同步。3、简述BUCk变换器中电流临界
11、连续是什么意思，当负载电压y、电流/一定时O。在什么条件下可以避免电感电流断流。答案：BUCk变换器中电感电流临界连续是指处于电感电流连续和电感电流断流两种工况的临界点的工作状态。这时在开关管阻断期结束时，电感电流刚好降为零。当负载电压/、电流一定时增大电感量L和提高开关频率（都可以避免电感电流断流。4,简述逆变电路中晶闸管SCR不适于作开关器件的原因。答案：（1）逆变电路中一般采用SPWM控制方法以减小输出电压波形中的谐波含量,需要开关器件工作在高频状态，SCR是一种低频器件，因此不适合这种工作方式。（2）SCR不能自关断。而逆变器的负载一般是电感、电容、电阻等无源元件，除了特殊场合例如利用
12、负载谐振进行换流，一般在电路中需要另加强迫关断回路才能关断SCR,电路较复杂。因此SCR一般不适合用于逆变器中。5、试画出BUCK斩波电路图并分析工作原理。答案：当V处于通态时，电源Uj向负载供电，J=。当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压UIl近似为零，至一个周期t结束，再驱动V导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：U,=sU.=%Uj=aU,。由此可知，输出到负载的电压平均值Un最大为U,若减小占空比,则U随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。6,简述在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
13、围分别是多少。答案：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0180,当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是090。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O120。，当负载为电感负载时，要求的晶闸管移相范围是。90。7、总结晶闸管的工作原理，归纳出晶闸管正常工作时的特性。答案：（1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。（4）若要使已导通的晶闸管关断，只能
14、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。8、简述什么是逆变失败，以及逆变失败后有什么后果和形成的原因是什么。答案：逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，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。逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏:四是电源缺相等。9,简述电压型逆变器特点有哪些？答案：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。由于直流电压源
15、的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥的各桥臂都并联有反馈二极管，构成逆导开关。10、简述缓冲电路的作用是什么，以及关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别,并说明各自的功能是什么。答案：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压du/dt或者过电流didt,减少器件的开关损耗。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d
16、u/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didt,减小器件的开通损耗。11、简述变压器漏抗对整流电路有什么影响。答案：出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低；整流电路的工作状态增多；晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全导通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的dudi,可能使晶闸管误导通，为此，必须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。12、简述在大功率GTR组成的开关电路中要加缓冲电路的原因。答案：缓冲电路可以使GTR在开通中的集电极电流缓升，关断中的集电极电压缓升，避免了G
17、TR同时承受高电压、大电流。另一方面，缓冲电路也可以使GTR的集电极电压变化率du/dt和集电极电流变化率di/dt得到有效值抑制，减小开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR。13、简述什么是电压逆变电路，并说明电压型逆变电路有什么特点。答案：直流侧是电压源。特点：直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。14、简述为什么说有效值相等的原则是选择晶闸管电流定额的基本原则。答案：平均电流作为额定电流不一定能
18、保证晶闸管的安全使用，原因是排除电压击穿的破坏外，影响晶闸管工作安全与否的主要因素是管芯PN结的温度，结温的高低决定于元件的发热与冷却两方面的平衡，在规定的冷却条件下，结温主要取决于管子的R耗损，这里的应是流过晶闸管电流的有效值不是平均值。15、简述电流型逆变器特点有哪些？答案：（1）直流回路串以大电感Ld作无功元件（滤波元件）储存无功功率，也就构成了逆变器高阻抗的电源内阻特性（电流源特性），即输出电流确定，波形接近矩形，电压波形与负载有关，在正弦波基础上叠加换流电压尖峰。（2）由于直流环节电流Id不能反向，只有改变逆变器两端直流电压极性来改变能量流动方向、反馈无功功率，无需设置无功二极管作为
19、反馈通道。16、简述电力晶体管有几个区，各有什么特点。答案：放大区：放大区的特点是发射结正偏，集电结反偏。截止区：截止区的特点是发射结，集电结反偏。饱和区：饱和区的特点是发射结，集电结正偏。17、试对常用电力电子器件（GTo,IGBT,VMOSFET,GTR,SCR）分别按容量和开关速度给其排列顺序。答案：容量由大到小排队大CR,GTO,IGBT1GTR1VM0SFET开关速度由高到低排队:VMOSFETiIGBT1GTR1GTO1SCR。18、简述什么是二次击穿。答案：一次击穿发生时IC增大到某个临界点时会突然急剧上升，并伴随电压的陡然下降。常常立即导致器件的永久损坏，或者工作特性明显衰变。
20、19、简述晶闸管除门极触发外，其他几种可能导通的情况分别是什么。答案：（1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应。（2）阳极电压上升率du/dt过高。（3）结温较高。（4）光触发。20、简述何谓换流（或换相），并说明电力电子电路的换流方式有哪几类？答案：电流从一个支路向另一个支路转移过程，叫换流或换相。换流方式有4种：器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流。五、综合题1、三相半波可控整流电路，t/2=100V,带电阻电感负载，R=5C,L值极大，当4=60。时，求：（1）画出%,方和is的波形；（2）计算/和/。答案：/(2)4I=Ll7&COSC=LI7X100Xcos60“=58.5(Q
21、4=口/斤=58.5/5=11.7(4)Iavt=Id=11.7/3=3.9C4)I=Tt,/6=6.755(4)2,单相桥式全控整流电路，U2=100V,负载中R=2Q,L值极大，当a=30。时，求：(1)作出%、1和U的波形；(2)求整流输出平均电压U.、电流I/变压器二次电流有效值I3。答案：解：(1)ud,I和*2的波形如下图：(2)输出平均电压Ud、电流I.，变压器二次电流有效值0分别为:也=MUcosa=0.9X100cos30=77.97VU77.97-3a97/R2t2=la=38.97A3、三相半波整流电路，大电感负载时，直流输出功率目=Udmii=hXloOA=IO伏臣)。
22、求：(I)绘出整流变压器二次电流波形。计算a=0时Udo答案：解：(1)整流变压器二次电流波形如图所示。UdmiX=IoO=LI7/COSS=0时，则U?=85.5(V)4、图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4,答案：(a)=(1/2乃)/sintdt=(/2)(2/2+1)O.2717Z/=(l2-)(lmsintt)t=C/2)3/4+1/2%0.4767m(b)=(1/乃)/sintdt=(7/乃)(血/2+1)仪0.5434/J后/4mmm2=J(lr)j:(IlnSinot)Zd&=(仞“/2)3/4+1/2丁0.67417(c)4=(1/21dt=Q/4A=Jl/2加/*碗=(1/2)75、采用两个晶闸管反并联相控的单相调压电路,输入电压=22OV,负载RL串联=IdL=5.5H,求：(1)控制角移相范围；(2)载电流最大值：(3)最大输出功率以及此时输入功率因数。答案:解：(I)负载阻抗角事I(f:)=am(2)114)5。?MxfiOx-i0r)a+V(3)最大输出功率P=In(中)=220XHOXros6fl*12100w功率因数A=cos=cos6C-0.5
