电力电子技术自测习题集 (DEMO).doc

第一章 电力电子器件填空题：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 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 检测与保护电路 。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 单极性 、 双极性 、 复合型 三类。5.电力二极管的工作特性可概括为 单向导电性 。6.电力二极管的主要类型有 整流二极管 、 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 门极端 正向触发则导通、 阳极与阴极端的强电压 反向则截止。9.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UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为UDRM 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 多元集成 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 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UGE（th）随温度升高而 降低 ，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 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 电流控制型 和 电压控制型 两类。19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是 缓慢衰减 。20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是 加快关断速度 。21.抑制过电压的方法之一是用 RC电路 吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于 小 功率装置的保护 。22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用 快恢复 型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是 静态均压 措施，给每只管子并联RC支路是 动态均压 措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用 先串后并 的方法。24.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。25.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（IGBT）中，属于不可控器件的是 Power Diode ，属于半控型器件的是 SCR ，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 Power Diode、SCR、GTO、GTR ，属于复合型电力电子器件的有 IGBT ；在可控的器件中，容量最大的是 GTO ，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 SCR、GTO、GTR 。 简答题：26.电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电子器件相比，它的特点是什么？27.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中保护电路的重要意义？ 28.二极管的电阻主要是作为基片的低掺杂N区的欧姆电阻，阻值较高且为常量，为何二极管在正向电流较大时管压降仍然很低？ 29.二极管在恢复阻断能力时为什么会形成反向电流和反向电压过冲？这与它们的单相导电性能是否矛盾？这种反向电流在电路使用中会带来什么问题？30.使晶闸管导通的条件是什么？ 答：使晶闸管导通的条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK0且uGK0。31.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。32.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和，由普通晶闸管的分析可得，+=1是器件临界导通的条件。+1，两个等效晶体管过饱和而导通；+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在设计时较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2) GTO导通时的+更接近于1，普通晶闸管+1.15，而GTO则为+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。33.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？ 34.如何防止电力MOSFET因静电感应应起的损坏？答：电力MOSFET的栅极绝缘层很薄弱，容易被击穿而损坏。MOSFET的输入电容是低泄露电容，当栅极开路时极易受静电干扰而充上超过20V的击穿电压，所以为防止MOSFET因静电感应而引起的损坏，应注意以下几点：一般在不用时将其三个电极短接；装配时人体、工作台、电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地；电路中，栅、源极间常并联齐纳二极管以防止电压过高；漏、源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。35.晶闸管的触发电路有哪些要求？36.GTO与GTR同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？37.IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点？答：IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较小的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有足够陡的前沿，并有一定的过冲，这样可加速开通过程，减小开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值足够大的反向基极驱动电流，并加反偏截止电压，以加速关断速度。GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有足够的幅值和陡度，且一般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更高，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。电力MOSFET驱动电路的特点：要求驱动电路具有较小的输入电阻，驱动功率小且电路简单。38.全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD缓冲电路中各组件的作用。答：全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du/dt或过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。RCD缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，Cs经Rs放电，Rs起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VDs从Cs分流，使du/dt减小，抑制过电压。39.试说明IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET各自的优缺点。答：器 件优 点缺 点IGBT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。计算题：40.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作，若考虑晶闸管的安全裕量为2.5，其电压定额应选多大?41.流经晶闸管的电流波形如题图1-41所示。试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？42.在题图1-42电路中，E=50V，R=0.5W，L=0.5H，晶闸管擎住电流为15mA。要使晶闸管导通，门极触发脉冲宽度至少应为多少？ 43.题图1-43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，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。解：a) Id1=()0.2717 ImI1=0.4767 Imb) Id2 =()0.5434 ImI2 =0.6741Ic) Id3= ImI3 = Im44.上题中如果不考虑安全裕量，问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、 Im3各为多少 ? 解：额定电流I T(AV) =100A的晶闸管，允许的电流有效值I =157A，由上题计算结果知a) Im1329.35，Id10.2717 Im189.48b) Im2232.90,Id20.5434 Im2126.56c) Im3=2 I = 314,Id3= Im3=78.55第二章 整流电路填空题：1.电阻负载的特点是 电压与电流成正比 ，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角的最大移相范围是 0180 。2.阻感负载的特点是 流过电感的电流不能发生突变 ，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，晶闸管控制角的最大移相范围是 0180 ，其承受的最大正反向电压均为，续流二极管承受的最大反向电压为（设U2为相电压有效值）。3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，角移相范围为 0180 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和；带阻感负载时，角移相范围为 090 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为和；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个 平波电抗器 。4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角大于不导电角d时，晶闸管的导通角q = -d- ； 当控制角小于不导电角d时，晶闸管的导通角q = -2d 。5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与 单相全波 的波形基本相同，只是后者适用于 低 输出电压的场合。6.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，晶闸管控制角的最大移相范围是 150 ，使负载电流连续的条件为 30 (U2为相电压有效值)。7.三相半波可控整流电路中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，a的移相范围为 090 。8.三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；这种电路角的移相范围是 0150 ，ud波形连续的条件是 30 。9.对于三相半波可控整流电路，考虑换相重迭角的影响，将会使得输出电压平均值Ud 减小 。10.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，随负载加重Ud逐渐趋近于，通常设计时，应取RCT，此时输出电压为(U2为相电压有效值)Ud 1.2 U2。11.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，电路中的二极管承受的最大反向电压为U2。12.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当从090变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随的增大而 增大 ，当从90180变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随的增大而 减小 。13.三相桥式全控整流电路带阻感负载时，设交流侧电抗为零，直流电感L为足够大。当=30时，三相电流有效值与直流电流的关系为I=Id ，交流侧电流中所含的谐波次数为，其整流输出电压中所含的谐波次数为。14.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于 低电压大电流 的场合 ，当它带电感负载时，移相范围是 090 ，带电阻负载时，移相范围是 0120 ；如果不接平衡电抗器，则每管最大的导通角为 60 ，每管的平均电流为 1/6 Id 。15.多重化整流电路可以提高 功率因数 ，其中移相多重联结有 并联多重联结 和 串联多重联结 两大类。16.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 全控整流 电路 ，当控制角 0 /2 时，电路工作在 整流 状态；/2 时，电路工作在 逆变 状态。17.在整流电路中，能够实现有源逆变的有 单相全控桥 、 三相全控桥 等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是 /2 /2，使Ud为负值。40.什么是逆变失败？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等。计算题：41.晶闸管通态平均电流IT=100A，当流过晶闸管的实际电流如题图2-41所示， 求允许平均电流Id的值(不考虑环境温度与安全裕量)? 42.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20mH，U2=100V，求当=0和60时的负载电流Id，并画出ud与id波形。43.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2，L值极大，当=30时，要求：作出ud、id、和i2的波形；求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 44.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。45.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2，L值极大，反电势E=60V，当a=30时，要求：作出ud、id和i2的波形；求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 46.单相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2220V，控制角=/3 rad，负载电阻Rd=5W，试求：（1）输出电压的平均值 Ud ；（2）输出电流有效值I。47.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作，设交流电压有效值U2400V，负载电阻Rd=10W，控制角 p/2 rad，试求：（1）输出电压平均值Ud；（2）输出电流平均值Id。 48.晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管，电路如题图2-48所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2，L值很大，当=60时求流过器件电流的有效值，并作出ud、id、iVT、iD的波形。49.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。 50.三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当=60时，要求：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。 51.三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5，L值极大，当=60时，要求：画出ud、id和iVT1的波形；计算Ud、Id、IdT和IVT。52.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当=60时求Ud、Id与g 的数值，并画出整流电压ud的波形。 53.三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1，L=，LB=1mH ，求当=30时、E=50V时Ud、Id、g的值并作出ud与iVT1和iVT2的波形。 54.三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5，L=，U2=220V，XB=0.3，求Ud、Id、IVD、I2和 g 的值并作出ud、iVD和i2的波形。 55.三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1，L=，U2=220V，=60，当LB=0和LB=1mH情况下分别求Ud、Id的值，后者还应求 g 并分别作出ud与iT的波形。 56.试计算第43题中i2的3、5、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27。 57.试计算第51题中i2的5、7次谐波分量的有效值I25、I27。 58.试分别计算第43题和第51题电路的输入功率因子。 59.三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=220V，LB=1mH，当EM=-400V，b=60时求Ud、Id与 g 的值，此时送回电网的有功功率是多少？ 60.单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1，L=，U2=100V，L=0.5mH，当EM=-99V，b=60时求Ud、Id和 g 的值。12第三章 直流斩波电路填空题：1.直流斩波电路完成得是直流到 直流 的变换。2.直流斩波电路中最基本的两种电路是 升压斩波电路 和 降压斩波电路 。3.斩波电路有三种控制方式： 脉宽调制 、 频率调制 和 脉宽频率混合调制 。4.升压斩波电路的典型应用有 直流电动机传动 和 单相功率因数校正电路 等。5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为。6.与CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有 升降压斩波电路 、 Sepic电路 和 Zeta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，所不同的是： Sepic电路 的电源电流连续而负载电流断续， Zeta电路 的电源电流断续而负载电流连续，但两种电路输出的电压都为 正 极性的 。8.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， 升降压斩波 电路能使电动机工作于第1和第2象限。9.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 3相 斩波电路并联。简答题：11.画出降压斩波电路原理图并简述其工作原理。12.画出升压斩波电路原理图并简述其基本工作原理。13.试分别简述升降压斩波电路和Cuk斩波电路的基本原理，并比较其异同点。14.试绘制Speic斩波电路和Zeta斩波电路的原理图，并推导其输入输出关系。15.分析题图3-15a所示的电流可逆斩波电路，并结合题图3-15b的波形，绘制出各个阶段电流流通的路径并标明电流方向。 16.对于题图3-16所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析此时电路的工作情况，并绘制相应的电流流通路径图，同时标明电流流向。 17.多相多重斩波电路有何优点？答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易，滤波电感减小。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。计算题： 18.在题图3-18所示的降压斩波电路中，已知E=200V，R=10，L值极大，EM=30V，T=50s，ton=20s，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 19.在题图3-19所示的降压斩波电路中，E=100V，L=1mH，R=0.5，EM=10V，采用脉宽调制控制方式，T=20s，当ton =5s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。当ton=3s时，重新进行上述计算。解：由题目已知条件可得m=0.1=0.002 当ton=5s时，有=0.01a=0.0025 由于=0.249m所以输出电流连续。 此时输出平均电压为Uo =25(V) 输出平均电流为Io =30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为Imax=30.19(A)Imin=29.81(A)当ton=3s时，采用同样的方法可以得出：=0.0015 由于=0.149m所以输出电流仍然连续。 此时输出电压、电流的平均值以及输出电流最大、最小瞬时值分别为：Uo =15(V)Io =10(A)Imax=10.13(A)Imin=9.873(A)20.在题图3-20所示的升压斩波电路中，已知E=50V，L值和C值极大，R=20，采用脉宽调制控制方式，当T=40s，ton=25s时，计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 21.在题图3-21所示的升压斩波电路中，设E100V，R25，0.8，C。(1)计算输出电压平均值Uo，输出电流平均值Io。 (2)计算输入输出功率。 22.如题图3-22所示降压斩波电路，设输入电压为200V，电感L是100mH，电容C无穷大，输出接10的电阻，电路的工作频率是50kHz，全控器件导通占空比为0.5，求：(1)输出直流电压Uo，输出直流电流Io。 (2)流过IGBT的峰值电流。(3)如果将IGBT的峰值电流减小为输出直流电流Io的110，应改变什么参数，它的值是多大。16第四章 交流电力控制及变频电路填空题：1.改变频率的电路称为 变频电路 ，变频电路有交交变频电路和 矩阵式变频 电路两种形式，前者又称为 周波变流器 ，后者也称为 矩阵变换器 。2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为，随的增大， Uo 减小 ，功率因数 降低 。3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角a(=arctan(wL/R) )时，VT1的导通时间 逐渐缩短 ，VT2的导通时间 逐渐延长 。4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于 反并联 联结方式，TCR的控制角的移相范围为 0150 ，线电流中所含谐波的次数为。5.晶闸管投切电容器 选择晶闸管投入时刻的原则是： 该时刻交流电源电压应和电容器预先充电的电压相等 。6.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为 交交变频电路 。7.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由 输出电流的方向 决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据 输出电压的方向与输出电流的方向是否相同 决定的。8.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为 20Hz 。9.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即 公共母线进线方式 和 输出星形联结方式 ，其中主要用于中等容量的交流调速系统是 公共母线进线方式 。10.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全控型 器件；控制方式是 斩控方式 。简答题： 11.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？12.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？13.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？14.三相交流调压电路采用三相四线接法时，存在何种问题？ 15.三相交流调压电路采用三相三线接法带电阻负载时，试分析电流的谐波情况。16.什么是TCR，什么是TSC？它们的基本原理是什么？各有何特点？17.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。18.交流调功电路中电流的谐波有何特点？19.画出单相交交变频电路的基本原理图并分析其基本工作原理。 20.交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？21.单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路有什么不同？22.交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？23.三相交交变频电路有那两种接线方式？它们有什么区别？24.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？25.试述矩阵式变频电路的基本原理和优缺点。为什么说这种电路有较好的发展前景？计算题：26.调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻负载，在=0时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的开通角。27.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5，L=2mH。试求：开通角的变化范围；负载电流的最大有效值；最大输出功率及此时电源侧的功率因数；当= /2时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。28.采用两晶闸管反并联相控的交流调功电路，输入电压Ui220V，负载电阻R5。晶闸管导通20个周期，关断40个周期。求：(1)输出电压有效值Uo，(2)负载功率Po，(3)输入功率因数。29.采用两晶闸管反并联相控的交流调压电路，输入电压Ui220V，负载电阻R5。如2/3，求：(1)输出电压及电流有效值，(2)输出功率，(3)晶闸管的平均电流，(4)输入功率因数。30.采用两晶闸管反并联相控的单相调压电路，输入为市电，负载为R、L串联，R1，L5.5mH。求：(1)控制角移相范围，(2)负载电流最大值，(3)最大输出功率，(4)最大功率因数。18第五章 逆变电路填空题：1.把直流电变成交流电的电路称为 逆变 ，当交流侧有电源时称为 有源逆变 ，当交流侧无电源时称为 无源逆变 。2.电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，换流可以分为两类，即外部换流和 自换流 ，进一步划分，前者又包括 电网换流 和 负载换流 两种换流方式，后者包括 器件换流 和 强迫换流 两种换流方式。3.适用于全控型器件的换流方式是 器件换流 ，由换流电路内电容直接提供换流电压的换流方式称为 强迫换流 。4.逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为 电压型逆变电路 ，当直流侧为电流源时， 称此电路为 电流源型逆变电路 。5.半桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为 2/ Ud ，全桥逆变电路输出交流电压的幅值Um为 4/ Ud 。6.三相电压型逆变电路中，每个桥臂的导电角度为 180 ，各相开始导电的角度依次相差 120 ，在任一时刻，有 3 个桥臂导通。7.电压型逆变电路一般采用 全控型 器件，换流方式为 器件换流 ；电流型逆变电路中，较多采用 半控型 器件，换流方式有的采用 负载换流 ，有的采用 强迫换流 。8.单相电流型逆变电路采用 负载 换相的方式来工作的，其中电容C和L、R构成 并联谐振 电路，单相电流型逆变电路有自励和他励两种控制方式，在启动过程中，应采用先 他励 后 自励 的控制方式。9.三相电流型逆变电路的基本工作方式是 120 导电方式，按VT1到VT6的顺序每隔 60 依次导通，各桥臂之间换流采用 负载 换流方式。10.从电路输出的合成方式来看，多重逆变电路有串联多重和并联多重两种方式。电压型逆变电路多用 串联 多重方式；电流型逆变电路多采用 并联 多重方式。简答题：11.画出逆变电路的基本原理图并阐述其原理。 12.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？ 13.换流方式各有那几种？各有什么特点？ 14.什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。 15.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？ 16.并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足什么条件？ 17.串联二极管式电流型逆变电路中，二极管的作用是什么？试分析换流过程。 18.逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各用于什么场合？ 19.如题图5-19所示为一个三相桥式电压型逆变电路：(1)结合电路原理图，说明其主要特点；(2)如果图中的驱动电路采用基于集成驱动芯片M579621的驱动电路，至少需要几组独立的电源的驱动电路供电？为什么？(3)当该电路采用输出为方波的180导电方式时，试画出UUN、UUV和UNN的波形。计算题：20.三相桥式电压型逆变电路，180导电方式，Ud=100V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m 和有效值UUN 、输出线电压的基波幅值UUV1m有效值UUV1、输出线电压中5次谐波的有效值UUV5。20第六章 脉宽调制技术填空题：1.PWM控制就是对脉冲的 宽度 进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是 矩形波 ，SPWM波得到的是 正弦波 。2.PWM逆变电路也可分为 电压型 和 电流型 两种，实际应用的几乎都是 电压型 电路，得到PWM波形的方法一般有两种，即 计算法 和 调制法 ，实际中主要采用 调制法 。3.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称 单极性 控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用 双极性 控制方式。4.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 异步调制 和 同步调制 。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用 异步调制 方法，在高频输出时采用 同步调制 方法。5.在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM波形的方法称 自然采样法 ，实际应用中，采用 规则采样法 来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。6.正弦波调制的三相PWM逆变电路，在调制度a为最大值1时，直流电压利用率为 0.866 ，采用 梯形波 波作为调制信号，可以有效地提高直流电压利用率，但是会为电路引入 低次谐波 。7.PWM逆变电路多重化联结方式有 变压器方式 和 电控器方式 ，二重化后，谐波地最低频率在 2 附近。8.跟踪控制法有 滞环比较 方式、 三角波 方式和 定时比较 方式三种方式；三种方式中，高次谐波含量较多的是 滞环比较 方式，用于对谐波和噪声要求严格的场合的是 三角波比较 方式。9.PWM整流电路可分为 电压型 和 电流型 两大类，目前研究和应用较多的是电压型 PWM整流电路。10.PWM整流电路的控制方法有 间接电流控制 和 直接电流控制 ，基于系统的静态模型设计、动态性能较差的是 间接电流控制 ，电流响应速度快、系统鲁棒性好的是 直接电流控制 。简答题：11.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/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。各PWM脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。可见，所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。12.设题图6-12中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。13.单极性和双极性PWM调制有什么区别？三相桥式PWM型逆变电路中，输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压SPWM波形各有几种电平？14.试简单比较PWM控制中的计算法和调制法的特点。15.试简述线电压控制的定义、目的和两相控制方式的优点。16.简述PWM逆变电路多重化的目的。17.简述PWM跟踪控制技术中的三角波比较方式的特点。18.特定谐波消去法的基本原理是什么？设半个信号波周期内有10个开关时刻（不含0和p 时刻）可以控制，可以消去的谐波有几种？19.什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？20.什么是SPWM波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？21.单相和三相SPWM波形中，所含主要谐波频率为多少？22.如何提高PWM逆变电路的直流电压利用率？23.什么是电流跟踪型PWM变流电路？采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点？24.什么是PWM整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？25.在PWM整流电路中，什么是间接电流控制？什么是直接电流控制？22第七章 软开关技术填空题：1.现代电力电子装置的发展趋势是 小型化 、 轻量化 ，同时对装置的 效率 和 电磁兼容性 也提出了更高的要求。2.使开关开通前其两端电压为零的开通方式称为 零电压开通 ，它需要靠电路中的 谐振 来完成。3.根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成 准谐振电路 、 零开关PWM电路 和 零转换PWM电路 。4.谐振直流环是适用于 变频器 的一种软开关电路，谐振直流环电路通过在直流环中引入 谐振 ，使电路中的 整