電力電子技術匯總題庫

1、.南通大學電氣工程學院電力電子技術第二章電力電子器件一、填空題1、若晶閘管電流有效值是157A,則其額定電流為100A。若該晶閘管陽、陰間電 壓為60sinwtV，則其額定電壓應為60V。（不考慮晶閘管的電流、電壓安全裕量。）2、功率開關管的損耗包括兩方面，一方面是 導通損耗；另一方是開關損耗。3、在電力電子電路中，常設置緩沖電路，其作用是 抑制電力電子器件的內因過 電壓、du/dt或者過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。4、緩沖電路可分為關斷緩沖電路和開通緩沖電路。5、電力開關管由于承受過電流，過電壓的能力太差。所以其控制電路必須設有 過流和過壓保護電路。二、判斷題(V )700V,則該

2、1、“電力電子技術”的特點之一是以小信息輸入驅動控制大功率輸出。2、某晶閘管，若其斷態(tài)重復峰值電壓為500V,反向重復峰值電壓為 晶閘管的額定電壓是700V。（ X ）3、晶閘管導通后，流過晶閘管的電流大小由管子本身電特性決定。4、尖脈沖、矩形脈沖、強觸發(fā)脈沖等都可以作為晶閘管的門極控制信號。5、在晶閘管的電流上升至其維護電流后，去掉門極觸發(fā)信號，晶閘管級能維護 導通。（X ）6在GTR的驅動電路設計中，為了使GTR快速導通，應盡可能使其基極極驅動 電流大些。（X ）7、達林頓復合管和電力晶體管屬電流驅動型開關管；而電力場效應晶體管和絕 緣柵極雙極型晶體管則屬電壓驅動型開關管。（V ）8、 I

3、GBT相比MOSFET其通態(tài)電阻較大，因而導通損耗也較大。（X9、整流二級管、晶閘管、雙向晶閘管及可關斷晶閘管均屬半控型器件。10、導致開關管損壞的原因可能有過流、過壓、過熱或驅動電路故障等。三、選擇題A、E、1、 L、2、A3、A、1、下列元器件中，（BH ）屬于不控型，（DEFIJKLM）屬于全控型，（ACG ）屬 于半控型。普通晶閘管B、整流二極管C、逆導晶閘管D、大功率晶體管絕緣柵場效應晶體管F、達林頓復合管G、雙向晶閘管H、肖特基二極管 可關斷晶閘管J、絕緣柵極雙極型晶體管 K、MOS控制晶閘管 靜電感應晶閘管 M、靜電感應晶體管下列器件中，（c ）最適合用在小功率，高開關頻率的變換

4、器中。GTR B、IGBT C、MOSFET D GTO開關管的驅動電路采用的隔離技術有（ad ）磁隔離B電容隔離C、電感隔離D光耦隔離四、問答題1、使晶閘管導通的條件是什么？答：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流或 脈沖（uak>0且ugk>0）。2、維持晶閘管導通和條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導通變?yōu)殛P斷？答：(1)維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小 電流，即維持電流。(2)要使晶閘管由導通變?yōu)閿啵衫猛饧与妷汉屯怆娐返淖饔檬沽鬟^晶閘 管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維護電流以下，便可使 導通的晶閘管關斷。3、GTO和普通晶閘

5、管同為PNPN結構，為什么GTO能夠自關斷，而普通晶閘管不 能？答：GTO和普通晶閘管同為PNPN結構，由P1N1P2和N1P2N2構成兩個晶體管V1、 V2分別具有其基極電流增益a 1和a 2,由普通晶閘管的分析可得，a 1 + a 2=1 是器件臨界導通的條件。a 1 + a 2> 1,兩個等效晶體管過飽和而導通：a 1+a 2< 1,不能維持飽和導通而關斷。GTO之所以能夠自行關斷，而普通晶閘管不能， 是因為GTO與普通晶閘管在設計和工藝方面有以下幾點不同：1) GTO在設計時a 2較大，這樣晶體管V2控制靈敏，易于GTO關斷；2) GTO導通時的a 1 + a 2更接近于1

6、,普通晶閘管a 1+a 2> 1.15，而GTO則為a 1 + a 2" 1.05，GTO的飽和程度不深，接近于臨界飽和，這樣為門極 控制關斷提供了有利條件；3) 多元集成結構使每個GTO元陰極面積小，門極和陰極間的距離在為縮短， 使得P2級區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。4、IGBT、GTR GTO和電力MOSFET勺驅動電路各有什么特點？答: (1) IGBT驅動電路的特點是：驅動電路具有較小的輸出電阻，IGBT是電壓 驅動型器件，IGBT的驅動多采用專用混合集成驅動器。(2) GTR驅動電路的特點是：驅動電路提供的驅動電流有足夠陡的前沿， 并有一

7、定的過沖，這樣可加速開通過程，減少開通損耗，并斷時，驅動 電路能提供幅值足夠大的反向基極驅動電流，并加反偏截止電壓，以加速關斷速度。(3) GTO驅動電路的特點是：GTO要求其驅動電路提供的驅動電流的前沿 應有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個導通期間施加正門極電流，關斷需施加負門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅動電路通常包括開 通驅動電路，關斷驅動電路和門極反偏電路三部分。(4) 電力MOSFEM動電路的特點：要求驅動電路具有較小的輸入電阻，驅 動功率小且電路簡單。5、全控型開關器件：GTR IGBT，MOSFET達林頓管中屬于電流型驅動的開關管 的是哪幾種？屬于電壓型驅動的是哪幾種？答：屬

8、于電流型驅動：GTR達林極管。屬于電壓型驅動：IGBT，MOSFET 6全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析 RCD緩沖電路中各元件的作用。答：全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內因過電壓，du/dt或過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。RCD緩沖電路中，各元件的作用是：開通時， CS經(jīng)RS放電，RS起到限制放電 電流的作用；關斷時，負載電流經(jīng)VDS從CS分流，使du/dt減小，抑制過電壓。7、試說明IGBT、GTR GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點。 解：對IGBT、GTR GTO和電力MOSFET勺優(yōu)缺點的比較如下表:器件優(yōu)點缺點IGBT開關速度咼，開關損耗小，具 有

9、耐脈沖電流沖擊的能力， 通 態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為 電壓驅動，驅動功率小開關速度低于電力mosfeM 壓，電流容量不及GTOGRT耐壓高，電流大，開關特性好， 通流能力強，飽和壓降低開關速度低，為電流驅動，所 需驅動功率大，驅動電路復雜，存在二次擊穿冋題GTO電壓電流容量大，適用于大功 率場合，具有電導調制效應， 其通流能力很強電流關斷增益很小，關斷時門 及負脈沖電流大，開關速度 低，驅動功率大，驅動電路復 雜，開關頻率低電力MOSFET開關速度快，輸入阻抗高，熱 穩(wěn)定性好，所需驅動功率小且 驅動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿冋題電流容量小，耐壓低，一般中 適用于功率不超過10kw的

10、電 力電子裝置第三章整流電路一、填空題Ud幅值增大。u21=100sinwt,電阻性負載，設控制1、 變壓器漏抗對整流電路的影響是 整流電路輸出電壓Ud幅值減小；變壓器漏抗 對逆變電路的影響是 逆變電路輸出電壓壓2、三相橋式可控整流電路，若輸入電壓為角a =60°,則輸出電壓Ud=82.73V。二、判斷題變壓器存在直流磁化的有三相半波（X）1、對于輸入接整流變壓器的可控整流電路， 整流電路、單相半波整流電路和單相雙半波整流電路。2、對于單相橋式全控整流電路，晶閘管 VT1無論是燒成短路還是斷路，電路都 可作單相半波整流電路工作。（X）3、單相橋式電路，反電動勢負載，已知P =60&#

11、176; U2=100V E=50V則電路處于待 逆變狀態(tài)。（X ）4、在有源逆變電路中，當某一晶閘管發(fā)生故障，失去開通能力，則會導致逆變 失敗。（2）5、 變壓器漏抗使整流電路和有源逆變電路的輸出電壓幅值均減小。（X）&對于三相半波整流電路，電阻性負載，當Id 一定時，流過晶閘管的電流有效 值IT隨控制角a的增加而增加。（2）7、對于三相半波整流電路電阻性負載，當a =45°, U2=100V時，輸出電壓平均 值約為85V。（2）8、 輸出接有續(xù)流二極管的三相橋式全控橋，不可能工作在有源逆變狀態(tài)。（2）9、 下列各種變流裝置中，能實現(xiàn)有源逆變電路的，在括號中畫“2 ”，不能

12、的畫“(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)X ”。單相雙半波可控整流電路。（2）接續(xù)流二極管的單相雙半波可控整流電路。（X ）單相全控橋式整流電路。（2）單相半控橋式整流電路。（X ）三相半波可控整流電路。（2 ）帶續(xù)流二級管的三相半波可控整流電路。（X ）三相橋式全控整流電路。（2 ）1、2、3、4、下列路中，不可以實現(xiàn)有源逆變有（bd ）A三相半可控整流電路B、三相橋式半控整流電路C單相橋式整流電路D單項雙半波整流電路外接續(xù)流二極管 下列電路中，輸入整流變壓器不存在直流磁化的有（ acef ） A單相橋式整流電路B、單相半波整流電路C單相雙半波整流電路D三相半波整流電路E三相橋式有源

13、逆變電路F、單相雙半波外接續(xù)流二極管 下列可控整流電路中，輸出電壓諧波含量最少的是（d ）A三相半波B單相雙半波C、三相橋式D十二相整流 整流變壓器漏抗對電路的影響有（acd）A變流裝置的功率因數(shù)降低B、輸出電壓脈沖減小C電流變化緩和D引起相間短路二、選擇題四、問答題1、單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值 最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪 幾次？答：單相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有 2k （k=1、2、3）次 諧波，其中幅值最大的2次諧波。變壓器二次側電流中含有2k+1 （k=1、2、3） 次即奇次諧波，其中主要的是

14、3次、5次諧波。2、三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中幅值 最大的是哪一次？變壓器二次側電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪 幾次？答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有 6k （k=1、2、3）次諧 波，其中幅值最大的6次諧波。變壓器二次側電流中含有6k± 1 （ k=1、2、3） 次諧波，其中主要的是5次、7次諧波。3、在單相橋式全控制整流電路中，若有一晶閘管因為過流而燒成斷路，結果會 怎樣？如果這只晶閘管被燒成短路，結果又會怎樣？答：若有一晶閘管因為過流而燒成斷路，則單相橋式全控制流電路變?yōu)閱蜗?半波可控制流電路，如果這只晶閘管被燒成短路，

15、會引起其他晶閘管因對電源短 路而燒毀，嚴重時使輸入變壓器因過流而損壞。 因此在設計電路時，在變壓器二 次側與晶閘管之間應串聯(lián)快速熔斷絲，起到過流保護的作用。4、 有一感性負載單相半控橋式整流電路，當觸發(fā)脈沖突然消失或殃然增大到n 時，電路會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？電路失控時，可用什么方法判斷哪一只晶閘管一直導能，哪一只一直阻斷？答：對于單相半控橋式整流電路，當觸發(fā)脈沖突然消失或a突然增大到n時， 電路會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，即一只晶閘管一直導通，兩只整流二極管輪流導通。出現(xiàn) 這種現(xiàn)象時，可用萬用表測量晶閘管兩端電壓或用示波器測量晶閘管兩端電壓波 形來判斷導通和關斷情況。5、在主電路沒有整流壓器，用示波器觀察主電

16、路各點波形時，務必采取什么措 施？用雙蹤示波器同時觀察電路兩處波形時，務必注意什么問題？答：必須把示波器插頭的接地端斷開，否則會引起短路。用雙蹤示波器同時觀察時，由于探頭的負端在示波器內部被短接， 所以使用時，探頭的負端可以選 擇兩個電位相同的點或無直接電聯(lián)系的點，否則會引起短路。6三相全控橋式整流電路，當一只晶閘管短路時，電路會發(fā)生什么情況答：在三相橋式電路中，若一只晶閘管發(fā)生短路，例如共陰極組中一只管了 短路，則其余共陰極組中任意一只晶閘管被觸發(fā)導通后，都要引起電源線電壓短路，使管子連續(xù)燒壞，嚴重時，還會損壞輸入變壓器，所以要求每只晶閘管橋路 中應串接快速熔斷器，以保護晶閘管及整個電路。7

17、、對于單相全控橋式有源逆變電路，為了加快電動機的制動過程，增大電樞電 流，應如何調節(jié)P角？當電樞電流增大后， 換相重疊角是否會加大？這是否會造 成逆變失敗？解：因為Id= (Ud-ED) / R E在有源逆變條件下，Id=-Ud0cos俟(-ED) /R E =(ED-Udocos® /R E,所以電動機工作在發(fā)電制動狀態(tài)。發(fā)為加快電動機制動過程，增大Id，必須使供曾大。又知cos acos ( a + Y = I dXB/ 2U 2sin( n /m) 所以當制動電源Id增大時，換向重疊角 亦增加，當供曾大超過一定數(shù)值，加上 換向重疊角Y勺增大，可能造成逆變的失敗。8、使變流器工作

18、于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？答：直流側要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大 于變流電路直流側的平均電壓。要求晶閘管的控制角a>n /2使Ud為負值。9、什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪。看穑耗孀冞\行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路 形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。等。防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管， 保證交流電源的質量，留出充足的換向裕量角第四章逆變電路一、填空題1、換流方式主要有 器件換流、電網(wǎng)換流、負載換流、和強迫換

19、流。2、單相電壓型逆變電路中二極管的作用是 反饋和續(xù)流。為了防止同一相上下兩橋臂的開關器3、180度導電方式三相電壓型逆變電路中， 件同時導通而引起直流側電源短路，要求采用 先斷后通的方法。4、單相橋式電流型(并聯(lián)諧振式)逆變電路中為了保證晶閘管可靠關斷，反壓 時間tB應大于晶閘管關斷時間tq。(大于、等于或小于)5、串聯(lián)二極管式晶閘管三相電流型逆變電路采用強迫換流方式。二、選擇題1、AC、2、AC、3、電壓型逆變電路特點有（bed ） 直流側接大電感B、交流側電流接正弦波 直流側電壓無脈動D直流側電流有脈動 電流型逆變電路特點有（a ） 直流側接大電感B、交流側電流接正弦波 直流側電壓無脈動

20、D直流側電流有脈動 無源逆變電路中，以下半導體器件采用器件換流的有（aed），采用強迫換流和負載換流的有（b ）。A4、AC、GTO B SCR C IGBT D MOSFET（ad ）屬于自然換流，（be ）屬于外部換流。 器件換流B電網(wǎng)換流 負載換流D強迫換流三、問答題1、無源逆變電路和有源逆變電路有何不同？答：兩種電路的不同主要是：有源逆變電路的交流測接電網(wǎng)，即交流側接有電源。而無源逆變電路的交流側直 接和負載聯(lián)接。2、換流方式各有哪幾種？各有什么特點？答：換流方多有4種：器件換流：利用全控器件的自關斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。 電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負的電網(wǎng)

21、電壓加在欲換流的器件上即可。 負載換流：由負載提供換流電壓，當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電 壓時，可實現(xiàn)負載換流。強迫換流：設置附加換流電路，給欲關斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流。通常是利用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流。晶閘管電路不能采用器件換流，根據(jù)電路形式的不同采用電網(wǎng)換流、 負載換流和 強迫換流3種方式。3、什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點答:按照逆變電路直流測電源性質分類，直流側是電壓源的逆變電路稱為電壓型 逆變電路，直流側是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。電壓型逆變電路的主要特點是： 直流側為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當于電

22、壓源。直流側電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗 角無關。而交流側輸出電流波形和相位同負載阻抗情況的不同而不同。 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道， 逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋 二級管。電流型逆變電路的主要特點是：直流側串聯(lián)有大電感，相當于電流源。直流側電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn) 咼阻抗。 電路中開關器件的作用是改變直流電路的流通路徑，因此交流側輸出電流為矩 形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況 的不同而不同。 當

23、交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向， 因此不必像電壓型逆變電路那樣要 給開關器件反并聯(lián)二極管。第五章直流斬波電路一、填空題和判斷題1、開關型DC-DC變換電路的3個基本元件是功率開關管、電感和電容。2、設DC-DC 變換器的 Boost 電路中，Ui=10.0V，D=0.7 則U= 33.3V。3、設DC-DC 變換器的 Buck 電路中，Ui=10.0V，D=0.7 則 U= 7V。4、直流斬波電路是固定的直流電轉換成可變的直流電，其中典型電路有 升 壓斬波電路和降壓斬波電路。5、變頻開關DC-DC變換電路由于開關頻率高，因而可減少濾波電路體積。 （V）6、多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多少結構相同的基本斬波電路，使得輸入電源電源和輸出負載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。（V）二、問答題1、簡述降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周