電力電子技術復習總結王兆安

1、電力電子技術復習題1第1章電力電子器件J電力電子器件一般工作在開關 狀態(tài)。乙在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為 通態(tài)損耗，而當器件開關頻 率較高時，功率損耗主要為開關損耗 。3. 電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由 控制電路_、_驅動電路_、_主電路_三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過沖，往往需添加保護電路 。4. 按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況，電力電子器件可分為_單極型器件、雙極型器件、復合型器件三類。二電力二極管的工作特性可概括為 承受正向電壓導通，承受反相電壓截止。6.電力二極管的主要類型有 普通二極管_、_快恢復二極管_、_肖特基二極管_。 乙肖特基二極管的開關損耗

2、 小于 快恢復二極管的開關損耗。匕晶閘管的基本工作特性可概括為正向電壓門極有觸發(fā)則導通、反向電壓則截止 。乞對同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數(shù)值大小上有IL大于IH 。10. 晶閘管斷態(tài)不重復電壓 UDSM與轉折電壓Ubo數(shù)值大小上應為，UDSM大于 _UbQ11. 逆導晶閘管是將 二極管 與晶閘管 反并聯(lián)(如何連接)在同一管芯上的功 率集成器件。12GT0的多元集成結構是為了便于實現(xiàn)門極控制關斷而設計的。13. MOSFET勺漏極伏安特性中的三個區(qū)域與 GTRft發(fā)射極接法時的輸出特性中的 三個區(qū)域有對應關系，其中前者的截止區(qū)對應后者的_截止區(qū)一、前者的飽和區(qū)對 應后者的 放大區(qū)、

3、前者的非飽和區(qū)對應后者的 飽和區(qū)。14. 電力MOSFE的通態(tài)電阻具有正 溫度系數(shù)。15.IGBT的開啟電壓UGE(th )隨溫度升高而 略有下降 ，開關速度 小于電力MOSFET16.按照驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質，可將電力電子器件分為電壓驅動型和電流驅動型兩類。17.IGBT的通態(tài)壓降在1/2或1/3額定電流以下區(qū)段具有負一溫度系數(shù),在1/2或1/3額定電流以上區(qū)段具有_正溫度系數(shù)。18.在如下器件：電力二極管（Power Diode ）、晶閘管（SCR、門極可關斷晶 閘管（GTO、電力晶體管（GTR、電力場效應管（電力 MOSFET、絕緣柵雙 極型晶體管（IGBT中

4、，屬于不可控器件的是_電力二極管，屬于半控型器件 的是晶閘管_，屬于全控型器件的是_ GTO、GTR、電力 MOSFET IGBT _； 屬于單極型電力電子器件的有_電力MOSFET，屬于雙極型器件的有_電力二極 管、晶閘管、GTO、GTR _屬于復合型電力電子器件得有 IGBT _ ;在可控 的器件中，容量最大的是_晶閘管_，工作頻率最高的是電力MOSFET屬于電壓 驅動的是電力 MOSFET IGBT _，屬于電流驅動的是_晶閘管、GTO、GTR _ 第2章整流電路J電阻負載的特點是_電壓和電流成正比且波形相同_，在單相半波可控整流 電阻性負載電路中，晶閘管控制角a的最大移相范圍是_0-1

5、80。2. 阻感負載的特點是_流過電感的電流不能突變，在單相半波可控整流 帶阻感負載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角a的最大移相范圍是0-180 ，其承受的最大正反向電壓均為 _卮2_，續(xù)流二極管承受的最大 反向電壓為_72u2_（設U2為相電壓有效值）。產(chǎn)單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負載時，a角移相范圍為0-180。，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_42uj2_和_屈2 ;帶阻感負載時，a角移相范圍為_0-90_，單個晶閘管所承受的最大正 向電壓和反向電壓分別為 _負2_和=V2u2_；帶反電動勢負載時，欲使電阻上 的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側串聯(lián)一個

6、_平波電抗器_生單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角a大于不導電角 時，晶閘管的導通角 =_na_；當控制角小于不導電角時，晶閘管的導通角=_ n2 _o5. 電阻性負載三相半波可控整流電路中， 晶閘管所承受的最大正向電壓 UFm 等于_購2_，晶閘管控制角a的最大移相范圍是 0-150，使負載電流連續(xù)的 條件為_30 _（U2為相電壓有效值）。氐三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差120 ，當它帶阻感負載時，的移相范圍為 0-90 o乙三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作中， 共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是最高的相電壓，而共陽極組中處于導通的晶閘管對應的是 _最

7、低_的相電壓；這種電路角的移相范圍是 _0-120_，ud波形連續(xù)的條件是丄對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值 下降_。9. 電容濾波單相不可控整流帶電阻負載電路中，空載時，輸出電壓為_屈2_，隨負載加重 Ud逐漸趨近于 皿 U_2_，通常設計時，應取RO_1.5-2.5_T，此時輸出電壓為 Ud- _1.22（6為相電壓有效值，T為交流電源 的周期）。10. 電容濾波三相不可控整流帶電阻負載電路中，電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是_ RC j3_，電路中的二極管承受的最大反向電壓為 _框211. 實際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，當從090變化時

8、，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而 增大，當從90180變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨的增大而 減小。12. 逆變電路中，當交流側和電網(wǎng)連結時，這種電路稱為_有源逆變_，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用全控 電路；對于單相全波電路，當控制角0 90，使輸出平均電壓 Ud為負值。14. 晶閘管直流電動機系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當電流連續(xù)時，電動機的機械特性為一組平行的直線，當電流斷續(xù)時,電動機的理想空載轉速將抬高， 隨 的增加，進入斷續(xù)區(qū)的電流 加大。15. 直流可逆電力拖動系統(tǒng)中電動機可以實現(xiàn)四象限運行，當其處于第一象限時，電動機作_電動一運行，電動機_正_轉，正組橋工作在整流_狀態(tài): 當其

9、處于第四象限時，電動機做一發(fā)電_運行,電動機_反轉_轉，_正_組橋工作 在逆變狀態(tài)。16. 大、中功率的變流器廣泛應用的是_晶體管觸發(fā)電路,同步信號為 鋸齒波的觸發(fā)電路，可分為三個基本環(huán)節(jié)，即_脈沖的形成與放大_、_鋸齒波的 形成與脈沖移相_和_同步環(huán)節(jié)_。第3章直流斬波電路.直流斬波電路完成得是直流到直流_的變換。2. 直流斬波電路中最基本的兩種電路是 _降壓斬波電路 和_升壓斬波電 路_。3.斬波電路有三種控制方式：_脈沖寬度調制（PWM、頻率調制和（ton 和T都可調，改變占空比）混合型。土升壓斬波電路的典型應用有_直流電動機傳動和單相功率因數(shù)校正 一等。L升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條

10、件為_0.51 （為導通比）。6. CuK斬波電路電壓的輸入輸出關系相同的有升壓斬波電路、 Sepic斬波電路 和 Zeta斬波電路 。7.Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關系，所不同 的是：Sepic斬波電路 的電源電流和負載電流均連續(xù),Zeta斬波電路 的輸入、輸出電流均是斷續(xù)的，但兩種電路輸出的電壓都為 _正_極性的。8. 斬波電路用于拖動直流電動機時，降壓斬波電路能使電動機工作于第1象限，升壓斬波電路能使電動機工作于第2象限,電流可逆斬波電路能使電動機工作于第1和第2象限。乞橋式可逆斬波電路用于拖動直流電動機時，可使電動機工作于第12、3、4_象限。10.復合斬波

11、電路中，電流可逆斬波電路可看作一個 升壓 斬波電路和 一個一降壓_斬波電路的組合:多相多重斬波電路中，3相3重斬波電路相當于3 個基本斬波電路并聯(lián)。第4章 交流一交流電力變換電路h改變頻率的電路稱為一變頻電路一，變頻電路有交交變頻電路和一交直交變 頻_電路兩種形式，前者又稱為_直接變頻電路_，后者也稱為_間接變頻電路_。厶單相調壓電路帶電阻負載，其導通控制角的移相范圍為_0-180，隨 的增大，Uo_降低_，功率因數(shù)_降低_o3. 單相交流調壓電路帶阻感負載，當控制角v ( =arctan( L/R)時,VT1的導通時間_逐漸縮短_,VT2的導通時間逐漸延長_o4. 根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三

12、相交流調壓電路具有多種形式， TCRS 于_支路控制三角形聯(lián)結方式,TCR的控制角 的移相范圍為_90?180_，線電 流中所含諧波的次數(shù)為_6k 1_o5. 晶閘管投切電容器 選擇晶閘管投入時刻的原則是：該時刻交流電源 電壓應和電容器預先充電電壓相等 _ o6. 把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調頻率的交流電的變流電路稱為 交交變頻電路_o7單相交交變頻電路帶阻感負載時，哪組變流電路工作是由 輸出電流 的方向_決定的,交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù) _輸出電流方向和輸出 電壓方向是否相同_決定的。8. 當采用6脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為 50Hz時，單相交交變頻電 路的輸出上限頻率約為

13、_20Hz_9. 三相交交變頻電路主要有兩種接線方式， 即 公共交流母線進線方式_ 和輸出星形聯(lián)結方式，其中主要用于中等容量的交流調速系統(tǒng)是 公共交流母 線進線方式o10. 矩陣式變頻電路是近年來出現(xiàn)的一種新穎的變頻電路。它采用的開 關器件是一全控_器件：控制方式是一斬控方式_ o電力電子技術復習題2一、簡答題1、晶閘管導通的條件是什么？(1) 晶閘管陽極和陰極之間施加正向陽極電壓(2) 晶閘管門極和陰極之間必須施加適當?shù)恼蛎}沖電壓和電流2、有源逆變實現(xiàn)的條件是什么？(1) 晶閘管的控制角大于90度，使整流器輸出電壓Ud為負(2) 整流器直流側有直流電動勢，其極性必須和晶閘管導通方向一致，

14、其幅值應大于變流器直流側的平均電壓3、電壓源逆變電路與電流源逆變電路的區(qū)別?（1）電壓型無源逆變電路直流側接大電容濾波，輸出電壓為方波交流， 輸出電流的波形與負載性質有關； 電流型無源逆變電路直流側接大電感濾波， 輸 出電流為方波交流，輸出電壓的波形與負載性質有關（2）電壓型無源逆變電路各逆變開關管都必須反并聯(lián)二極管，以提供之 后的感性負載電流回路；電流型無源逆變電路各逆變開關管不需反并聯(lián)二極管， 但是應在負載兩端并聯(lián)電容，以吸收換流時負載電感中的儲能4 、單極性調制與雙極性調制的區(qū)別？ （1）單極性調制是指逆變器輸出的半個周期中，被調制成的脈沖輸出電 壓只有一種極性，正半周為+Ud和零，負半

15、周為-Ud和零（2）雙極性調制是指逆變器輸出的每半個周期中都被調制成 +/-Ud 之間 變化的等幅不等寬的脈沖列在近似相同的條件下，單極性調制比雙極性調制具有更好的諧波抑制效 果。5、電力變換的基本類型包括哪些？包括四種變換類型：（1）整流 AC-DC（2）逆變 DC-AC（3）斬波 DC-DC（4）交交電力變換AC-AC6 、半控橋能否用于有源逆變？為什么。半控橋不能用于有源逆變，因為半控橋整流輸出電壓在移相范圍內(nèi)始終 大于零。7 、直流斬波器的控制方式？時間比控制方式：定頻調寬 定寬調頻 調頻調寬 瞬時值控制和平均值控制8 、電壓型無源逆變的特點是什么？電壓型無源逆變電路輸入為恒定的直流電

16、壓，輸出電壓為方波交流電 壓，輸出電流波形與負載的性質有關， 阻感需要在功率電子器件旁邊反并聯(lián)二極 管，以提供滯后電流的續(xù)流回路。9 、簡述正弦脈寬調制技術的基本原理？正弦脈寬調制技術是把正弦波調制成一系列幅值相等， 寬度按正弦規(guī)律 變化的脈沖列， 實現(xiàn)的方式有計算法和調制法兩種， 調制法分為單極型調制和雙 極型調制。10、電力電子技術的定義和作用 電力電子技術是研究利用電力電子器件實現(xiàn)電能變換和控制的電路， 內(nèi) 容涉及電力電子器件、 功率變換技術和控制理論， 作用是把粗電變成負載需要的 精電。11、電力電子系統(tǒng)的基本結構 電力電子系統(tǒng)包括功率變換主電路和控制電路， 功率變換主電路是屬于 電路

17、變換的強電電路， 控制電路是弱電電路，兩者在控制理論的支持下實現(xiàn)接口， 從而獲得期望性能指標的輸出電能。12、電力電子器件的分類(1) 從門極驅動特性可以分為：電壓型和電流型(2) 從載流特性可以分為：單極型、雙極型和復合型(3) 從門極控制特性可以分為：不可控、半控及全控型13、有源逆變和無源逆變的區(qū)別 有源逆變是把直流電能逆變成交流電能后送給電網(wǎng)； 無源逆變是把直流電能逆變正交流電能后送給負載；14、直流斬波器的控制方式(1)定頻調寬(2)定寬調頻(3) 調頻調寬二、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2220V、觸發(fā)角a 30，負載為阻感負載，電感L的值極大，R 5 。1、繪制輸出電壓ud、

18、輸出電流id、 變壓器副邊電流i2的波形；2、計算輸出電壓ud、輸出電流id的平均值及功 率因數(shù)；3、計算晶閘管的電流有效值 。圖1答案：1 波形繪制 如圖2 電路參數(shù)計算)3 電路參數(shù)計算三、三相全控橋式整流電路帶反電動勢阻感負載，已知：負載電阻R 1 ,電感Ld ，相電壓U2220V，Lb 1mH，當反電動勢E 400V，控制角a=120或逆變角B =60時，請計算輸出電壓平均值 Ud、輸出電流平均值Id和 換相重疊角。答案：8.9代入數(shù)據(jù)，解得：U129131V)Id 1O969A)cos cos(a換相重疊角 計算：)Xb Id 6 U2 sin6解得:四、圖3所示單相交流調壓電路,u

19、i為正弦交流輸入電壓，有效值Ui 220V，接阻感負載，其中R 0.5， L 2mH，求負載電流的最大有效值、最大輸出功率及此時功率因數(shù)。答案:負載電流最大時，電路必須工作在連續(xù)模式，此時控制角等于負載阻抗 角。,L ,250 2 103負載阻抗角：ta n1( ) ta n1() 51.47R0.5那么控制角等于51.47時，電流波形連續(xù)，負載電流最大負載電流最大值：JR2：L)2275(A)最大輸出功率：Po U1 Io cos 377(KW)此時功率因數(shù)：cosa cos 0.62五、圖1所示的單相橋式整流電路中，U2 220V、觸發(fā)角a 60，負載為阻性負載，R 10 。1、繪制輸出電壓Ud、輸出電流id、變壓器副邊電流i2的波形；2、計算輸出電壓Ud、輸出電流id的平均值及功率因數(shù);3、請計算晶閘管的電流有效值；圖1答案：1 波形繪制如圖（9分）2 電路參數(shù)計算3 電路參數(shù)計算六、圖2所示的三相半波可控電路中，相電壓 U 2 220 V、觸發(fā)角a 60，電 感L的值極大，R 10 。1、計算輸出電壓Ud、輸出電流id的平均值、a相的電流ia的有效值；2、繪制輸 出電