?電力電子技術(shù)試題及答案

第1章 電力電子器件

1.電力電子器件一般工作在__開關(guān)__狀態(tài)。

2.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(dāng)器件開關(guān)頻率較高時(shí)，功率損耗主要為__開關(guān)損耗__。

3.電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由__控制電路__、_驅(qū)動(dòng)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(hù)電路__。

4.按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件可分為_單極型器件_ 、 _雙極型器件_ 、_復(fù)合型器件_三類。

5.電力二極管的工作特性可概括為_承受正向電壓導(dǎo)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(fù)二極管_、 _肖特基二極管_。

7.肖特基二極管的開關(guān)損耗_小于_快恢復(fù)二極管的開關(guān)損耗。

8.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(dǎo)通、反向電壓則截止__ 。

9.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(fù)電壓UDSM與轉(zhuǎn)折電壓Ubo數(shù)值大小上應(yīng)為，UDSM_大于__Ubo。

11.逆導(dǎo)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。

12.GTO的__多元集成__結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的。

13.MOSFET的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性中的三個(gè)區(qū)域有對應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對應(yīng)后者的_截止區(qū)_、前者的飽和區(qū)對應(yīng)后者的__放大區(qū)__、前者的非飽和區(qū)對應(yīng)后者的_飽和區(qū)__。

14.電力MOSFET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(guān)速度__小于__電力MOSFET 。

16.按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為_電壓驅(qū)動(dòng)型_和_電流驅(qū)動(dòng)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(fù)___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(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應(yīng)管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，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(fù)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(qū)動(dòng)的是電力MOSFET 、IGBT _，屬于電流驅(qū)動(dòng)的是_晶閘管、GTO 、GTR _。

第2章 整流電路

1.電阻負(fù)載的特點(diǎn)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(fù)載電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-180O_。

　　2.阻感負(fù)載的特點(diǎn)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(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是__0-180O _ ，其承受的最大正反向電壓均為___，續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為___（設(shè)U2為相電壓有效值）。

　　3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負(fù)載時(shí)，α角移相范圍為__0-180O _，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為__ 和_；帶阻感負(fù)載時(shí)，α角移相范圍為_0-90O _，單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為___和___；帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí)，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(cè)串聯(lián)一個(gè)_平波電抗器_。

　　4.單相全控橋反電動(dòng)勢負(fù)載電路中，當(dāng)控制角α大于不導(dǎo)電角?時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角?=_π-α-?_; 當(dāng)控制角?小于不導(dǎo)電角?時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角?=_π-2?_。

5.電阻性負(fù)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___，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-150o_，使負(fù)載電流連續(xù)的條件為____(U2為相電壓有效值)。

　　6.三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差_120o _，當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí)，?的移相范圍為__0-90o _。

　　7.三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的是_最高_(dá)_的相電壓，而共陽極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對應(yīng)的是_最低_的相電壓；這種電路?角的移相范圍是_0-120o _，ud波形連續(xù)的條件是__。  

8.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(fù)載電路中，空載時(shí)，輸出電壓為___，隨負(fù)載加重Ud逐漸趨近于_0.9 U2_，通常設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取RC≥_1.5-2.5_T，此時(shí)輸出電壓為Ud≈__1.2_U2(U2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(fù)載電路中，電流 id 斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是__，電路中的二極管承受的最大反向電壓為__U2。

　　11.實(shí)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(dāng)?從0°～90°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨?的增大而 _增大_，當(dāng)?從90°～180°變化時(shí)，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(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種電路稱為_有源逆變_，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用__全控_電路；對于單相全波電路，當(dāng)控制角 0<?<???時(shí)，電路工作在__整流_狀態(tài)；???????時(shí)，電路工作在__逆變_狀態(tài)。

　　13.在整流電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的有_單相全波_、_三相橋式整流電路_等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是_有直流電動(dòng)勢，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓_和__晶閘管的控制角( > 90O，使輸出平均電壓Ud為負(fù)值_。

　　14.晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為一組_平行的直線_，當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將_抬高_(dá)，隨?的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流_加大_。

　　15.直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，當(dāng)其處于第一象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)作_電動(dòng)__運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)_正__轉(zhuǎn)，正組橋工作在_整流_狀態(tài)；當(dāng)其處于第四象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)做_發(fā)電_運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)_反轉(zhuǎn)_轉(zhuǎn)，___正_組橋工作在逆變狀態(tài)。

　　16.大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是_晶體管__觸發(fā)電路，同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，可分為三個(gè)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

1.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(diào)制（PWM）_、_頻率調(diào)制_和_（ton和T都可調(diào)，改變占空比）混合型。

　　4.升壓斬波電路的典型應(yīng)用有_直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)_和_單相功率因數(shù)校正_等。  

5.升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為________。  

6.CuK斬波電路電壓的輸入輸出關(guān)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(guān)系，所不同的是：_ Sepic斬波電路_的電源電流和負(fù)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(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第__1__象限，升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第__2__象限，_電流可逆斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第1和第2象限。

　　9.橋式可逆斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)工作于第_1、2、3、4_象限。

　　10.復(fù)合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個(gè)_升壓_斬波電路和一個(gè)__降壓_斬波電路的組合；多相多重?cái)夭娐分校?相3重?cái)夭娐废喈?dāng)于3個(gè)__基本__斬波電路并聯(lián)。

第4章 交流—交流電力變換電路

1.改變頻率的電路稱為_變頻電路_，變頻電路有交交變頻電路和_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_。 

2.單相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載，其導(dǎo)通控制角?的移相范圍為_0-180O_，隨?的增大， Uo_降低_，功率因數(shù)?_降低__。

　　3.單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角?＜?(?=arctan(?L/R) )時(shí),VT1的導(dǎo)通時(shí)間_逐漸縮短_,VT2的導(dǎo)通時(shí)間__逐漸延長_。

　　4.根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式，TCR屬于_支路控制三角形_聯(lián)結(jié)方式，TCR的控制角?的移相范圍為_90O-180O_，線電流中所含諧波的次數(shù)為_6k±1_。

　　5.晶閘管投切電容器 選擇晶閘管投入時(shí)刻的原則是：_該時(shí)刻交流電源電壓應(yīng)和電容器預(yù)先充電電壓相等_。

　　6.把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱為__交交變頻電路_。

　　7.單相交交變頻電路帶阻感負(fù)載時(shí)，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(dāng)采用6脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為_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(jìn)線方式_和_輸出星形聯(lián)結(jié)方式_，其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是_公共交流母線進(jìn)線方式_。

　　10.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(guān)器件是_全控_器件；控制方式是_斬控方式__。

1、請?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出下面元件的簡稱：電力晶體管　GTR     ；可關(guān)斷晶閘管　 GTO     ；功率場效應(yīng)晶體管　MOSFET       ?。唤^緣柵雙極型晶體管IGBT　        ；IGBT是  MOSFET          和      GTR        的復(fù)合管。

2、晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率   、  觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高               和  觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步           。

3、多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮　均流   　的問題，解決的方法是　串專用均流電抗器。      。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為　正弦波  波，輸出電流波形為　方波波。

5、型號(hào)為KS100-8的元件表示雙向晶閘管  晶閘管、它的額定電壓為   800V      伏、額定有效電流為   100A   安。

6、180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_同一橋臂    上的上、下二個(gè)元件之間進(jìn)行；而120o導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_不同橋臂  上的元件之間進(jìn)行的。

7、當(dāng)溫度降低時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)　 增加、     、正反向漏電流會(huì)  下降、      ；當(dāng)溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)　下降、     、正反向漏電流會(huì)  增加       。

在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng) 兩組變流器之間      而不流經(jīng)  負(fù)載   的電流。環(huán)流可在電路中加   電抗器    來限制。為了減小環(huán)流一般采用控制角α =  β的工作方式。

9、常用的過電流保護(hù)措施有　快速熔斷器　          、　串進(jìn)線電抗器、接入直流快速開關(guān)、控制快速移相使輸出電壓下降　     。（寫出四種即可）

10、逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來分，可分為  電壓型  型逆變器和   電流型      型逆變器，電壓型逆變器直流側(cè)是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側(cè)用  電容     器進(jìn)行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的    本橋元件之間元件之間換流，每只晶閘管導(dǎo)電的角度是   180o      度；而電流型逆變器直流側(cè)是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側(cè)是用    電感   濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在      異橋元件之間元件之間換流，每只晶閘管導(dǎo)電的角度是 120o 

度。

11、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有   降壓   斬波電路；   升壓        斬波電路；         升降壓        斬波電路。

12、由晶閘管構(gòu)成的逆變器換流方式有負(fù)載     換流和    強(qiáng)迫  換流。

13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為  有源、          逆變器與    無源      逆變器兩大類。

14、有一晶閘管的型號(hào)為KK200－9，請說明KK　快速晶閘管?。?200表示表示　　　200A　　　　，9表示　　　900V　　。

15、單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是  尖脈沖         脈沖；主要用于驅(qū)動(dòng)　小　　功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖為　　強(qiáng)觸發(fā)脈沖　　　脈沖；可以觸發(fā)    大   功率的晶閘管。

17、為了減小變流電路的開、關(guān)損耗，通常讓元件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，軟開關(guān)電路種類很多，但歸納起來可分為  零電流開關(guān)       與  零電壓開關(guān)        兩大類。

18、直流斬波電路在改變負(fù)載的直流電壓時(shí)，常用的控制方式有  等頻調(diào)寬控制；等寬調(diào)頻控制；脈寬與頻率同時(shí)控制   三種。

19、由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為ITn等于  1.57    倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為  157     安培。通常在選擇晶閘管時(shí)還要留出  1.5—2       倍的裕量。

20、通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有  器件換流，電網(wǎng)換流，負(fù)載換流，強(qiáng)迫換流四種。

21、在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是       ，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是                。

22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護(hù)有  避雷器；阻容吸收；硒堆；壓敏電阻；整流式阻容吸收等幾種。

23、。晶閘管的維持電流IH是指在溫40度以下   溫度條件下，門極斷開時(shí)，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小  陽極      電流。

25、普通晶閘管的圖形符號(hào)是             ，三個(gè)電極分別是  陽極A     ，  陰極K    和門極G       晶閘管的導(dǎo)通條件是陽極加正電壓，陰極接負(fù)電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通；關(guān)斷條件是當(dāng)晶閘管陽極電流小于維持電流IH時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。.。

27、絕緣柵雙極型晶體管是以 電力場效應(yīng)晶體管柵極；                             作為柵極，以   以電力晶體管集電極和發(fā)射極     復(fù)合而成。

28、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護(hù)有  快速熔斷器；電路串電抗器；過流時(shí)快速移相；直流快速開關(guān)；等幾種。

29、晶閘管的換相重疊角與電路的  觸發(fā)角α；變壓器漏抗XB；平均電流Id；電源相電壓U2。等到參數(shù)有關(guān)。

31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為     。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為      。（電源相電壓為U2）

32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用                 

大于60o小于120o的寬脈沖，      觸發(fā)；二是用     脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖           觸發(fā)。

35、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時(shí)有兩相     相導(dǎo)電；晶閘管每隔 60      度換一次流，每只晶閘管導(dǎo)通  120     度，變壓器同一鐵心柱上的兩個(gè)繞組同名端  相反     ，所以以兩繞組的電流方向也   相反     ，因此變壓器的鐵心不會(huì)被  磁化       。

36、三相橋式全控整流電路是由一組共  陰     極三只晶閘管和一組共     陽  極的三只晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的。每隔     60度  換一次相，在電流連續(xù)時(shí)每只晶閘管導(dǎo)通    120    度。要使電路工作正常，必須任何時(shí)刻要有  兩     只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，，一個(gè)是共   陰      極的，另一個(gè)是共   陽    極的元件，且要求不是  不在同一橋臂上        的兩個(gè)元件。

37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為   控制角  角，用     α  表示。

38、一般操作引起的過電壓都是瞬時(shí)尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是阻容保護(hù)、             

而對于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，目前常用的方法有       壓敏電阻和  硒堆。            。

39、交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用過零觸發(fā)  方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 

40、型號(hào)為KS100-8的元件表示  雙向晶閘管   管、它的額定電壓為   800V、      伏、額定電流為   100A      安。

41、實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為  要有一個(gè)直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其幅極應(yīng)稍大于逆變橋直流側(cè)輸出的平均電壓；逆變橋必須工作在β<90o（即α>90o）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時(shí)相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網(wǎng)。

42、在由兩組反并聯(lián)變流裝置組成的直流電機(jī)的四象限運(yùn)行系統(tǒng)中，兩組變流裝置分別工作在正組  整流  狀態(tài)、  逆變    狀態(tài)、反組  整流狀態(tài)，逆變狀態(tài)。

43、有源逆變指的是把直流  能量轉(zhuǎn)變成  交流     能量后送給 電網(wǎng)的    裝置。

44、給晶閘管陽極加上一定的  正向    電壓；在門極加上正向門極        電壓，并形成足夠的    門極觸發(fā)     電流，晶閘管才能導(dǎo)通。

45、當(dāng)負(fù)載為大電感負(fù)載，如不加續(xù)流二極管時(shí)，在電路中出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失時(shí)單相橋式半控整流橋，，         與   三相橋式半控整流橋    電路會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。

46、三相半波可控整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為  150     HZ；而三相全控橋整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為  300        HZ；這說明  三相橋式全控整流橋     電路的紋波系數(shù)比  三相半波可控流電路                電路要小。

47、造成逆變失敗的原因有  逆變橋晶閘管或元件損壞，供電電源缺相，逆變角太小，觸發(fā)脈沖丟失或未按時(shí)到達(dá)，等幾種。

48、晶閘管在觸發(fā)開通過程中，當(dāng)陽極電流小于掣住   電流之前，如去掉  觸發(fā)脈沖      

脈沖，晶閘管又會(huì)關(guān)斷。

49、對三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時(shí)，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般

取 90o 度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時(shí)，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為 60o   度。

50、三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍 0o--150o  ，三相全控橋電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍    0o--120o  ，三相半控橋電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍      0o--150         。

51、鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由   同步環(huán)節(jié)；鋸齒波形成；脈沖形成；整形放大；強(qiáng)觸發(fā)及輸出    環(huán)節(jié)組成。

電力電子技術(shù)問答分析題

晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動(dòng)態(tài)均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會(huì)產(chǎn)生振蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、

2、實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個(gè)必不可少的條件？

直流側(cè)必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數(shù)值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。

逆變器必需工作在β<90o（α>90o）區(qū)域，使Ud< 0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。

3、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項(xiàng)基本要求？

A:觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率。

B觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通。

C：觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

Q置于位置2：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，由于二極管VD反偏，雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào)，不能導(dǎo)通，負(fù)載上得到半波整流電壓。

Q置于位置3：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，雙向晶閘管Ⅲ-觸發(fā)方式導(dǎo)通，負(fù)載上得到近似單相交流電壓。

四、問答分析題

1、  在晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

答：（1）R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，

動(dòng)態(tài)均壓作用。

（2）R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會(huì)產(chǎn)生振

蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、

3、由下面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形。

答：

1、實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個(gè)必不可少的條件？

答：（1）直流側(cè)必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數(shù)值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。

（2）逆變器必需工作在β<90o（α>90o）區(qū)域，使Ud< 0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。

2、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項(xiàng)基本要求？

答：（1）觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率。

（2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通。

（3）觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調(diào)制與同步調(diào)制各有哪些優(yōu)點(diǎn)？

答：（1）PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計(jì)算法；二是調(diào)制法。其中調(diào)制法又可分為兩種，一是異步調(diào)制法；二是同步調(diào)制法。

（2）通常異步調(diào)制法是保持載波頻率不變，信號(hào)頻率根據(jù)需要而改變時(shí)，載波比是變化的。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)頻率較低時(shí)載波比較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，輸出較接近正弦波。

（3）同步調(diào)制時(shí)，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步變化。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)波一周內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。

3、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

答：（1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。

（2）逆變失敗后果是嚴(yán)重的，會(huì)在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。

（3）產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太??；二是出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。

2、根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡述其控制原理。

答：（1）第一種調(diào)制方式為：保持開關(guān)周期不變，改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton稱為脈寬調(diào)制。簡稱“PWM”調(diào)制。

（2）第二種調(diào)制方式為：保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton不變，改變開關(guān)周期，稱為頻率調(diào)制。簡稱為“PFM”調(diào)制。

（3）第三種調(diào)制方式為：同時(shí)改變周期T與導(dǎo)通時(shí)間ton。使占空比改變，稱為混合調(diào)制。

3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？ 

答：電壓型逆變器當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需要向電源反饋無功功率。直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開關(guān)器件都反并聯(lián)了反饋二極管。

1、 對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？

答：為了讓晶閘管變流器準(zhǔn)確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠大的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要陡、寬度應(yīng)滿足要求；要能滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓取得同步。

2、 正確使用晶閘管應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？

    答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機(jī)電器產(chǎn)品要小的多，使用中除了要采取必要的過電流、過電壓等保護(hù)措施外，在選擇晶閘管額定電壓、電流時(shí)還應(yīng)留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)?。?yán)禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣情況。

3、 晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？

    答：在晶閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器輸出，可降低脈沖電壓，增大輸出的觸發(fā)電流，還可以使觸發(fā)電路與主電路在電氣上隔離，既安全又可防止干擾，而且還可以通過脈沖變壓器多個(gè)二次繞組進(jìn)行脈沖分配，達(dá)到同時(shí)觸發(fā)多個(gè)晶閘管的目地。

6、 晶閘管的過電流保護(hù)常用哪幾種保護(hù)方式？其中哪一種保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用？

    答：晶閘管的過電流保護(hù)常用快速熔斷器保護(hù)；過電流繼電器保護(hù)；限流與脈沖移相保護(hù)和直流快速開關(guān)過電流保護(hù)等措施進(jìn)行。其中快速熔斷器過電流保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用的。

7、晶閘管實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷的條件及如何實(shí)現(xiàn)關(guān)斷？

答：在晶閘管陽極——陰極之間加正向電壓，門極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門極電流Ig，則晶閘管導(dǎo)通，其導(dǎo)通過程叫觸發(fā)。關(guān)斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小于維持電流。                  實(shí)現(xiàn)關(guān)斷的方式：1>減小陽極電壓。            2>增大負(fù)載阻抗。            3>加反向電壓。

8、各驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)

IGBT驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸出電阻,IGBT是電壓驅(qū)動(dòng)型器件,IGBT的驅(qū)動(dòng)多采用專用的混合集成驅(qū)動(dòng)器。                                （1分）     

GTR驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流有足夠陡的前沿,并有一定的過沖,這樣可加速開通過程,減小開通損耗,關(guān)斷時(shí),驅(qū)動(dòng)電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動(dòng)電流,并加反偏截止電壓,以加速關(guān)斷速度。  （1分）    

GTO驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是:GTO要求其驅(qū)動(dòng)電路提供的驅(qū)動(dòng)電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度,且一般需要在整個(gè)導(dǎo)通期間施加正門極電流,關(guān)斷需施加負(fù)門極電流,幅值和陡度要求更高,其驅(qū)動(dòng)電路通常包括開通驅(qū)動(dòng)電路,關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路和門極反偏電路三部分。（2分）    

電力MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn):要求驅(qū)動(dòng)電路具有較小的輸入電阻,驅(qū)動(dòng)功率小且電路簡單。

三、填空（每空1分,共30分）

8、在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng)  逆變電源  、 逆變橋 而不流經(jīng) 負(fù)載  的電流。環(huán)流可在電路中加   電抗器     來限制。為了減小環(huán)流一般采用控制角α 大于    β的工作方式。

9、常用的過電流保護(hù)措施有　　快速熔斷器    、　　串進(jìn)線電抗器  、　接入直流快速開關(guān)　  、   控制快速移相使輸出電壓下降      。（寫出四種即可）

10、雙向晶閘管的觸發(fā)方式有  Ⅰ+  、 Ⅰ-   、 Ⅲ＋    Ⅲ-        四種 。

11、雙向晶閘管的觸發(fā)方式有：      

I+ 觸發(fā)：第一陽極T1接   正      電壓，第二陽極T2接    負(fù)      電壓；門極G接    正    電壓，T2接    負(fù)    電壓。

I- 觸發(fā)：第一陽極T1接   正    電壓，第二陽極T2接  負(fù)     電壓；門極G接

  負(fù)      電壓，T2接  正      電壓。 

 Ⅲ+觸發(fā)：第一陽極T1接   負(fù)   電壓，第二陽極T2接 正   電壓,門極G接  

  正    電壓，T2接   負(fù)   電壓。

Ⅲ-觸發(fā)：第一陽極T1接   負(fù)   電壓，第二陽極T2接  正   電壓；門極G接 負(fù)   

      電壓，T2接   正    電壓。

12、由晶閘管構(gòu)成的逆變器換流方式有   負(fù)載     換流和   強(qiáng)迫（脈沖）     換流。

13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為  有源     

     逆變器與  無源       逆變器兩大類。

14、有一晶閘管的型號(hào)為KK200－9，請說明KK　　　快速晶閘管　　　　； 200表示表示　　　200A　　　，9表示　　900V　　。

15、單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是    尖脈沖       脈沖；主要用于驅(qū)動(dòng)　小　　功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖為　強(qiáng)觸發(fā)脈沖　　　　脈沖；可以觸發(fā)   大      功率的晶閘管。

16、一個(gè)單相全控橋式整流電路，交流電壓有效值為220V，流過晶閘管的電流有效值為15A，則這個(gè)電路中晶閘管的額定電壓可選為　　　　??；晶閘管的額定電流可選　為　　　　　　。

17、為了減小變流電路的開、關(guān)損耗，通常讓元件工作在軟開關(guān)狀態(tài)，軟開關(guān)電路種類很多，但歸納起來可分為   零電壓電路           與    零電流電路          兩大類。

18、對異步電動(dòng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速控制，通常的控制方式有恒壓頻控制。轉(zhuǎn)差頻率控制。 矢量控制。直接轉(zhuǎn)矩控制 等四種。

19、PWM逆變電路的控制方法有     計(jì)算法         、     調(diào)制法         、      跟蹤控制法        

  三種。其中調(diào)制法又可分為        異步調(diào)控法          、       同步調(diào)控法           兩種。

20、通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有      器件換流               、       電網(wǎng)換流             、

        負(fù)載換流                、        強(qiáng)迫換流                四種。

21、在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是             ，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是                。

22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護(hù)有    避雷器          ；     阻容吸收            ；

       硒堆             ；      壓敏電阻              和       整流式阻容吸收             等幾種。

23、提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有     減小觸發(fā)角           、         增加整流相數(shù)          、

       采用多組變流裝置串聯(lián)供電              、      設(shè)置補(bǔ)償電容                幾種。

24、目前常用的具有自關(guān)斷能力的電力電子元件有    GTO          、      GTR         、

       MOSFET              、        IGBT           幾種。

25、普通晶閘管的圖形符號(hào)是                   ，三個(gè)電極分別是   陽極A    ，   陰極K   和   門極G   

  晶閘管的導(dǎo)通條件是        陽極加正電壓，

陰極接負(fù)電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通                                 ；關(guān)斷條件是      當(dāng)晶閘管陽極電流小于維持電流IH時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷          .。

26、可關(guān)斷晶閘管的圖形符號(hào)是          ；電力場效應(yīng)晶體管的圖形符號(hào)是      

            絕緣柵雙極晶體管的圖形符號(hào)是           ；電力晶體管的圖形符號(hào)是                  ；

27、絕緣柵雙極型晶體管是以          電力場效應(yīng)晶體管柵極           作為柵極，以       

 電力晶體管集電極和發(fā)射極                             作為發(fā)射極與集電極復(fù)合而成。

28、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護(hù)有    快速熔斷器          ；      電路串電抗器        ；    過流時(shí)快速移相     ；和       直流快速開關(guān)         等幾種。

29、晶閘管的換相重疊角與電路的     觸發(fā)角α    、    變壓器漏抗XB      、    平均電流Id      、    電源相電壓U2      等到參數(shù)有關(guān)。

30、雙向晶閘管的圖形符號(hào)是            ，三個(gè)電極分別是    第一陽極T1     ，   第二陽極T2     和 門極G 

         ；雙向晶閘管的的觸發(fā)方式有     I+  、  I-   、 III+ 、   III     

31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為    U2         。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為     U2        。（電源相電壓為U2）

32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用     大于60o小于120o的寬脈沖        觸發(fā)；二是用       脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖             觸發(fā)。

33、在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可達(dá)    240o         度；實(shí)際移相

才能達(dá)    0o-180 o          度。

34、異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，對定子頻率的控制方式有   恒壓頻比控制         、     轉(zhuǎn)差勁頻率控制        、    矢量控制    、        直接轉(zhuǎn)矩控制            。

35、軟開關(guān)電路種類很多，大致可分成    零電壓       電路、     零電流     電路兩大類。

36、

37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為  控制       角，用

  a     表示。

38、一般操作引起的過電壓都是瞬時(shí)尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是   阻容保護(hù)          而對于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，目前常用的方法有    壓敏電阻         和    硒堆           。

39、交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用   過零觸發(fā)            方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 

40、型號(hào)為KS100-8的元件表示     雙向晶閘      管、它的額定電壓為    800     伏、額定電流為  100       安。

41、實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為           要有一個(gè)直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其幅極應(yīng)稍大于逆變橋直流側(cè)輸出的平均電壓                  和      逆變橋必須工作在β<90o（即α>90o）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時(shí)相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網(wǎng)                    。

42、在由兩組反并聯(lián)變流裝置組成的直流電機(jī)的四象限運(yùn)行系統(tǒng)中，兩組變流裝置分別工作在正組  整流        狀態(tài)、    逆變      狀態(tài)、反組     整流    狀態(tài)、  逆變     狀態(tài)。

43、有源逆變指的是把    直流     能量轉(zhuǎn)變成    交流       能量后送給    電網(wǎng)的        裝置。

44、給晶閘管陽極加上一定的   正向     電壓；在門極加上    正向門極     電壓，并形成足夠的    門極觸發(fā)         電流，晶閘管才能導(dǎo)通。

45、當(dāng)負(fù)載為大電感負(fù)載，如不加續(xù)流二極管時(shí)，在電路中出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失時(shí)      單相橋式半控整流橋       

      與    三相橋式半控整流橋              電路會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。

46、三相半波可控整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為   150    HZ；而三相全控橋整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為     300     HZ；這說明     三相橋式全控整流橋                         電路的紋波系數(shù)比     三相半波可控流電路             電路要小。

47、造成逆變失敗的原因有   逆變橋晶閘管或元件損壞            、     供電電源缺相          、      逆變角太小            、

    觸發(fā)脈沖丟失或未按時(shí)到達(dá)              等幾種。

 

48、晶閘管在觸發(fā)開通過程中，當(dāng)陽極電流小于  掣住        電流之前，如去掉    觸發(fā)      脈沖，晶閘管又會(huì)關(guān)斷。

49、對三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時(shí)，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般

取   90      度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時(shí)，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為     60   度。

50、三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍  0--150      ，三相全控橋電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍  0--120          ，三相半控橋電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍  0--180             。

51、鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由     同步環(huán)節(jié)         、   鋸齒波形成          、   脈沖形成         、

   整形放大          、    強(qiáng)觸發(fā)及輸出             環(huán)節(jié)組成。

52、逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來分，可分為   電壓      型逆變器和   電流      型逆變器，電壓型逆變器直流側(cè)是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側(cè)

用  電容     器進(jìn)行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的  本橋   元件之間換流，每只晶閘管導(dǎo)電的角度是  180       度；而電流型逆變器直流側(cè)是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側(cè)是用     電感       濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在   異橋            元件之間換流，每只晶閘管導(dǎo)電的角度是  120      度。

53、SPWM脈寬調(diào)制型變頻電路的基本原理是：對逆變電路中開關(guān)器件的通斷進(jìn)行有規(guī)律的調(diào)制，使輸出端得到   等高不等寬   脈沖列來等效正弦波。

54、直流斬波電路在改變負(fù)載的直流電壓時(shí)，常用的控制方式有定頻調(diào)寬控制 、 定寬調(diào)頻控制 、脈寬和頻率同時(shí)控制  三種。

55、由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為ITn等于  1.57    倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為  1.57     安培。通常在選擇晶閘管時(shí)還要留出  1.5--2       倍的裕量。

56、晶閘管的維持電流IH是指在   標(biāo)準(zhǔn)室溫      溫度條件下，門極斷開時(shí)，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小   陽極     電流。

57、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時(shí)有  兩    相導(dǎo)電；晶閘管每隔  60       度換一次流，每只晶閘管導(dǎo)通   120      度，變壓器同一鐵心柱上的兩個(gè)繞組同名端   相反    ，所以以兩繞組的電流方向也   相反     ，因此變壓器的鐵心不會(huì)被  磁化       。

58、三相橋式全控整流電路是由一組共   陰     極三只晶閘管和一組共   陽    極的三只晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的。每隔    60°   換一次相，在電流連續(xù)時(shí)每只晶閘管導(dǎo)通   120     度。要使電路工作正常，必須任何時(shí)刻要有   兩    只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，，一個(gè)是共    陰     極的，另一個(gè)是共  陽      極的元件，且要求不是    在同一橋臂上      的兩個(gè)元件。

59、PWM逆變電路的控制方式有    正弦波       、   單項(xiàng)正弦波    、   雙極性正弦波           。

60、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有       降壓     斬波電路；     升壓        斬波電路；      升降壓   斬波電路。

填空題：

電力電子技術(shù)的兩個(gè)分支是電力電子技術(shù)和  變流技術(shù)  。

舉例說明一個(gè)電力電子技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例變頻器、 調(diào)光臺(tái)燈等  。

電力電子承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)，主要為①交流變直流（AC—DC）、②直流變交流（DC—AC）、③直流變直流（DC—DC）、④交流變交流（AC—AC）四種。

為了減小電力電子器件本身的損耗提高效率，電力電子器件一般都工作在 開關(guān)狀態(tài)，但是其自身的功率損耗（開通損耗、關(guān)斷損耗）通常任遠(yuǎn)大于信息電子器件，在其工作是一般都需要安裝 散熱器 。

電力電子技術(shù)的一個(gè)重要特征是為避免功率損耗過大，電力電子器件總是工作在開關(guān)狀態(tài)，其損耗包括三個(gè)方面：通態(tài)損耗、斷態(tài)損耗和    開關(guān)損耗   。

通常取晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM中較   小   標(biāo)值作為該器件的額電電壓。選用時(shí)，額定電壓要留有一定的裕量，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓的2~3倍。

只有當(dāng)陽極電流小于 維持  電流時(shí)，晶閘管才會(huì)由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。導(dǎo)通：正向電壓、觸發(fā)電流（移相觸發(fā)方式）

半控橋整流帶大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管電路中，電路可能會(huì)出現(xiàn)  失控   現(xiàn)象，為了避免單相橋式半控整流電路的失控，可以在加入  續(xù)流二極管  來防止失控。

整流電路中，變壓器的漏抗會(huì)產(chǎn)生換相重疊角，使整流輸出的直流電壓平均值 降低  。

從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度稱為  觸發(fā)角  。 

☆從晶閘管導(dǎo)通到關(guān)斷稱為導(dǎo)通角。

☆單相全控帶電阻性負(fù)載觸發(fā)角為180度

☆三相全控帶阻感性負(fù)載觸發(fā)角為90度

單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為  2√2U1    。（電源相電壓為U1）三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為  2.45U2  。（電源相電壓為U2）為了保證三相橋式可控整流電路的可靠換相，一般采用   雙窄脈沖   或者寬脈沖觸發(fā)。

四種換流方式分別為 器件換流  、電網(wǎng)換流   、  負(fù)載換流   、  強(qiáng)迫換流  。

強(qiáng)迫換流需要設(shè)置附加的換流電路，給與欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流而關(guān)斷。

直流—直流變流電路，包括 直接直流變流電路 電路和 間接直流變流電路  。（是否有交流環(huán)節(jié)）

直流斬波電路只能實(shí)現(xiàn)直流 電壓大小 或者極性反轉(zhuǎn)的作用。

☆6種斬波電路：電壓大小變換：降壓斬波電路（buck變換器)、升壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路

升壓斬波電路輸出電壓的計(jì)算公式   U=E   β=1- ɑ       。

降壓斬波電路輸出電壓計(jì)算公式：    U=ɑE    ɑ=占空比，E=電源電壓  

☆直流斬波電路的三種控制方式是PWM、  頻率調(diào)制型  、  混合型  。

交流電力控制電路包括 交流調(diào)壓電路 ，即在沒半個(gè)周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的電路， 調(diào)功電路  即以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態(tài)周期數(shù)和斷態(tài)周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率平均值的電路，    交流電力電子開關(guān)即控制串入電路中晶閘管根據(jù)需要接通或斷開的電路。

普通晶閘管（用正弦半波電流平均值定義）與雙向晶閘管的額定電流定義不一樣，雙向晶閘管 的額定電流是用電流有效值來表示的。（雙向晶閘管工作在交流電路中，正反向電流都可以流過）

斬控式交流調(diào)壓電路 交流調(diào)壓電路一般采用全控型器件,使電路的功率因數(shù)接近1。

PWM控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)是 (面積等效原理)沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同        

PWM調(diào)制中常用的計(jì)算法有  特定諧波消去法    。             .

PWM逆變電路的控制方法有   計(jì)算法   、     調(diào)制法    和 規(guī)則采樣法   三種。其中調(diào)制法又可以分為   同步調(diào)制   和     異步調(diào)制   兩種.（同步調(diào)制：載波比相等）

直流斬波電路的三種控制方式是PWM、  頻率調(diào)制型  、  混合型  。

在調(diào)制信號(hào)上疊加  直流分量（三次諧波）  可以提高直流電壓利用率。

☆改變調(diào)制信號(hào)的頻率就可以改變輸出直流信號(hào)的頻率

☆改變調(diào)制比可以改變輸出電壓有效值

電力電子器件串聯(lián)必須考慮靜態(tài)和動(dòng)態(tài)  均壓 （每個(gè)器件并聯(lián)一個(gè)電阻）  。

    ☆ 靜態(tài)均壓：每個(gè)器件并聯(lián)電阻  

    ☆動(dòng)態(tài)均壓：每個(gè)器件串聯(lián)電容

    ☆并聯(lián)時(shí)要考慮均流   方法：一般是串聯(lián)電感

電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路的目的是給器件施加  開通、關(guān)斷   的信號(hào)，提供控制電路與主電路之間的 電氣隔離 。（光隔離（光耦）、磁隔離（變壓器）等等）

電力MOSFET和IGBT由于具有正溫度系數(shù)，所以在并聯(lián)使用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)   均流    。

晶閘管額定電流為100A，通過半波交流電時(shí)，電流的波形系數(shù)為Kf=1.57，電流的有效值計(jì)算為，則通過電流最大值為  314  A。

單相交流調(diào)壓電阻性負(fù)載電路的移相范圍在  0度～ 180度    內(nèi)，在阻感性負(fù)載時(shí)移相范圍在 功率因素角 ～ 180度  內(nèi)。

交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路異同點(diǎn)： 電路結(jié)構(gòu)相同，控制方式不同，（交流調(diào)壓電路采用移相觸發(fā)對一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通角控制，調(diào)功電路對導(dǎo)通周波數(shù)與阻斷周波數(shù)的比值進(jìn)行控制） 。

電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是  給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道  。

180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在  同一相上下兩個(gè)橋臂  元件之間進(jìn)行；而120o導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 上橋臂或者下橋臂組內(nèi) 上的元件之間進(jìn)行的。

在SCR(Silicon Controlled Rectifier)、GTO(Gate Turn-Off Thyristor)、GTR(Giant Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)中半控型器件有 SCR ，全控型器件有   GTO、GTR、MOSFET、IGBT     ，電流驅(qū)動(dòng)器件有SCR、GTO、GTR   。

單相橋式可控整流電路帶電阻性負(fù)載，在控制角為a時(shí)，其輸出的直流電壓為 。

帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路中平衡電抗器的作用是  使兩組三相半波整流電路能夠同時(shí)導(dǎo)電    。

有源逆變最小逆變角?min=?+?+ ?′，其每個(gè)參數(shù)的意義是  ??：晶閘管關(guān)斷時(shí)間，??：換相重疊角， ?′：安全裕量角      。

單相電壓型橋式逆變電路輸出給負(fù)載的電壓波形是方波，電流波形是   近似正弦波    。

三相電流型橋式逆變電路的換流一般為同一組橋臂組內(nèi)換流，稱為  橫向換流   。

交交變頻是一種直接變頻，其輸出的電壓是由多段電網(wǎng)電壓拼接而成，決定了其輸出頻率不高，當(dāng)采用50Hz工頻電壓，三相六脈波橋式逆變電路，其輸出的上限頻率一般不超過   20Hz    。

晶閘管串聯(lián)使用的動(dòng)態(tài)均壓方法是   電阻電容串聯(lián)后并聯(lián)到晶閘管兩端    。

簡答題：

晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？

（1）觸發(fā)電路發(fā)U的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)具有足夠大的功率

（2）不該觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)電路因漏電流產(chǎn)生的漏電壓應(yīng)小于控制極不觸發(fā)電壓UGT

（3）觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的寬度，

（4）觸發(fā)脈沖前沿要陡

（5）觸發(fā)脈沖應(yīng)與主回路同步，且有足夠的移相范圍。

導(dǎo)通：正向電壓、觸發(fā)電流   

半控：晶閘管 

  全控：門極可關(guān)斷晶、電力晶體管、電力場效應(yīng)管，IGBT、電流控門極可關(guān)斷晶、電力晶體管

半控型器件有 SCR（晶閘管） ，全控型器件有   GTO、GTR、MOSFET、IGBT    

電流驅(qū)動(dòng)器件有  SCR、GTO、GTR  電壓型驅(qū)動(dòng)器件：MOSFET、IGBT

☆半控器件：大電壓大電流，即大功率場合

☆全控器件：中小功率

具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？

具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路中，因?yàn)樽儔浩鞫螠y繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對稱，其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零，故不會(huì)有直流磁化的問題

（變壓器變流時(shí)雙向流動(dòng)的就沒有磁化  存在磁化的：單相半波整流、三相半波整流）

電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？

在電壓型逆變電路中,當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率,直流側(cè)電容起 緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí),電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí),由反饋二極管提供電流通道。

在電流型逆變電路中,直流電流極性是一定的,無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時(shí),電流并不反向,依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通,因此不需要并聯(lián)反饋二極管。

電壓型有電容器（電源側(cè)），電流型一般串聯(lián)大電感

繪制直流升壓斬波電路原理圖。

直流降壓斬波電路：

升降壓：

電壓型逆變電路的特點(diǎn)。

（1）直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)；　 

(2)輸出電壓為矩形波（電流為正弦波），輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同； 

(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無功。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。 

電流型壓型逆變電路的特點(diǎn)

流側(cè)串聯(lián)有大電感，

②交流側(cè)輸出電流為矩形波（電壓為正弦波），并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。

不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管

什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？兩者各有何特點(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？

（頻率高異步調(diào)制，頻率低同步調(diào)制）

分段調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：1載波頻率不會(huì)太高 2開關(guān)損耗不會(huì)太大  3載波頻率在低頻時(shí)不會(huì)太低

波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率fc固定不變，因而當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比N是變化的。

異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出PWM波和正弦波的差異變大。對于三相PWM型逆變電路來說，三相輸出的對稱性也變差。

載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。同步調(diào)制方式中，信號(hào)波頻率變化時(shí)載波比N不變，信號(hào)波一個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc也很低。fc過低時(shí)由調(diào)制帶來的諧小組不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過高。使開關(guān)器件難以承受。此外，同步調(diào)制方式比異步調(diào)制方式復(fù)雜一些。

分段同步高調(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。其優(yōu)點(diǎn)主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，可限制在功率器件允許的范圍

簡述PWM調(diào)制方式的同步調(diào)制和異步調(diào)制的定義及特點(diǎn)。

答：

載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比，N= fc / fr，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。

異步調(diào)制：通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N是變化的。在信號(hào)波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。當(dāng)fr較低時(shí)，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小。當(dāng)fr增高時(shí)，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。

同步調(diào)制：fr變化時(shí)N不變，信號(hào)波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定。三相電路中公用一個(gè)三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱；為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對稱，N應(yīng)取奇數(shù)。fr很低時(shí)，fc也很低，由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。fr很高時(shí)，fc會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。

如下圖所示（L和R串聯(lián)后作為負(fù)載），說明晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷時(shí)和導(dǎo)通后晶閘管的端電壓、流過晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么決定?

答：晶閘管導(dǎo)通的條件是：陽極承受正向電壓，處于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在門極加正向觸發(fā)電壓，才能使其導(dǎo)通。門極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應(yīng)能使陽極電流達(dá)到維持通態(tài)所需要的最小陽極電流，即擎住電流ＩＬ以上。導(dǎo)通后的晶閘管管壓降很小。

晶閘管的關(guān)斷時(shí)其兩端電壓大小由電源電壓UA決定，電流近似為零。

導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負(fù)載阻抗決定，負(fù)載上電壓由輸入陽極電壓UA決定。

緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？

答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓du/dt或者過電流di/dt,減少器件的開關(guān)損耗。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路是對du/dt抑制的電路，用于抑制器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路是對di/dt抑制的電路，用于抑制器件開通時(shí)的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。

變壓器漏抗對整流電路有什么影響?

答：出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全導(dǎo)通。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的 du/di，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此，必須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。

在三相橋式整流電路中，為什么三相電壓的六個(gè)交點(diǎn)就是對應(yīng)橋臂的自然換流（相）點(diǎn)？（請以a、b兩相電壓正半周交點(diǎn)為例，說明自然換向原理）

答：三相橋式整流電路中，每只二級(jí)管承受的是相鄰二相的線電壓，承受正向電壓時(shí)導(dǎo)通，反向電壓時(shí)截止。三相電壓的六個(gè)交點(diǎn)是其各線電壓的過零點(diǎn)，是二級(jí)管承受正反向電壓的分界點(diǎn)，所以，是對應(yīng)橋臂的自然換流點(diǎn)。

試述斬波電路時(shí)間比控制方式中的三種控制模式？

答：斬波電路時(shí)間比控制方式中的三種控制模式為：

（1）定頻調(diào)寬控制模式

定頻就是指開關(guān)元件的開、關(guān)頻率固定不變，也就是開、關(guān)周期T固定不變，調(diào)寬是指通過改變斬波電路的開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間Ton來改變導(dǎo)通比Kt值，從而改變輸出電壓的平均值。

（2）定寬調(diào)頻控制模式

定寬就是斬波電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間Ton固定不變，調(diào)頻是指用改變開關(guān)元件的開關(guān)周期T來改變導(dǎo)通比Kt。

（3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制模式

這種方式是前兩種控制方式的綜合，是指在控制驅(qū)動(dòng)的過程中，即改變開關(guān)周期T，又改變斬波電路導(dǎo)通時(shí)間Ton的控制方式。通常用于需要大幅度改變輸出電壓數(shù)值的場合.

SPWM調(diào)制方式是怎樣實(shí)現(xiàn)變壓功能的？又是怎樣實(shí)現(xiàn)變頻功能的？

答：改變調(diào)制比M可以改變輸出電壓uO基波的幅值，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的幅值實(shí)現(xiàn)變壓功能的。

改變正弦調(diào)制波的頻率時(shí)，可以改變輸出電壓u0的基波頻率，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的頻率實(shí)現(xiàn)變頻功能的。

晶閘管的主要?jiǎng)屿o態(tài)性能參數(shù)是哪些？晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時(shí)它又關(guān)斷的原因是什么？

答：

靜態(tài)性能指標(biāo)：

電壓定額：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓、反向重復(fù)峰值電壓、通態(tài)電壓。

電流定額：通態(tài)平均電流、維持電流、擎住電流、浪涌電流。

動(dòng)態(tài)參數(shù)：

開通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間、斷態(tài)電壓臨界上升率、通態(tài)電流臨界上升率。

晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時(shí)它又關(guān)斷的原因是：a：剛剛導(dǎo)通后電流小于擎住電流，脈沖撤除后晶閘管關(guān)斷；b：完全導(dǎo)通后，由于電路電流小于維持電流，晶閘管關(guān)斷。

變壓器漏感對整流電路的影響是什么？

答：

a：出現(xiàn)換相重疊角γ,整流輸出電壓平均值Ud降低。

b：整流電路的工作狀態(tài)增多。

c：晶體管的di/dt減小,有利于晶閘管的安全開通。

d：換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口,產(chǎn)生正的du/dt,可能使晶閘管誤導(dǎo)通,為此必須加吸收電路。

.e：換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口,成為干擾源。

什么是逆變失敗，逆變失敗的原因是什么？

答：

逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。逆變失敗會(huì)在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。

產(chǎn)生逆變失敗的原因：（1）觸發(fā)電路工作不可靠，造成脈沖丟失、脈沖延遲等。（2）晶閘管發(fā)生故障，失去正常通斷能力。（3）交流電源發(fā)生異常現(xiàn)象，如斷電、缺相、或電壓過低。（4）換相的裕量角不足，晶閘管不能可靠關(guān)斷。

說明下圖單相半橋電壓逆變電路中二極管VD1和VD2的作用。

答：

VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋，VD1、VD2稱為反饋二極管,還使io連續(xù)，又稱續(xù)流二極管。