电力电子复习资料.doc

一. 填空题（30分）1. 电力电子技术学科是由 , , 构成的交叉学科。电力技术，电子技术，控制技术2. 电力变换的基本类型为 , , , 。交流-直流变换，直流-交流变换，直流-直流变换，交流-交流变换3. 开关型电力电子变换器有 , 两大类应用领域。开关型电力电子变换电源，开关型电力电子补偿控制器4. P型半导体中主要的导电载流子是 ,少数的导电载流子是 。空穴，电子5. N型半导体中主要的导电载流子是 ,少数的导电载流子是 。电子，空穴6. 一个电力二极管的额定电流为100A，则其允许通过的正弦半波电流幅值为 ,允许通过任意波形电流的有效值为 。314A，157A7. 一个晶闸管的额定电流为100A，则其允许通过的正弦半波电流幅值为 ,允许通过任意波形电流的有效值为 。314A，157A8. 双极结型电力晶体管安工作原理的不同可以分为 , 两类。双极结型晶体管，场效应晶体管9. 按控制方式分类，双极结型晶体管属 型控制器件，场效应晶体管属 型控制器件。电流，电压10. 场效应晶体管正常工作时，参与导电的载流子只有一种， 或者 。电子，空穴11. 双极结型晶体管正常工作时，参与导电的载流子只有两种， 和 。电子，空穴12. 电力晶体管正常工作时，其开通时间和关断时间越短，在开关过程中其功耗就 ,并且可以在更高 下工作。 越小，频率13. 场效应晶体管有三个电极，它们分别是栅极， 和 。漏极，源极14. P型场效应晶体管是单极型器件，其导电沟道N中导电的载流子是 ；并且其通态导电时等效电阻具有 的温度系数，电流既有 的温度系数。正，负15. 双结型电力晶体管是双极型器件，其通态导电时等效电阻具有 的温度系数，电流既有 的温度系数。负，正16. IGBT是三端口器件，具有三个电极，它们分别是门极， 和 。发射极，集电极17. LC滤波器的电感L对交流高频电压和电流呈高 ，对直流畅通 ；LC滤波器的电容C对交流高频电流阻抗很 ，对直流电流阻抗为 。阻抗，无阻；很小，无限大18. 逆变器按逆变结构的不同，可分为单相半桥，单相全桥， 和 逆变器。推挽式，三相桥式19. 整流器按控制原理的不同可分为 和 。相控整流，高频PWM整流20. 单相桥式全控整流电路的控制角的取值范围为 ，导通角的取值范围为 。0-，-21. 三相桥式全控整流电路的控制角的取值范围为 ，导通角的取值范围为 。0-120，-22. 晶闸管作开关器件的交流/交流变换器可分为两大类，分别为 和 。相控直接变换器，交流斩波调压器23. 对于控制系统与主电路之间的电气隔离，可以通过 和 来实现。脉冲变压器，光电耦合器24. 电力电子变换与控制系统在运行不正常时会发生过电流，在这里过电流会在 和 两种情况下发生。过载，短路25. P-MOSFET器件的通态电阻具有 温度系数，易于并联使用；IGBT器件的通态电阻具有 温度系数，也易于并联使用。正，负26. 滤波器可分为输入滤波器， 和 三种。输出滤波器，中间滤波器27. 根据滤波器处理对象的不同，可分为， 和 两种。电压滤波器，电流滤波器28. UPS按工作方式的不同可分为在线双变换式， 和 三种。后备式，在线互动式29. 补偿控制器按接入电网方式的不同，可分为 和 两种。串联补偿控制器，并联补偿控制器30. 补偿控制器中按开关元件的不同，可分为 和 补偿控制器。晶闸管相控型，高频开关PWM全控型1.电力变换通常可分为 , , , 四类。1. 交流变直流；交流变交流；直流变直流；直流变交流2.具有自关断能力的电力电子器件主要有 管、 管和 管。2. IGBT；MOSFET；GTO；GTR等。3.按电力电子器件被控制电路信号所控制的程度，可将电力电子器件分为 , ,以及全控型器件三类。3. 半控型器件；不可控器件。4.电力电子器件按内部载流子参与导电的情况，可分为单极型器件， , 三类。4. 双极型器件；复合型器件。5.功率开关管的损耗主要包括两方面。一方面是 ；另一方面是 ；当电路工作频率很高的时候还要考虑 损耗。5. 通态损耗；断态损耗；开关损耗。6.单相半波可控整流电路的晶闸管控制角移相范围为 , 晶闸管控制角为 时整流输出电6. 180o；0。压平均值最大。7.斩波电路可有三种控制方式，分别为混合型调制, , 。7. 脉冲宽度调制；频率调制。8.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为 , 两种。8. 同步调制；异步调制。1.交流变直流被称为 , 直流变交流被称为 。1. 整流；逆变。2.IGBT是三端口器件，具有栅极， , 。2. 集电极；发射极。3.电力电子器件在实际应用中，一般由 , 和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。3. 控制电路；驱动电路。4.根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号的波形，可将电力电子器件分为 ， 两类。4. 脉冲触发型；电平控制型。5.晶闸管是三端口器件，具有阳极， , 。5. 阴极；门极。 6.整流电路按组成器件可分为不可控， , 三种。6. 半控；全控。7.电力电子装置中可能发生的过电压分为 , 两类。7. 外因过电压；内因过电压。8.一般而言，换流方式可分为 , , , 四种。8. 器件换流；电网换流；负载换流；强迫换流。9.根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分为 , 两类。9. 零电压电路；零电流电路。 二. 简答题（15分）1. 什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？ 直流侧是电压源的称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。2. 什么是异步调制？什么是同步调制？载波信号和调制信号不保持同步的调制方式为异步调制；载波比为常数，且变频时使载波信号和调制信号保持同步的调制方式为同步调制。3. 信息电子技术中半导体器件工作在什么状态，电力电子技术中半导体器件工作在什么状态。信息电子技术中半导体器件工作在放大及开关状态；电力电子技术中半导体器件工作在开关状态。4. 电力二极管的单向导电性指的是什么.电力二极管的单向导电性指的是当电力二极管的PN结外加阳极正向偏置电压时，表现为正向导通，呈低阻态；当电力二极管的PN结外加阳极反向偏置电压时，表现为反向截止，呈高阻态。5. 试简要说明晶闸管导通的条件，怎样才能使晶闸管由导通变为关断。在晶闸管阳极与阴极之间外加一定正向偏置电压的条件下，在其门极外加触发电流高于擎住电流时导通；在晶闸管阳极与阳极之间外加一定正向偏置电压的条件下，在其门极外加触发电流低于最小维持电流时关断，或者去掉阳极与阳极之间的正向偏置电压也能使其关断。6. 什么叫电导调制效应。 对于场效应晶体管，通过改变其栅极和源极之间外加电压的大小，从而控制漏极电流的控制作用，叫做电导调制效应。三. 作图题（15分）1.画出下列元件的图形符号： (1)GTO (2)IGBT (3) SCR (4)双向SCR (5)MOSFET(N) (2)整流二极管 (2)逆导晶闸管 (3)电力晶体管 (4)光控晶闸管 (5) P型MOSFET 2.画出三相半波可控整流电路带电阻负载，当时，试画出电压波形及电路原理图。 2.画出单相半波可控整流电路带电阻负载，当时，试画出电压波形及电路原理图。 四. 填空题（40分）1. 如下图所示，图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试分别计算各波形的电流平均值Id和电流有效值I。 图 1 图 22.如图3所示单相桥式全控整流电路，U2=100伏,负载R=2欧，L值极大，当控制角时，试求： （1）画出ud，id和i2的波形；（2）求整流输出平均值电压Ud。电流Id以及变压器二次电流有效值I2。3.如图4所示的升压斩波电路，已知E=50伏，R=25欧，L值与C值都极大。采用PWM控制方式，当T=50us，ton=30us时，试计算输出电压平均值Uo和输出电流平均值Io。 图 3 图 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.如下图所示，图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试分别计算各波形的电流平均值Id和电流有效值I。（15分） 图 1 图 22.如图3所示单相桥式全控整流电路，U2=200伏,负载R=70欧，L值极大，反电动势E=20伏,当控制角时，试求： （1）画出ud，id和i2的波形；（2）求整流输出平均值电压Ud。电流Id以及变压器二次电流有效值I2。3.如图4所示的降压斩波电路，已知E=200伏，R=10欧，L值极大，Em=50伏。采用PWM控制方式，当T=40us，ton=20us时，试计算输出电压平均值Uo和输出电流平均值Io。 图3 图 4 1.解：1). 2). 2.解