電力電子資料

1、一. 填空題（30分）1. 電力電子技術(shù)學(xué)科是由 , , 構(gòu)成的交叉學(xué)科。電力技術(shù)，電子技術(shù)，控制技術(shù)2. 電力變換的基本類型為 , , , 。交流-直流變換，直流-交流變換，直流-直流變換，交流-交流變換3. 開關(guān)型電力電子變換器有 , 兩大類應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)型電力電子變換電源，開關(guān)型電力電子補(bǔ)償控制器4. P型半導(dǎo)體中主要的導(dǎo)電載流子是 ,少數(shù)的導(dǎo)電載流子是 ?？昭ǎ娮?. N型半導(dǎo)體中主要的導(dǎo)電載流子是 ,少數(shù)的導(dǎo)電載流子是 。電子，空穴6. 一個(gè)電力二極管的額定電流為100A，則其允許通過的正弦半波電流幅值為 ,允許通過任意波形電流的有效值為 。314A，157A7. 一個(gè)晶閘管的額定

2、電流為100A，則其允許通過的正弦半波電流幅值為 ,允許通過任意波形電流的有效值為 。314A，157A8. 雙極結(jié)型電力晶體管安工作原理的不同可以分為 , 兩類。雙極結(jié)型晶體管，場效應(yīng)晶體管9. 按控制方式分類，雙極結(jié)型晶體管屬 型控制器件，場效應(yīng)晶體管屬 型控制器件。電流，電壓10. 場效應(yīng)晶體管正常工作時(shí)，參與導(dǎo)電的載流子只有一種， 或者 。電子，空穴11. 雙極結(jié)型晶體管正常工作時(shí)，參與導(dǎo)電的載流子只有兩種， 和 。電子，空穴12. 電力晶體管正常工作時(shí)，其開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間越短，在開關(guān)過程中其功耗就 ,并且可以在更高 下工作。 越小，頻率13. 場效應(yīng)晶體管有三個(gè)電極，它們分別是柵極

3、， 和 。漏極，源極14. P型場效應(yīng)晶體管是單極型器件，其導(dǎo)電溝道N中導(dǎo)電的載流子是 ；并且其通態(tài)導(dǎo)電時(shí)等效電阻具有 的溫度系數(shù)，電流既有 的溫度系數(shù)。正，負(fù)15. 雙結(jié)型電力晶體管是雙極型器件，其通態(tài)導(dǎo)電時(shí)等效電阻具有 的溫度系數(shù)，電流既有 的溫度系數(shù)。負(fù)，正16. IGBT是三端口器件，具有三個(gè)電極，它們分別是門極， 和 。發(fā)射極，集電極17. LC濾波器的電感L對交流高頻電壓和電流呈高 ，對直流暢通 ；LC濾波器的電容C對交流高頻電流阻抗很 ，對直流電流阻抗為 。阻抗，無阻；很小，無限大18. 逆變器按逆變結(jié)構(gòu)的不同，可分為單相半橋，單相全橋， 和 逆變器。推挽式，三相橋式19. 整流

4、器按控制原理的不同可分為 和 。相控整流，高頻PWM整流20. 單相橋式全控整流電路的控制角的取值范圍為 ，導(dǎo)通角的取值范圍為 。0-，-21. 三相橋式全控整流電路的控制角的取值范圍為 ，導(dǎo)通角的取值范圍為 。0-120，-22. 晶閘管作開關(guān)器件的交流/交流變換器可分為兩大類，分別為 和 。相控直接變換器，交流斬波調(diào)壓器23. 對于控制系統(tǒng)與主電路之間的電氣隔離，可以通過 和 來實(shí)現(xiàn)。脈沖變壓器，光電耦合器24. 電力電子變換與控制系統(tǒng)在運(yùn)行不正常時(shí)會發(fā)生過電流，在這里過電流會在 和 兩種情況下發(fā)生。過載，短路25. P-MOSFET器件的通態(tài)電阻具有 溫度系數(shù)，易于并聯(lián)使用；IGBT器件

5、的通態(tài)電阻具有 溫度系數(shù)，也易于并聯(lián)使用。正，負(fù)26. 濾波器可分為輸入濾波器， 和 三種。輸出濾波器，中間濾波器27. 根據(jù)濾波器處理對象的不同，可分為， 和 兩種。電壓濾波器，電流濾波器28. UPS按工作方式的不同可分為在線雙變換式， 和 三種。后備式，在線互動式29. 補(bǔ)償控制器按接入電網(wǎng)方式的不同，可分為 和 兩種。串聯(lián)補(bǔ)償控制器，并聯(lián)補(bǔ)償控制器30. 補(bǔ)償控制器中按開關(guān)元件的不同，可分為 和 補(bǔ)償控制器。晶閘管相控型，高頻開關(guān)PWM全控型1.電力變換通常可分為 , , , 四類。2.具有自關(guān)斷能力的電力電子器件主要有 管、 管和 管。3.按電力電子器件被控制電路信號所控制的程度，可

6、將電力電子器件分為 , ,以及全控型器件三類。4.電力電子器件按內(nèi)部載流子參與導(dǎo)電的情況，可分為單極型器件， , 三類。5.功率開關(guān)管的損耗主要包括兩方面。一方面是 ；另一方面是 ；當(dāng)電路工作頻率很高的時(shí)候還要考慮 損耗。6.單相半波可控整流電路的晶閘管控制角移相范圍為 , 晶閘管控制角為 時(shí)整流輸出電壓平均值最大。7.斬波電路可有三種控制方式，分別為混合型調(diào)制, , 。8.根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式可分為 , 兩種。1. 交流變直流；交流變交流；直流變直流；直流變交流。2. IGBT；MOSFET；GTO；GTR等。3. 半控型器件；不可控器件。4. 雙極型器

7、件；復(fù)合型器件。5. 通態(tài)損耗；斷態(tài)損耗；開關(guān)損耗。6. 180o；0。7. 脈沖寬度調(diào)制；頻率調(diào)制。8. 同步調(diào)制；異步調(diào)制。1.交流變直流被稱為 , 直流變交流被稱為 。2.IGBT是三端口器件，具有柵極， , 。3.電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中，一般由 , 和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。4.根據(jù)驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間有效信號的波形，可將電力電子器件分為 ， 兩類。5.晶閘管是三端口器件，具有陽極， , 。6.整流電路按組成器件可分為不可控， , 三種。7.電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為 , 兩類。8.一般而言，換流方式可分為 , , , 四種。9.根據(jù)電

8、路中主要的開關(guān)元件是零電壓開通還是零電流關(guān)斷，可以將軟開關(guān)電路分為 , 兩類。 1. 整流；逆變。 2. 集電極；發(fā)射極。3. 控制電路；驅(qū)動電路。 4. 脈沖觸發(fā)型；電平控制型。5. 陰極；門極。 6. 半控；全控。7. 外因過電壓；內(nèi)因過電壓。 8. 器件換流；電網(wǎng)換流；負(fù)載換流；強(qiáng)迫換流。9. 零電壓電路；零電流電路。二. 簡答題（15分）1. 什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？ 直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的稱為電流型逆變電路。2. 什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(diào)制方式為異步調(diào)制；載波比為常數(shù)，且變頻時(shí)使載波信號和調(diào)制信

9、號保持同步的調(diào)制方式為同步調(diào)制。3. 信息電子技術(shù)中半導(dǎo)體器件工作在什么狀態(tài)，電力電子技術(shù)中半導(dǎo)體器件工作在什么狀態(tài)。信息電子技術(shù)中半導(dǎo)體器件工作在放大及開關(guān)狀態(tài)；電力電子技術(shù)中半導(dǎo)體器件工作在開關(guān)狀態(tài)。4. 電力二極管的單向?qū)щ娦灾傅氖鞘裁?電力二極管的單向?qū)щ娦灾傅氖钱?dāng)電力二極管的PN結(jié)外加陽極正向偏置電壓時(shí)，表現(xiàn)為正向?qū)ǎ实妥钁B(tài)；當(dāng)電力二極管的PN結(jié)外加陽極反向偏置電壓時(shí)，表現(xiàn)為反向截止，呈高阻態(tài)。5. 試簡要說明晶閘管導(dǎo)通的條件，怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷。在晶閘管陽極與陰極之間外加一定正向偏置電壓的條件下，在其門極外加觸發(fā)電流高于擎住電流時(shí)導(dǎo)通；在晶閘管陽極與陽極之間外加一定

10、正向偏置電壓的條件下，在其門極外加觸發(fā)電流低于最小維持電流時(shí)關(guān)斷，或者去掉陽極與陽極之間的正向偏置電壓也能使其關(guān)斷。6. 什么叫電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。 對于場效應(yīng)晶體管，通過改變其柵極和源極之間外加電壓的大小，從而控制漏極電流的控制作用，叫做電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。三. 作圖題（15分）1.畫出下列元件的圖形符號： (1)GTO (2)IGBT (3) SCR (4)雙向SCR (5)MOSFET(N) (2)整流二極管 (2)逆導(dǎo)晶閘管 (3)電力晶體管 (4)光控晶閘管 (5) P型MOSFET 2.畫出三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載，當(dāng)時(shí)，試畫出電壓波形及電路原理圖。 2.畫出單相半波可控整流電路帶電阻負(fù)

11、載，當(dāng)時(shí)，試畫出電壓波形及電路原理圖。 四. 填空題（40分）1. 如下圖所示，圖中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，試分別計(jì)算各波形的電流平均值Id和電流有效值I。 圖 1 圖 22.如圖3所示單相橋式全控整流電路，U2=100伏,負(fù)載R=2歐，L值極大，當(dāng)控制角時(shí)，試求： （1）畫出ud，id和i2的波形；（2）求整流輸出平均值電壓Ud。電流Id以及變壓器二次電流有效值I2。3.如圖4所示的升壓斬波電路，已知E=50伏，R=25歐，L值與C值都極大。采用PWM控制方式，當(dāng)T=50us，ton=30us時(shí)，試計(jì)算輸出電壓平均值Uo和輸出電流平均值Io。 圖

12、3 圖 41.解：1). 2). 2.解：1). 2).Ud= 0.9U2cosa= 0.9*100*cos60o= 45（伏）. Id= Ud/ R= 45/2 =22.5 （安）.I2= Id=Ud/ R= 45/2 =22.5 （安）.3.解：1). Uo = (E*T)/ toff=（50*50) / 20= 125（伏）.2). Io = Uo/R = 125/ 25= 5（安）.1.如下圖所示，圖中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，試分別計(jì)算各波形的電流平均值Id和電流有效值I。（15分） 圖 1 圖 22.如圖3所示單相橋式全控整流電路，U2=200伏,負(fù)載R=70歐，L值極大，反電動勢E=20伏,當(dāng)控制角時(shí)，試求： （1）畫出ud，id和i2的波形；（2）求整流輸出平均值電壓Ud。電流Id以及變壓器二次電流有效值I2。3.如圖4所示的降壓斬波電路，已知E=200伏，R=10歐，L值極大，Em=50伏。采用PWM控制方式，當(dāng)T=40us，ton=20us時(shí)，試計(jì)算輸出電壓平均值Uo和輸出電流平均值Io。 圖3 圖 4 1.解：1). 2). 2.解