电力电子技术习题

5一、填空题1、晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是： 极、 极和 极。2晶闸管一旦导通门极就失去了掌握作用故晶闸管为 器件能保持晶闸管导通的最小电流称为 。3、逆变电路的负载假设接到电源，则称为 逆变，假设接到负载，则称为

逆变。4、在GTR和IGBT两种自关断器件中，属于电压驱动的器件是 ，属于电流驱动的器件是 。5、电力电子电路中为了实现主电路与掌握电路的隔离，常承受的隔离方法有6、为了使电力晶体管安全、牢靠地运行，驱动电路和主电路应当实行

隔离和

隔离。7、把沟通电能转换成直流电能称整流，把一种直流电能转换成另一种直流电能称 ，而把直流电能转换成沟通电能称 。8、可关断晶闸管〔GTO〕的电流关断增益βoff的定义式为βoff= ，其值越 越好。9、单相半波可控整流电路中，掌握角α的最大移相范围是 。10、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是 ，单管输出功率最大的是 ，应用最为广泛的是 。晶闸管对触发脉冲的要求是 、 和 〔要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高、触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步〕1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：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 和 的复合管〔GTR、GTO、MOSFET、IGBT、MOSFET、GTR〕5、型号为KS100-8的元件表示 晶闸管、它的额定电压为 伏、额定有效电流为 安。6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 上的上、下二个元件之间进展；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 上的元件之间进展的。7、当温度降低时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流；当温度上升时，晶闸管的触发电流反向漏电流会 。8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经 、 而不流经 电流。环流可在电路中加 来限制。为了减小环流一般采控用掌握角α β的工作方式。9、常用的过电流保护措施有 、 、 、 〔写出四种即可〕〔5、双向晶闸管、800V100A6、同一桥臂、不同桥臂7、增加、下降、下降、增加89、快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、掌握快速移相使输出电压下降〕2、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 〔电源相电压为U2〕3、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。5、异步电动机变频调速时，对定子频率的掌握方式有 、 、 、 。6、软开关电路种类很多，大致可分成 电路、 电路两大类。7、变流电路常用的换流方式有 、 、 、 四种。8、逆变器环流指的是只流经 、 而不流经 的电流，环流可在电路中加 来限制。9、提高变流置的功率因数的常用方法有 、 、 。6210、绝缘栅双极型晶体管是以 作为栅极，以 作为放射极与集电极复合而成。622；2〔2、2 U2；2

U3、大于60º小于120º的宽脉冲，脉冲前沿相差60º的双窄脉冲；5、恒压频比掌握、转差劲频率掌握、矢量掌握、直接转矩掌握、器件换流；电网换流；负载换流；强迫换流、两组反并联的逆变桥；不流经负载；以电力晶体管集电极和放射极)9、提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数、承受多组变流装置串联供电、设置补偿电容。从开关频率驱动管压降等方面比较GTIGBMOSFET等器件的特性GTR〔电流电压驱动，IGBT电流、电压〕驱动，MOSFET用 〔电流、电压〕驱动，开关损耗从大到小的排列挨次为 GTR>IGBT 频率从高到低的排列挨次为 。二、选择题1、晶闸管不具有自关断力量，常称为()A.全控型器件 B.半控型器件 C.触发型器件 D.自然型器件2、将直流电能转换为沟通电能馈送给沟通电网的变流器是〔 。A.有源逆变器 B.A/D变换器 C.D/A变换器 D.无源逆变器3、功率晶体管〔GTR〕的安全工作区由几条曲线所限定〔 〕A.3条 B.2条 C.5条 D.4条4、触发电路中的触发信号应具有〔 〕。A.足够大的触发功率 B.足够小的触发功率 C.尽可能缓的前沿 D.尽可能窄的宽度5、晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲前沿要求( )A.应缓慢上升 B.不要太大 C.尽可能陡 D.有较大负电流6、单相半控桥，带大电感负载，直流侧并联续流管的主要作用是〔 〕。A．防止失控现象 B．减小输出电压的脉动C．减小输出电流的脉动7、晶闸管的伏安特性是指( )。A.阳极电压与门极电流的关系C.阳极电压与阳极电流的关系

D．直流侧过电压保护B.门极电压与门极电流的关系D.门极电压与阳极电流的关系8、具有自关断力量的电力半导体器件称为( )。A.全控型器件 B.半控型器件 C.不控型器件 D.触发型器件9、PWM斩波电路一般承受〔 〕。A．定频调宽掌握 B．定宽调频掌握 C．调频调宽掌握 D．瞬时值掌握10、逆变电路是〔 〕A.AC/DC变换器 B.DC/AC变换器 C.AC/AC变换器 D.DC/DC变换器11、三相桥逆变电路中，晶闸管换相间隔为〔 〕。A.60° B.120° C.90° D.120°12、功率晶体管驱动电路中的抗饱和电路，用来削减晶体管的〔 〕。A.存储时间 B.du/dt C.di/dt D.基极电流13、为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过〔 。A.安全区 B.不触发区 C.牢靠触发区 D.可触发区14、电压型逆变电路特点有〔 〕。直流侧接大电感C.直流侧电压无脉动

沟通侧电流接正弦波D.直流侧电流有脉动15、当晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )。A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定三、选择题1、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 A、180°，B、60°，c、360°，D、120°2、α为 度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。度，3、晶闸管触发电路中，假设转变 的大小，则输出脉冲产生相位移动，到达移相掌握的目的。同步电压，B、掌握电压，C、脉冲变压器变比。4、可实现有源逆变的电路为 。A、三相半波可控整流电路， 控桥整流桥电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，D、单相半控桥整流电路。A、30º-35º， B、10º-15º， C、0º-10º， D、0º。1、A、 2、C、 3、B、 4、A、 5、A。10、IGBT是一个复合型的器件，它是〔 〕A、GTR驱动的MOSFET B、MOSFET驱动的GTRC、MOSFET驱动的晶闸管 D、MOSFET驱动的GTO1、下面哪种功能不属于变流的功能〔 〕。A、有源逆变 B、沟通调压 C、变压器降压 D、直流斩波2、晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲前沿要求( )。A.应缓慢上升 B.不要太大 C.尽可能陡 D.有较大负电流3、单相半波可控整流电阻性负载电路中，掌握角α的最大移相范围是( )。A、0º-90° B、0º-120° C、0º-150° D、0º-180°4、晶闸管在导通状态下，管耗等于管子两端电压乘以( )。A.阳极电流 B.门极电流 C.阳极电流与门极电流之和 D.阳极电流与门极电流之差5、晶闸管内部有〔 〕PN结。A.一个 B.二个 C.三个 D.四个6、在型号KP10－12G中，数字10表示〔 〕。A.额定电压10V B.额定电流10A C.额定电压1000V D.额定电流100A7、晶闸管串联时，为到达静态均压，可在晶闸管两端并联一样的〔 〕。A．电阻 B．电容 C．电感 D．阻容元件8、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9、PWM逆变器的特点是()。A.逆变电路既变压又变频 B.整流器变压、逆变器变频 C.直流侧电压有脉动10、将直流电能转换为沟通电能馈送给沟通电网的变流器是〔 〕。

D.系统响应慢A.有源逆变器 B.A/D变换器 C.D/A变换器 D.无源逆变器11、具有自关断力量的电力半导体器件称为( )。全控型器件

半控型器件 C.不控型器件

D.触发型器件12、PWM斩波电路一般承受〔 〕。A．定频调宽掌握 B．定宽调频掌握 C．调频调宽掌握

D．瞬时值掌握13、晶闸管的伏安特性是指( )。A.阳极电压与门极电流的关系C.阳极电压与阳极电流的关系

B.门极电压与门极电流的关系D.门极电压与阳极电流的关系14、当晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( )。导通状态

关断状态

饱和状态 D.不定15、三相全掌握桥式有源逆变电路，在沟通电源一个周期里，输出电压脉动( )次。A.2 B.3 C.4 D.612.在线式不停电电源的供电质量〔〕后备式不停电电源的供电质量。A.优于B.不如C.相当于D.不肯定优于三、名词解释1、二次击穿2、有源逆变3、硬开关4、晶闸管的掌握角α〔移相角〕5、晶闸管的擎住电流四、简答题〔525〕1、如右图所示，试画出负载Rd2、试说明功率晶体管(GTR)的安全工作区SOA由哪几条曲线所限定?3、试说明SPWM掌握的逆变电路有何优点？4、什么是软开关技术？它的作用是什么？5、试述交-交变频电路的工作过程，并绘出简要波形。在晶闸管两端并联R、CR答：R、CRL、C荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗1、实现有源逆变必需满足哪些必不行少的条件？〔6分〕答：实现有源逆变必需外接始终流电源，其方向与晶闸管电流方向一样，其数值要稍大于逆变桥电压，才能供给逆变能量。另外变流β<90ºα>90º〕区域，使U<，才能把直流功率逆变为沟通功率返送电网。2、依据对输出电压平均值进展掌握的方法不同，直流斩波电路可有哪三种掌握方式？并简述其掌握原理〔7〕答：第一种调制方式为：保持开关周期不变，转变开关导通时间t on关导通时间t 不变，转变开关周期，称为频率调制。简称为“PFM”调制。第三种调制方式为：同时转变周期T与导通时间t。使on on占空比转变，称为混合调制。GTO和一般晶闸管〔SCR〕都是PNPN四层半导体器件，为什么GTO可通过门极驱动关断，而SCR不行以？α 答和一般晶闸管同为PNPN构造由PNP和NPN构成两个晶体管VV分别具有共基极电流增益 和 α 1 12 12 2 1 2 1 2α α α α α 管得分析可得， ＋ ＝1是器件临界导通的条件。 ＋ >1两个晶体管饱和导通； ＋ <1α α α α α 1 2 1 2 1 2GTO能关断，而一般晶闸管不能是由于GTO在构造和工艺上有以下几点不同：多元集成构造使每个GTO元的阴极面积很小，门极和阴极的距离缩短，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。α α α α α GTO导通时 ＋ 更接近1，晶闸管 ＋ >1.15，而GTO则为 ＋ ≈1.05α α α α α 1 2 1 2 1 2α GTO在设计时， 较大，晶体管V2掌握灵敏，而 很小，这样晶体管V1α 2 1GTO关断。8. 右图为一种既可升压又可降压的变换器，试分析其工作原理，并推导出其输出输入电压之间的关系。

L C LBA1 1 2BA＋ －TD+CoU V V RUTD+Coi L2— ＋晶闸管的导通条件和关断条件是什么？试分析晶闸管的导通原理。9、请说明整流电路工作在有源逆变时所必需具备的条件。d答：(1)外部条件——直流侧应有能供给逆变能量的直流电动势，其极性与晶闸管导通方向全都，其值大于变流器直流侧的平均d10、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？Ud

进入正半EM

顺向连接，由于回路电阻很小，造成很大的短路电流，这种状况叫逆变失败或逆变颠覆。为了保证逆变电路的正常工作，必需1〕选用牢靠的触发器，2〕正确选择晶闸管的参数，3〕实行必要的措施，减小电路中du/dtβ的角度有一最小限制，留出充分的换向余量角。1．无源逆变电路和有源逆变电路有什么区分？答：有源逆变电路的沟通侧接电网，即沟通侧接有电源。而无源逆变电路的沟通侧直接和负载相联接。有源逆变不行变频，无源逆变可以变频。有源逆变承受晶闸管可以实现电网换流，无源逆变使用晶闸管必需承受负载换流或强迫换流。试说明PWM掌握的根本原理。的输出波形〔包括外形和幅值。在采样掌握理论种有一条重要的结论：冲量相等而外形不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果根本一样，冲量即窄脉冲的面积。效果一样是指环节的输出响应波形根本一样。上述原理称为面积等效原理。以正弦PWM〔SPWM〕为例。把正弦半波平分为N等份，就可以把它看成N个彼此独立的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度一样〔都是π/N〕但幅值不同且顶部是曲线。假设将上述脉冲用数量一样、幅值相等的不等宽的矩形脉冲代替，使每个小矩形的面积和对应的正弦波面积相等〔即冲量相等，就得到了PWM这种PWM波形和原正弦波形是等效的。PWM逆变器有哪些优点？其开关频率的凹凸有什么利弊？答：优点：PWM调制可以极大地消弱逆变器的输出谐波，使逆变器输出用户需要的波形〔外形和幅值，而消弱用户不需要的谐波。PWM逆变器具有格外好的动态响应速度。一般逆变器的掌握速度是周波掌握级，而PWM是载波掌握级，所以目前几乎全部的逆变器都是承受PWM掌握策略。PWM掌握使逆变器的掌握策略更加敏捷多样，使逆变器的性能得到很大的提升。PWM逆变器的整流电路可以承受二极管，使电网侧的功率因数得到提高。只用一级可控的功率环节，电路构造较简洁。开关频率高则输出谐波更小、响应速度更快，但是电力电子器件的开关损耗增加、整机效率下降，带来较强的高频电磁干扰；开关频率低则正好相反。一般对于中小容量的逆变器开关频率可适当取高些，大功率逆变器由于高压大功率开关器件的限制，开关频率则相对较低。单极性和双极性PWM掌握有什么区分？在三相桥式PWM逆变电路中，输出相电压〔输出端相对于中性点N的电压〕SPWM波形各有几种电平？答：三角载波在调制信号的正半波或负半波周期里只有单一的极性，所得的PWM波形在半个周期内也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM掌握方式。三角载波始终是有正有负为双极性的，所得的PWM波形在半个调制波周期内有正有负。则称之为双极性PWM掌握方式。三相桥式PWM逆变电路中，输出相电压有两种电平：0.5U和0.5U。线电压SPWM波形有三种电平：U ，0，U 。d d d d什么叫敏捷沟通输电系统〔柔性沟通输电系统〕？目前的主要应用有那些？为什么要对沟通电网进展无功功率补偿？3.电力电子装置高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量？为什么提高开关频率可以减小变压器的体积和重量？高频化之后带来的问题是什么？4.什么是软开关？承受软开关技术的目的是什么？分析题：