电力电子技术复习考试总结(王兆安)

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1、电力电子技术复习题1第1章电力电子器件J电力电子器件一般工作在开关 状态。乙在通常情况下，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 控制电路_、_驱动电路_、_主电路_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。二电力二极管的工作特性可概括为 承受正向电压导通，承受反相电压截止。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_。 乙肖特基二极管的开关损耗

2、 小于 快恢复二极管的开关损耗。匕晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止 。乞对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL大于IH 。10. 晶闸管断态不重复电压 UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM大于 _UbQ11. 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(T0的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。13. MOSFET勺漏极伏安特性中的三个区域与 GTRft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_截止区一、前者的饱和区对 应后者的_放大

3、区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_ 。14. 电力MOSFE的通态电阻具有 正 温度系数。15JGBT的开启电压 UGE(th )随温度升高而_略有下降一，开关速度小于电力MOSFET16.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压驱动型和电流驱动型两类。17.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有_负温度系数，在 1/2或1/3额定电流以上区段具有_正温度系数。18.在如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR、门极可关断晶 闸管（GTO、电力晶体管（GTR、电力场效应管（电力 MOSFET、绝缘栅双 极型晶体管

4、（IGBT中，属于不可控器件的是_电力二极管，属于半控型器件 的是晶闸管_，属于全控型器件的是_ GTO、GTR、电力 MOSFET IGBT _； 属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET，属于双极型器件的有_电力二极 管、晶闸管、GTO、GTR _属于复合型电力电子器件得有 IGBT _ ;在可控 的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是电力MOSFET属于电压 驱动的是电力 MOSFET IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO、GTR _ 第2章整流电路J电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流 电阻性负载电路中，晶闸管控制角 a的最大移相

5、范围是_0-180。2. 阻感负载的特点是一流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻 感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是 _0-180_，其承受的最大正反向电压均为_血2_,续流二极管承受的最大反向电压为 _屈2_ （设U2为相电压有效值）。L单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，a角移相范围为 0-180， 单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 _忌2/2_和_42u2 ；带阻 感负载时，a角移相范围为_0-90_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向 电压分别为屈2_和_忌2_；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现 断续现象，可在主电路中直流

6、输出侧串联一个 _平波电抗器_。红单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a大于不导电角时，晶闸管的导通角日=_n a-6_；当控制角a小于不导电角时，晶闸管的导通角日=_疋26_。5. 电阻性负载三相半波可控整流电路中， 晶闸管所承受的最大正向电压 UFm 等于_屈2_，晶闸管控制角a的最大移相范围是_0-150，使负载电流连续的 条件为_a 30_（U2为相电压有效值）。乞三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120 _，当它带阻感负载时，口的移相范围为_0-90 _。乙三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中， 共阴极组中处于通态的晶闸管 对应的是最高_的相电压，而共

7、阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低_的相电压；这种电路口角的移相范围是_0-120_, ud波形连续的条件是 jHI匕对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值 下降_。9. 电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为= y/2U2_，随负载加重 Ud逐渐趋近于_09 U亠，通常设计时，应取 RO ，此时输出电压为 Ud_1.2_U2（U2为相电压有效值，T为交流电源 的周期）。10. 电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id断续和连续的临界条件是_RC = （3_,电路中的二极管承受的最大反向电压为 _JE_U211. 实际工作中，整流电路输出

8、的电压是周期性的非正弦函数， 当：从0 90变化时，整流输出的电压 ud的谐波幅值随a的增大而 增大，当a从 90180变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随g的增大而_减小_。12-逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为 有源逆变，欲实 现有源逆变，只能采用 全控 电路；对于单相全波电路，当控制角 0v av兀 时，电路工作在 整流 状态;兀公a G 时，电路工作在 逆变 状态。13. 在整流电路中,能够实现有源逆变的有 单相全波、三相桥式整流电路 _等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是 有直流电动势，其 极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压 和一晶

9、闸管的控 制角 90 ，使输出平均电压 Ud为负值_。14. 晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组 平行的直线，当电流断续时，电动机的理想空载转速将 抬高，随:的增加，进入断续区的电流加大_。15. 直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象 限时，电动机作 电动 运行，电动机 正 转，正组桥工作在 整流 状态：当其 处于第四象限时，电动机做 发电 运行,电动机 反转 转, 正 组桥工作在逆 变状态。負大、中功率的变流器广泛应用的是 晶体管 触发电路,同步信号为锯齿 波的触发电路，可分为三个基本环节，即一脉冲的形成与放大_、_锯齿波的形成

10、 与脉冲移相_和_同步环节_。第3章直流斩波电路J直流斩波电路完成得是直流到直流_的变换。乙直流斩波电路中最基本的两种电路是 _降压斩波电路 和_升压斩波电路_。二斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制（PWM_、_频率调制_和_（ton 和T都可调，改变占空比）混合型。.升压斩波电路的典型应用有_直流电动机传动_和_单相功率因数校正_等。 L升降压斩波电路呈现升压状态的条件为 _0.5 “ 1 （a为导通比）。6. CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有_升压斩波电路_ 、 _Sepic斩波电路 和 Zeta斩波电路 。7.Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同

11、的是：Sepic斩波电路 的电源电流和负载电流均连续,Zeta斩波电路 的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为正 极性的。L斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第1象限，升压斩波电路能使电动机工作于第2象限,电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限。匹桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时， 可使电动机工作于第1、2、3、 4象限。10. 复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个 升压_斩波电路和一个 降压_斩波电路的组合：多相多重斩波电路中,3相3重斩波电路相当于3个 基本斩波电路并联。第4章 交流一交流电力变换电路1. 改变频率的电路称为 变频电路

12、，变频电路有交交变频电路和 交直交变 频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路，后者也称为_间接变频电路_。乙单相调压电路带电阻负载，其导通控制角：的移相范围为0-180，随: 的增大，Uo_降低_，功率因数 降低_。3. 单相交流调压电路带阻感负载，当控制角：.片八X b 1 I d换相重叠角 计算： cos -cosa-)- 解得：厂兀6 U2 sin6-8.9四、图3所示单相交流调压电路，ui为正弦交流输入电压，有效值U220V， 接阻感负载，其中R = 0.51， L =2mH，求负载电流的最大有效值、最大输出 功率及此时功率因数。VT1LR图3答案：负载电流最大时，电路必须工作在连

13、续模式，此时控制角等于负载阻抗 角。负载阻抗角：=tan( L)=tan(250 2 10 )=5147R0.5那么控制角等于51.47时，电流波形连续，负载电流最大负载电流最大值:U1220芹伉厂赢盂倉2血）最大输出功率:巳=0 I。cos =37.7(KW)此时功率因数:二 cosa 二 cos 二 0.62触发角a =60，负载为阻五、图1所示的单相桥式整流电路中，U2二220V、 性负载，R =10。i2的波形；2、计算输出电1、绘制输出电压Ud、输出电流id、变压器副边电流压Ud、输出电流id的平均值及功率因数;3、请计算晶闸管的电流有效值;dU2VT1VT3UdSVT25VT4Ud

14、 t，t-tid2答案:U2六、图2所示的三相半波可控电路中，相电压U 2 二 220 V、触发角 a = 60，电1 波形绘制如图（9 分）电路参数计算Ud =0.9 U2 1 cos一 =0.9 220 1 cos60 =148.5(V)2 2芒吆一 “892:二电路参数计算1sin2 ；It 2 10；2sin2= 14(A)感L的值极大，R=10。1、计算输出电压Ud、输出电流id的平均值、a相的电流ia的有效值；2、绘制输出电压Ud、输出电流id、a相的电流ia的波形。LR图2ia答案:1 电路参数计算吨74始2. Ud = 1.17 U2 cos - 1.17浜 220 cos6

15、1287(V)1287 =1287( A)102 波形绘制七、单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载，已知：负载电阻 R二们, 电感Ld之，相电压U2 =100V，Lb =0.5mH，当反电动势 E = 99V，逆变角 B=60时，请计算输出电压平均值Ud、输出电流平均值Id和换相重叠角。I Ud 99答案：Ud - 0.9 U2 cos：4 Xb Id代入数据，解得：Ud = -49.92) I d二 49.1(A)换相重叠角 计算：cos-cos(a-)=2 Xb Idx 2 U 2 si n2 2解得： 二7.59八、图3所示降压BUCK直流斩波电路，U为输入直流电压，Ui =12V ,

16、 Uo为输出直流电压，VT控制信号占空比为0.4,设所有器件均为理想器件，请推导输入输出直流电压的关系式和计算输出直流电压VTUi答案:UoUo。利用伏秒平衡推导开关VT导通的伏秒值:(Ui-Uo) TOn开关vt关断的伏秒值：uUSD Ui TUo ToffD=0.4因此：(U-U ) Tio on则：U D UU o = D U i则输出电压：U 0.4 12二48九、请推导图2所示升压斩波电路的输出电压Vo和输入电压Vi的关系，当输入电压为12V，占空比D为0.8时，输出电压为多少?因此：Ud Ton = (U-Ud)Toff则：M=Uo 二 11MUOUdUd -D则输出电压:开关S关断的伏秒值:(Uo-Ud) Toff利用伏秒平衡推导开关S导通的伏秒值:RLUd Ton5=上=60/1-0.8十、图4为单相桥式矩形波逆变电路，直流输入电压Ud=308V,请绘制输出电压u0和输出电流i0的波形及计算输出电压基波的幅值。UoioVT4VT2-答案：(1)波形绘制(2)电路参数计算U om(1 4-Ua = 392.16(V)H