电力电子复习
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第一章填空题:1.电力电子器件一般工作在开关状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为通态损耗,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为开关损耗。
3.电力电子器件组成的系统,一般由主电路、驱动电路、控制电路三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为单向导通。
6.电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。
7.肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为正向有触发则导通、反向截止。
9.对同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L大于I H。
10.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为,U DRM小于Ubo。
11.逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的阴极和门极在器件内并联结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为二次击穿。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区、前者的非饱和区对应后者的饱和区。
15.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。
16.IGBT 的开启电压U GE(th)随温度升高而略有下降,开关速度低于电力MOSFET 。
17.功率集成电路PIC分为二大类,一类是高压集成电路,另一类是智能功率集成电路。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。
19.为了利于功率晶体管的关断,驱动电流后沿应是负脉冲。
20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是使基极驱动电流不进入放大区和饱和区。
一、填空题1.正弦脉冲宽度调制(SPWM)电路中,调制波为。
2.有源逆变电路中控制角α与逆变角β之间的关系应该是。
3 在电力电子器件中,有电流控制型器件,电压控制型器件,GTO为器件。
4. 晶闸管的导通条件是,,门极正偏,阳极电流大于维持电流 .5. 在PWM控制中,载波比为。
6. 电力电子器件的损耗主要有、断态损耗和开关损耗。
7.三相桥式全控整流电路中,同一相两个晶闸管的触发脉冲相位关系为。
8. PWM控制电路中,异步调制是。
9.单相全控桥式整流电路,纯电阻负载,脉冲的移相范围是。
10.直流斩波电路的三种控制方式为频率调制,和混合调制。
11.在交--交变频电路中,阻感负载。
在逻辑无环流情况下,哪组桥工作,由方向决定。
12. 三相半波整流电路的自然换相点(α=0o,触发脉冲始发点)是。
13. 无源逆变电路多重化的目的是。
14.电力电子电路中的换相方式主要有强迫换相,电网换相,器件换相,。
15.零电流开关是开关关断前迫使其降为零,则不会产生损耗和噪声。
二.简答题:(共4题,每题5分,计20分)1.什么是电压型逆变电路,有什么特点?2.试述单相交流调压电路与单相交流电力电子开关的异同。
3.有源逆变电路中,什么是逆变失败?原因是什么?(至少写出两种)3.画出IGBT关断缓冲吸收电路的原理图,并简述其过压保护原理。
三. 波形分析:1.单相全控桥式整流电路如下图所示,U2=100V,负载中R=1Ω,L极大,反电势E=60V,当α=30°时,作出ud ,id, i2,uVT1的波形;2.单相桥式矩形波逆变电路,RL负载,1800导电型,作出u G1u G4、u G2u G3、u o、i o波形。
四、分析计算题1.在下图所示的降压斩波电路中,已知E=100V,R=1Ω,L值极大,E M=30V,采用脉宽调制方式,当T=50μS,t on=30μS时①计算输出电压平均值U o 、输出电流平均值I o 。
电力电子技术复习资料第一章 电力电子器件及驱动、保护电路1、电力电子技术是一种利用电力电子器件对电能进行控制、转换和传输的技术。
P12、电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三大部分。
P13、电力电子技术的主要功能:1)、整流与可控整流电路也称为交流/直流(AC/DC )变换电路;2)、直流斩波电路亦称为直流/直流(DC/DC)转换电路;3)、逆变电路亦称为直流/交流(DC/AC)变换电路;4)、交流变换电路(AC/AC 变换)。
P14、电力电子器件的发展方向主要体现在:1)、大容量化;2)、高频化;3)、易驱动;4)、降低导通压降;5)、模块化;6)、功率集成化。
P25、电力电子器件特征:1)、能承受高压;2)、能过大电流;3)、工作在开关状态。
P46、电力电子器件分类:1)、不可控器件,代表:电力二极管;2)、半控型器件,代表:晶闸管;3)、全控型器件,代表:电力晶体管(GTR )。
P57、按照加在电力电子器件控制端和公共端之间的驱动电路信号的性质又可以将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。
P68、晶闸管电气符号。
P19、晶闸管关断条件:阴极电流小于维持电流;晶闸管导通条件:阳极加正压,门极加正压。
导通之后门极就失去控制。
P1110、晶闸管的主要参数(选管用)重复峰值电压——额定电压U Te ;晶闸管的通态平均电流I T(A V)——额定电流。
P1311、K f =电流平均值电流有效值===2)(πAV T T I I 1.57。
P14 12、根据器件内部载流载流子参与导电的种类不同,全控型器件又分为单极型、双极性和复合型三类。
P1713、门极可关断晶闸管(GTO )具有耐压高、电流大等优点,同时又是全控型器件。
P1814、电力晶体管(GTR)具有自关断能力、控制方便、开关时间短、高频特性好、价格低廉等优点。
P1915、GTR 发生二次击穿损坏,必须具备三个条件:高电压、大电流和持续时间。
电力电子技术一填空题1、电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
2、电力变换通常可分为四大类,分别是整流、逆变、直流斩波、交流变交。
3、电力电子技术是一门由电力技术、电子技术、控制技术三个学科交叉而形成的。
4、电力电子器件一般工作在开关状态,在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为通态损耗,而当器件开关频率较高时你,功率损耗主要为开关损耗。
5、一个周期内,下列整流电路整流电压波形的脉动次数:单相半波可控电路脉动__1____次;单相全控桥式整流电路脉动__2____次;三相半波可控电路脉动____3__次;三相全控桥式整流电路脉动___6___次。
6、电压型三相逆变器,电路的基本工作方式是___180°__导电方式,任一瞬间,有___3_____个IGBT 同时导通;电流型三相逆变器,电路的基本工作方式是___120°__导电方式,任一瞬间,有____2____个IGBT同时导通。
7、同一晶闸管,维持电流IH与掣住电流I L在数值大小上有I L> I H。
8、电力电子器件一般都工作在开关状态。
9、晶闸管和门极可关断晶闸管的英文名字的缩写分别为SCR 和GTO 。
10、按照直流侧电源性质划分,逆变电路可分为电流型逆变电路和电压型逆变电路。
11、单结晶体管张弛振荡电路的原理是利用单结晶体管的___负阻____特性和RC电路的___充放电____特性。
12、当发射极电压等于____峰点电压__时,单结晶体管导通。
导通后,当发射极电压小于__谷点电压___时,单结晶体管关断。
13、晶闸管内部是四层半导体结构,它的三个电极分别是阳极、阴极、门极。
14、整流电路的作用是交流电能将变为直流电能供给直流用电设备。
15、自换流逆变电路采用器件换流和强迫换流两种换流方式,外部换流逆变电路采用电网换流和负载换流两种换流方式。
16、IGBT是绝缘栅双极晶体管,是三端器件,三个电极分别是发射极、栅极、集电极。
电力电子复习资料一、简答题1、晶闸管导通和关断的条件是什么?解:晶闸管导通条件是:1)晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压;2)晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。
在晶闸管导通后,门极就失去控制作用,欲使其关断,只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下,可采用阳极加反向电压、减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。
2、有源逆变实现的条件是什么?(1)晶闸管的控制角大于90度,使整流器输出电压Ud为负(2)整流器直流侧有直流电动势,其极性必须和晶闸管导通方向一致,其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、什么是逆变失败,造成逆变失败的原因有哪些?如何防止逆变失败?4、电压型逆变器与电流型逆变器各有什么样的特点?答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是:①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。
②由于直流电压源的钳位作用,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。
③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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
5、换流方式有哪几种?分别用于什么器件?6、画出GTO,GTR ,IGBT,MOSFET 四种电力电子器件的符号并标注各引脚名称7、单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的,两者的区别?答:区别在于是:1)、单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头,结构复杂;2)、单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管,比单相全控桥式可控整流电路少数民族个,相应地,晶闸管的门极驱动电路也少数民族个;但是在单相全波可控整流电路中,晶闸管承受的最大电压为22U 2,是单相全控桥式整流电路的确倍;3)、单相全波可控整流电路中,导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而也少了一次管压降。
第一章作业1.使晶闸管导通旳条件是什么.答:使晶闸管导通旳条件是:晶闸管承受正向阳极电压, 并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:uAK>0且uGK>0。
2.维持晶闸管导通旳条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通旳条件是使晶闸管旳电流不小于能保持晶闸管导通旳最小电流, 即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断, 可运用外加电压和外电路旳作用使流过晶闸管旳电流降到靠近于零旳某一数值如下, 即降到维持电流如下, 便可使导通旳晶闸管关断。
3.图1-4.中阴影部分为晶闸管处在通态区间旳电流波形, 各波形旳电流最大值均为Im, 试计算各波形旳电流平均值Id1.Id2.Id3与电流有效值I1.I2.I3。
解: (a)(b)(c)第二章作业1.单相半波可控整流电路对电感负载供电, L=20mH, U2=100V, 求当α=0(和60(时旳负载电流Id, 并画出ud与id波形。
解: α=0(时, 在电源电压u2旳正半周期晶闸管导通时, 负载电感L储能, 在晶闸管开始导通时刻, 负载电流为零。
在电源电压u2旳负半周期, 负载电感L释放能量, 晶闸管继续导通。
因此, 在电源电压u2旳一种周期里, 如下方程均成立:考虑到初始条件: 当ωt=0 时id=0 可解方程得:ud与id旳波形如下图:当α=60°时, 在u2正半周期60(~180(期间晶闸管导通使电感L储能, 电感L储备旳能量在u2负半周期180(~300(期间释放, 因此在u2一种周期中60(~300(期间如下微分方程成立:考虑初始条件: 当ωt=60(时id=0 可解方程得:其平均值为此时ud与id旳波形如下图:2. 图2-9为具有变压器中心抽头旳单相全波可控整流电路, 问该变压器尚有直流磁化问题吗?试阐明: ①晶闸管承受旳最大反向电压为;②当负载是电阻或电感时, 其输出电压和电流旳波形与单相全控桥时相似。
答: 具有变压器中心抽头旳单相全波可控整流电路, 该变压器没有直流磁化旳问题。
电力电子技术总复习第一章绪论1、电子开关型电力电子变换有哪四种基本类型?2、第二章课本P6电力电子的应用:要知道是何种电力电子技术的应用。
第二章电力电子器件1、器件按控制方式分为:什么是半控器件?晶闸管是:它的派生类包括:什么是全控器件?它包括:全控器件中,开关频率最高的是:应用最广泛的是:大功率场合广泛应用的是:存在二次击穿现象的器件是:驱动功率小的器件是:2、器件按驱动方式分:SCR、GTR、GTO是:IGBT、MOSFET是:3、SCR在门极开路的情况下正向导通的原因是:在实际应用中为保证SCR的可靠导通脉冲宽度由那个参数决定?用万用表如何区分SCR的三个极?SCR门极所加最高电压、电流、或平均功率超过允许值时会发生:门极所加最高反向电压超过10V以上会造成:第三章整流电路1、什么是控制角?导通角?相位控制方式?2、阻性负载下单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路的移相范围为:阻感负载下为:3、三相桥式整流电路的共阴极组的三只管子脉冲互差:同一相的两个管子脉冲互差:管子的导通顺序为:每只管子工作多少度:4、掌握各种整流电路的计算公式:U d、I d I VT I TA V U FM I2掌握u d i d i vt1u vti的波形画法5、掌握三相桥式整流电路考虑变压器漏抗下的计算:ΔU d、I d U d6、单相半波、单相桥式、单相全波、三相半波、三相桥式整流电路整流输出电压脉动次数分别为:如果脉动次数是12那么,输出电压的最低次谐波是:交流侧最低次谐波是:脉动次数越高,最低次谐波的次数就越,可使尺寸及体积减小。
7、整流电路多重化的主要目的是什么?如何实现?8、何为逆变失败?最小逆变角是:第四章逆变电路1、有源逆变和无源逆变电路有何不同?2、什么是换流?换流方式有哪些?各有何特点?3、什么是电压逆变型和电流逆变型电路?两者各有何特点?4、会画三相电压型桥式逆变电路的工作波形。
1.5 开关型电力电子变换器的应用领域开关型电力电子变换电路的两类应用领域:电力电子变换电源和电力电子补偿控制器。
(下面详细分类仅作了解)1.开关型电力电子变换电源A.变速恒频发电机中的交流励磁电源.B.太阳能光-电发电系统中所需配置的电力电子变换电源.C.电力系统中的直流远距离输电。
D.直流电动机变速传动控制。
E.交流电动机变频、变压和变速传动控制。
F.各类高性能的不间断供电电源(UPS).G.电解、电镀等应用领域中的低压大电流可控直流电源。
H.节能高效照明灯具用的高频电力电子变换器(电子镇流器)I.各类低压直流开关电源。
广泛应用于通讯、计算机等领域。
J.中频或高频感应加热电源和电焊、电磁灶电源.k.大功率脉冲电源、激光电源。
L. 电力系统中储能系统配置的大容量的电力电子变换电源。
2.开关型电力电子补偿控制器 .A.电压、电流(有功功率、无功功率)补偿控制器.B.阻抗补偿控制器。
1.3 四类基本电力变换器。
(1)交流(A.C)—直流(D.C)整流电路或整流器(2)直流(D.C)—交流(A.C)逆变电路或逆变器(3)直流(D.C)—直流(D.C)电压变换电路,又称为直流斩波电路、直流斩波器。
(4)交流(A.C)—交流(A.C)电压和/或频率变换电路,仅改变电压,则称之为交流电压变换器或交流斩波器,如果频率、电压均改变,则称为直接变频器。
1.4 开关型电力电子变换器的基本特性。
关型电力电子变换器的基本特性是:1.开关型电力电子变换器的核心部分是一组开关电路,开关电路输出端电压和输入端电流都不可能是理想的、连续无脉动的直流或无畸变的正弦基波交流。
2. 在开关型电力电子变换电路的输出、输入端附加LC滤波器,可以改善输出电压和输入电流波形。
3. 高频PWM控制是改善开关电路输出电压、输入电流波形最有效的技术措施。
4. 开关型电力电子变换器工作特性的分析较为繁琐,通常采用开关周期平均值(状态空间平均法)和傅里叶级数分析其工作特性。
《电力电子技术》综合复习资料一、填空题1、开关型DC/DC 变换电路的3个基本元件是 、 和 。
2、逆变角β与控制角α之间的关系为 。
3、GTO 的全称是 。
4、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有 斩波电路; 斩波电路; --——斩波电路.5、变频电路从变频过程可分为 变频和 变频两大类。
6、晶闸管的工作状态有正向 状态,正向 状态和反向 状态。
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、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 角.9、GTR 的全称是 。
10、在电流型逆变器中,输出电压波形为 波,输出电流波形为 波。
11、GTO 的关断是靠门极加 出现门极 来实现的。
12、普通晶闸管的图形符号是,三个电极分别是 , 和 。
13、整流指的是把 能量转变成 能量.14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。
15、型号为KP100—8的元件表示 管、它的额定电压为 伏、额定电流为 安.16、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 。
二、判断题1、KP2—5表示的是额定电压200V ,额定电流500A 的普通型晶闸管。
2、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。
3、普通晶闸管外部有三个电极,分别是基极、发射极和集电极.4、逆变电路分为有源逆变电路和无源逆变电路两种。
5、只要让加在晶闸管两端的电压减小为零,晶闸管就会关断。
6、普通晶闸管内部有两个PN 结。
7、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。
8、应急电源中将直流电变为交流电供灯照明,其电路中发生的“逆变”称有源逆变. 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22U 。
10、MOSFET属于双极型器件.11、电压型逆变电路,为了反馈感性负载上的无功能量,必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。
第一章文档仅供学习参考,请无作他用。
注释:许多高校(Eg:嘉应学院)考试出题,题库。
填空题:1.电力电子器件一般工作在开关状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为通态损耗,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为开关损耗。
3.电力电子器件组成的系统,一般由主电路、驱动电路、控制电路三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为单向导通。
6.电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。
7.肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为正向有触发则导通、反向截止。
9.对同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L大于I H。
10.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为,U DRM小于Ubo。
11.逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的阴极和门极在器件内并联结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为二次击穿。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区、前者的非饱和区对应后者的饱和区。
15.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。
16.IGBT 的开启电压U GE(th)随温度升高而略有下降,开关速度低于电力MOSFET 。
17.功率集成电路PIC分为二大类,一类是高压集成电路,另一类是智能功率集成电路。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。
19.为了利于功率晶体管的关断,驱动电流后沿应是负脉冲。
第1章 思考题与习题2.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答:晶闸管的导通条件是:晶闸管阳极和阳极间施加正向电压,并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流(或脉冲)。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定,负载上电压由输入阳极电压U A 决定。
2.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答:晶闸管的关断条件是:要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态,可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小,I A 下降到维持电流I H 以下时,晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断,其两端电压大小由电源电压U A 决定。
2.3温度升高时,晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化?答:温度升高时,晶闸管的触发电流随温度升高而减小,正反向漏电流随温度升高而增大,维持电流I H 会减小,正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
2.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种?答:非正常导通方式有:(1) I g =0,阳极电压升高至相当高的数值;(1) 阳极电压上升率du/dt 过高;(3) 结温过高。
2.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答:晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
2.6试说明晶闸管有哪些派生器件?答:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
2.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答:光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管,在光的照射下,光电二极管电流增加,此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
2.8型号为KP100-3,维持电流I H =4mA 的晶闸管,使用在图题2.8所示电路中是否合理,为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题2.8答:(a )因为H A I mA K V I <=Ω=250100,所以不合理。
电力电子技术(本)复习资料一、单项选择题1.单相半波可控整流电阻性负载电路中,控制角α的最大移相范围是( )。
(1 分)A.0º-90°B.0º-120°C.0º-150°D.0º-180°答案:D2.三相半波可控整流电路的自然换相点是( )。
(1 分)A.交流相电压的过零点B.本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处C.比三相不控整流电路的自然换相点超前30°D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°答案:B3. 当采用6脉波三相桥式整流电路时,电网频率为()Hz时,交-交变频电路的输出上限频率为20Hz。
(1 分)A.30B.40C.50D.60答案:C4.公共交流母线进线方式的三相交交变频电路主要用于()容量的交流调速系统。
(1 分)A.大型B.中等C.小型D.大中答案:B5.下列哪个选项与其他三项不是同一概念?() (1 分)A.直接变频电路B.交交直接变频电路C.周波变流器D.交流变频电路答案:D6.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()。
(1 分)A.700VB.750VC.800VD.850V答案:B7.晶闸管两端并联一个RC电路的作用是()。
(1 分)A.分流B.降压C.过电压保护D.过电流保护答案:C8.对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说,正常工作时触发脉冲相位应依次差()度。
(1 分)A.60B.180C.120D.140答案:C9.单相交流调压电路中,电感性负载时与电阻性负载时相比,控制角相同时,随着负载阻抗角的增大,谐波含量将会()。
(1 分)A.有所增大B.不变C.有所减少D.不定答案:C10.软开关电路根据软开关技术发展的历程,可以分成几类电路,下列哪项不属于其发展分类的是()。
(1 分)A.整流电路B.准谐振电路C.零开关PWM电路D.零转换PWM电路答案:A11.Buck-Boost电路指的是()。
电⼒电⼦复习资料第⼀章概述可以认为,所谓电⼒电⼦技术就是应⽤于电⼒领域的电⼦技术。
电⼦技术包括信息电⼦技术和电⼒电⼦技术两⼤分⽀。
通常所说的模拟电⼦技术和数字电⼦技术都属于信息电⼦技术。
具体地说,电⼒电⼦技术就是使⽤电⼒电⼦器件对电能进⾏变换和控制的技术。
电能变换的形式共有四种:交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换。
电⼒电⼦器件的制造技术是电⼒电⼦技术的基础。
变流技术则是电⼒电⼦技术的核⼼。
美国学者W. Newell认为电⼒电⼦学是由电⼒学、电⼦学和控制理论三个学科交叉⽽形成的。
⼀般认为,电⼒电⼦技术的诞⽣是以1957年美国通⽤电⽓公司研制出第⼀个晶闸管为标志的。
把驱动、控制、保护电路和电⼒电⼦器件集成在⼀起,构成电⼒电⼦集成电路(PIC),这代表了电⼒电⼦技术发展的⼀个重要⽅向。
电⼒电⼦集成技术包括以PIC为代表的单⽚集成技术、混合集成技术以及系统集成技术。
随着全控型电⼒电⼦器件的不断进步,电⼒电⼦电路的⼯作频率也不断提⾼。
与此同时,软开关技术的应⽤在理论上可以使电⼒电⼦器件的开关损耗降为零,从⽽提⾼了电⼒电⼦装置的功率密度。
第⼆章电⼒电⼦器件2.1:电⼒电⼦器件概述1、电⼒电⼦器件(Power Electronic Device)是指可直接⽤于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电⼦器件。
电⼒电⼦器件⼀般⼯作在开关状态2、电⼒电⼦器件的功率损耗:通态损耗、断态损耗、开关损耗(开通损耗、关断损耗)通态损耗是电⼒电⼦器件功率损耗的主要成因。
当器件的开关频率较⾼时,开关损耗会随之增⼤⽽可能成为器件功率损耗的主要因素。
3、电⼒电⼦器件在实际应⽤中,⼀般是由控制电路、驱动电路和以电⼒电⼦器件为核⼼的主电路组成⼀个系统。
4、电⼒电⼦器件的分类(1)按照能够被控制电路信号所控制的程度:半控型器件、全控型器件、不可控器件。
半控型器件是指⽤控制信号可以控制其导通,但不能控制其关断的电⼒电⼦器件。
电力电子技术复习资料A卷一、名词解释(每小题2分,共10分)1.自然换相点2.IGBT3.换相重叠角γ4.强迫换流5.脉宽调制法二、填空题(每空1分,共20分)6.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等,若du/dt过大,就会使晶闸管出现________,若di/dt过大,会导致晶闸管________。
7.单相全控桥可控整流电路中功率因数cosφ比单相半波可控整流电路的功率因数提高了________倍。
各管上承受的最大反向电压为________。
8.三相零式可控整流电路带电阻性负载工作时,在控制角α>30°时,负载电流出现________。
晶闸管所承受的最大反向电压为________。
9.在单相全控桥整流电路带反电势负载时,若交流电源有效值为U2,反电势为E时,不导电角δ=________,若晶闸管不导通时,输出电压应为______。
10.三相桥式可控整流电路,在电阻性负载时,当控制角α≤30°,每个晶闸管的导通角θ=________。
此电路的移相范围为________。
11.单相桥式整流电路在一个周期内换相________次;三相桥式整流电路在一个周期内换相________次。
12.在晶闸管触发脉冲产生电路中,常用的同步电压有________和________两种。
13. 为使交流—交流变频电路的输出电压波形为正弦波,必须对控制角α进行调制。
调制的14.整流和有源逆变的本质是电能的交换,有可能发生短路,即U d和E (填“同”或“反”)极性,形成短路。
15.在逆变器中,晶闸管的自然关断法,是利用负载回路中的电感L和________在产生振荡时,电路中的电流具有________的特点,从而使晶闸管发生自然关断。
三、分析、作图题(共20分)16.说明下面斩波电路的类型及其工作原理,画出输出电压o u 、输出电流o i 波形17.下面逆变电路采用何种方式换流?试分析它的工作原理与过程。
一填空1.晶闸管是四层三端半导体器件,它具有特性。
2.电力晶体管;可关断晶闸管;功率场效应晶体管;绝缘栅双极型晶体管;IGBT是和的复合管。
3、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。
4.单相全控桥式整流大电感负载电路中,晶闸管的导通角θ=________。
5、当温度降低时,晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会;当温度升高时,晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会。
6、双向晶闸管的触发方式有、、、、四种7.一只额定电流为100A的普通晶闸管,其允许通过的电流有效值为________ A。
8.按逆变后能量馈送去向不同来分类,电力电子元件构成的逆变器可分为逆变器与逆变器两大类。
9.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是________。
10、单结晶体管产生的触发脉冲是脉冲;主要用于驱动功率的晶闸管;锯齿波同步触发电路产生的脉冲为脉冲;可以触发功率的晶闸管。
11.将直流电能转换为交流电能馈送给交流电网的变流器是________。
12、普通晶闸管的图形符号是,三个电极分别是,和晶闸管的导通条件是;关断条件是.。
13、可关断晶闸管的图形符号是;电力场效应晶体管的图形符号是绝缘栅双极晶体管的图形符号是;电力晶体管的图形符号是;14.三相全控桥式整流电路阻感性负载,当电流连续时α的移相范围为。
15、要使三相全控桥式整流电路正常工作,对晶闸管触发方法有两种,一是用触发;二是用触发。
16.采用多重化电压源型逆变器的目的,主要是为________。
17. 单相全控桥式整流阻性负载电路中,晶闸管的移相范围________ 18、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为角,用表示。
19.三相全控桥式整流电路输出的电压波形在一个周期内脉动次。
20.三相半波可控整流电路的自然换相点是________。
21、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。
22、给晶闸管阳极加上一定的电压;在门极加上电压,并形成足够的电流,晶闸管才能导通。
一、单选题1.单相桥式PWM逆变电路如下图,单极性调制工作时,在电压的正半周是()A、V1与V4导通,V2与V3关断B、V1常通,V2常断,V3与V4交替通断C、V1与V4关断,V2与V3导通D、V1常断,V2常通,V3与V4交替通断答案: B2.要使绝缘栅双极型晶体管导通,应()。
A、在栅极加正电压B、在集电极加正电压C、在栅极加负电压D、在集电极加负电压答案: A3.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()度。
A、180°B、60°C、360°D、120°答案: A4.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为( )A、一次击穿B、二次击穿C、临界饱和D、反向截止答案: B5.快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是( )A、功率晶体管B、IGBTC、功率MOSFETD、晶闸管答案: D6.二极管两端加上正向电压时()。
A、一定导通B、超过死区电压才导通C、超过0.3V才导通D、超过0.7V才导通答案: B7.为限制功率晶体管的饱和深度,减少存储时间,桓流驱动电路经常采用()A、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: B8.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( )A、电容B、电感C、蓄电池D、电动机答案: B9.可在第一和第四象限工作的变流电路是( )A、三相半波可控变电流电路B、单相半控桥C、接有续流二极管的三相半控桥D、接有续流二极管的单相半波可控变流电路答案: A10.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( )A、大功率三极管B、逆阻型晶闸管C、双向晶闸管D、可关断晶闸管答案: B11.比较而言,下列半导体器件中开关速度最快的是()。
A、GTOB、GTRC、MOSFET答案: C12.对于三相半波可控整流电路,换相重叠角γ与哪几个参数有关( )A、α、负载电流Id以及变压器漏抗XCB、α以及负载电流IdC、α和U2D、α、U2以及变压器漏抗XC答案: A13.在一般可逆电路中,最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理。
电力电子复习第一章电力电子器件1.与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得它具有耐受高电压和大电流的能力?答:首先,电力二极管大都是垂直导电结构。
其次,电力二极管的P区和N区之间多了一层低掺杂N区。
2.使晶闸管导通的条件是什么?答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:u AK>0且u GK>0。
3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断,可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,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。
4. GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?答:GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益a1和a2 ,由普通晶闸管的分析可得, a1 + a 2 =1 是器件临界导通的条件。
a1 + a2 >1,两个等效晶体管过饱和而导通; a1 + a2 <1,不能维持饱和导通而关断。
GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同:1) GTO 在设计时a2 较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断;2) GTO 导通时的a1 + a2 更接近于1,普通晶闸管a1 + a2 1.15,而GTO 则为a1 + a2 1.05,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件;3) 多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小,从而使从门极抽出较大的电流成为可能。
5. 试说明IGBT、GTR、GTO 和电力MOSFET各自的优缺点。
解:对IGBT、GTR、GTO 和电力MOSFET的优缺点的比较如下表:器件优点缺点IGBT(结合了MOSFET和GTO的优点)开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTOGTR 耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题GTO 大功率晶体管电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低电力MOSFET 开关速度最快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置第二章整流电路1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b 两相的自然换相点是同一点吗?如果不是,它们在相位上差多少度?答:三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法,a、b 两相之间换相的的自然换相点不是同一点。
它们在相位上相差180°。
2.有两组三相半波可控整流电路,一组是共阴极接法,一组是共阳极接法,如果它们的触发角都是a,那末共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说,例如都是a 相,在相位上差多少度?答:相差180°。
3.单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?答:单相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有2k(k=1、2、3…)次谐波,其中幅值最大的是2 次谐波。
变压器二次侧电流中含有2k+1(k=1、2、3……)次即奇次谐波,其中主要的有3 次、5 次谐波。
4.三相桥式全控整流电路,其整流输出电压中含有哪些次数的谐波?其中幅值最大的是哪一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次?答:三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k(k=1、2、3……)次的谐波,其中幅值最大的是6 次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k±1(k=1、2、3……)次的谐波,其中主要的是5、7 次谐波。
5.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同?答:带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点:①三相桥式电路是两组三相半波电路串联,而双反星形电路是两组三相半波电路并联,且后者需要用平衡电抗器;②当变压器二次电压有效值U2相等时,双反星形电路的整流电压平均值U d是三相桥式电路的1/2,而整流电流平均值I d是三相桥式电路的2倍。
③在两种电路中,晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的,整流电压u d和整流电流i d 的波形形状一样。
6.整流电路多重化的主要目的是什么?答:整流电路多重化的目的主要包括两个方面,一是可以使装置总体的功率容量大,二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。
7.变压器漏感对整流电路的影响?1)换相不能瞬时完成,出现换相重叠角。
2)整流输出电压出现缺口,平均值Ud降低。
3)晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通 4)换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt.可能使晶闸管误导通 5)换相使电网出现缺口,成为干扰源。
第三章直流斩波电路1.简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答:降压斩波器的原理是:在一个控制周期中,让V导通一段时间t on,由电源E 向L、R、M 供电,在此期间,u o=E。
然后使V关断一段时间t off,此时电感L通过二极管VD 向R和M 供电,u o=0。
一个周期内的平均电压输出电压小于电源电压,起到降压的作用。
2.简述图3-2a所示升压斩波电路的基本工作原理。
答:假设电路中电感L 值很大,电容C 值也很大。
当V 处于通态时,电源E 向电感L 充电,充电电流基本恒定为I1,同时电容C上的电压向负载R 供电,因C值很大,基本保持输出电压为恒值U o。
设V 处于通态的时间为t on,此阶段电感L 上积蓄的能量为EI1 t on。
当V处于断态时E和L共同向电容C充电并向负载R 提供能量。
设V处于断态的时间为t off,则在此期间电感L 释放的能量为(U o-E)I1t off 当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等,即:第四章逆变电路1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?答:有源逆变电路的交流侧接电网,即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
2.换流方式各有那几种?各有什么特点?答:换流方式有4 种:器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。
强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现,也称(电容)强迫换流。
晶闸管电路(半空器件)不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3 种方式。
3.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点。
答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。
电压型逆变电路的主要特点是:①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。
②由于直流电压源的钳位作用,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。
③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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
4.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么?为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管?答:在电压型逆变电路中,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,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通,而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。
在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。
当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。
5.使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么?答:条件有二:①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压;②要求晶闸管的控制角α>π/2,使U d为负值。
6.什么是逆变失败?如何防止逆变失败?答:逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变失败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β。
第五章 PWM控制技术1.试说明PWM控制的基本原理。
答:PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
上述原理称为面积等效原理以正弦PWM控制为例。
把正弦半波分成N等份,就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等,都等于π/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到PWM波形。