电力电子专业技术模拟卷

1、电力电子技术模拟卷作者:日期:电力电子技术复习资料一、填空题般取额定电压为正常工作时晶闸管所承VT的a移相范围0180度。VT的最大正向电压为二2 u 2 , VT的21. 选用晶闸管时，额定电压要留有一定裕量，受峰值电压的23倍。2. 单相半波可控整流电路，带电阻负载的情况,3. 单相桥式全控整流电路，带电阻负载的情况, 最大反向电压为2U2 ；输出电压1个周期内有2个波头；正负半周，都有脉动电流流过变压器；带阻感负载的情况，Ud出现负值，Uvt最大正向电压为.2U 2 ；4. 三相半波可控整流电路，电阻负载时，a移相范围0150度。一周有3个波头；脉冲顺序与电源相序相同互差120度相位；阻

2、感负载时,a移相范围090度。5. 三项桥式全控整流电路，带电阻负载的情况，a移相范围0120度。带阻感负载时a移相范围090度。每个时刻需要两个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一相器件；六个晶闸管的脉冲按VT1 VT6的顺序，相位依次差60度。共阴极组V、VTs VT5依次差120度。同一相上下两个桥臂差180度；Ud一周期脉动6次；在电路合闸起动或电流断续时，采用宽脉冲触发或双脉冲触发。6. 频率与工频相同的分量称为基波，频率为基波频率整数倍（大于1）的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。7. 单相桥式不可控整流电路，谐波次数为奇数次，次数

3、越高，幅值越小。与带阻感负载的单项全控桥式整流电路相比，谐波越大，基波越小。LC （滤波电感）越大，谐波越小。U R8. 电压纹波因素u - （ UR： Ud0中谐波分量有效值，Ud0整流电压平均值）Ud09. m脉波整流电压Ud0的谐波次数为km （k=1， 2，3.）次，即m的倍数次。当 m定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少。m增加时，最低次谐波次数增大，且幅值迅速减小，电压纹波因数迅速下降。10. 三相全控桥式电流连续时，a从090度变化时，Ud的谐波幅值随着 a的增大而增大；a从90180度，电路工作于有源逆变状态,Ud的谐

4、波幅值随a的增大而减小。 £；11. 整流电路是将交流电能变为直流电能，供给直流用电设备。12. 逆变是把直流电转变成交流电的逆向过程；有源逆变是指：交流测有电源。无源逆变是指：交流测直接和负载连接。13. 单项全波电路，整流状态时二=090度。逆变状态时二二90180度。14. y换向重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增大而增大。15. 整流电路相位控制的实现的条件：1.脉冲产生移相2.同步脉冲（脉冲与电源同频率以及确定的相位关系）3.足够的功率驱动开关器件。16. 三相全控桥同步信号锯齿波触发电路可分为三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯_齿波的形成和脉冲移相，同步环节。17. P

5、WM电路控制的基本原理：冲环节上，其效果基本相同。 冲量即窄脉冲的面积，这里所说的效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。18. PWM控制就是脉宽调制技术：对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来等效代替正弦波或所需要的波形。（即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。）19. 硬开关：形出现明显得过冲，导致开关噪声。20. 软开关：谐振，消除电压、电流的重叠，降低开关损耗和开关噪声。21. 零电压开通：开关开通前其两端电压为零一一开通时不会产生损耗和噪声。零电流关断：开关关断前其电流为零一一关断时不会

6、产生损耗和噪声。零电压关断：与开关并联的电容能延缓开关关断后电压上升的速率，从而降低关断损耗。零电流开通：与开关串联的电感能延缓开关开通后电流上升的速率，降低了开通损耗。22. 单相交交变频器中， 哪一组工作由io的方向决定,与U。的极性无关。而其是处于整流状态还是逆变状态则是根据 U。与io的方向是否相同决定。23. 输出正弦波电压的调制方法根据：Uom（0 一 _1）Ud0称为输出电压比。24.余弦交点求触发延迟角a： a =cos'（Ysincoot）25. 晶闸管串联：由于器件静态特性不同而造成的均压问题称为静态不均压问题（措施：1选用参数和特性尽量一致的器件2采用电阻均压）由

7、于器件动态参数和特性的差异造成的称为动态部均压问题（措施：1同上2采用RC并联支路作动态均压）晶闸管并联：静态和动态特性参数的差异而存在电流分配不均匀。（措施：1同上2.采用均流电抗器 3.用门极强脉冲触发）26. 过电压的原因：外因过电压：操作过电压、雷击过电压内因过电压：换相过电压、关断过电压27. 零电压开关准谐振电路实现软开关的条件为：。=0UpIl Ui Cr28. 电流驱动型器件：GTO（门极可关断晶闸管）和GTR（电力晶体管）电压驱动型器件：MOSFE（电力场效应晶体管）和 IGBT （绝缘栅双极晶体管）二、简答题1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承

8、受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：Uak 0 且 Ugk 0。2. 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。3. 使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？答：条件有二： 直流侧要有电动势， 其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压； 要求晶闸管的控制角：._ ,使Ud为负值。24什么是逆变失败？如何防止逆变失

9、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B等。5. 试分析IGBT和电力MOSFE在内部结构和开关特性上的相似与不同之处答：IGBT比电力MOSFE1在背面多一个P型层，IGBT开关速度小，开关损耗少具有耐 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电力MOSFE开关速度快，

10、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。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。电力MOSFET区动电路的特点：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。6. 简述降压斩波电路工作原理。答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V导通一段时间ton。由电源E向L、R、M供电，在此期间，U。=E。然后使V关断一段时间toff，此时电感L通过二极管 VD向R和M供电，Uo = 0。一个周期内的平均电压 E ton = U toff输出 电压小于电源电压，起

11、到降压的作用。7. 简述升压斩波电路的基本工作原理。答：假设电路中电感L值很大，电容 C值也很大。当 V处于通态时，电源E向电感L充电，充电电流基本恒定为Ii,同时电容C上的电压向负载 R供电，因C值很大，基本保持输出电压为恒值 U 0。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L上积蓄的能量为 E“ton。当 V处于断态时E和己共同向电容C充电并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为toff， 则在此期间电感 L释放的能量为（U 0 一 E）l itoff ;当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等什 on：卜 toff）TTUoEE式中的1，输出电压咼于电源toffto

12、fftoff电压，故称该电路为升压斩波电路。三、画图（举出部分例子具体请参考书本）1.单相半波整流带电阻负载电路图 主电路：VT波形图（一般主要画 Ud波形）:u?Jrr / JJh口尸d飞-*亦g/尬Zl /I 0!-1单相半液可控整流电路及波彫2.单相桥式全控整流带电阻电路主电路：波形图:3.单相全波可控整流电路四、计算题1、单相半波可控整流电路，U2 =250V , ld=140A , Kf =1.11，要求：计算该电路的晶闸管的额定电压 Un和平均通态电流|T（AV）。（考虑安全裕量）解：根据公式:|T(AV)丄| 2 = |d 计算 |T(AV) o再根据公式：Ufm =、.2U2,

13、 Un =（23）Ufm计算晶闸管额定电压。2、三相桥式全控整流电路，U2=210V，带电阻电感负载，R = 1.5, L值极大,Lb =1mH。当反电动势Em二-410V= 45时，求平均电压Uds、平均电流Id、换相重叠角丫和功率P。解：根据公式 Ud =2.34U 2cos= -2.34U 2cos计算出 U2。十Et 、Uds Em UdEmmXB再利用公式：Id， R=R（m为整流电路一周期内波RR瓦2兀头数）计算出Id。3XbI d再通过 Xb =2jrfLB , AUd = , Uds=Ud AUd 计算出 Uds。3T利用公式：COSG COS（G +了）=计算换相重叠角 丫。

14、J6U 2送回电网的有功功率：P= Emld |：R。3、 降压斩波电路中， E=12CM , L=2mH , R=1, Em=40V，采用脉宽调制控 制方式，T =10七，当ton =6七时，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。LtontonT解：已知，：-Rton toffT所以U。=E计算出输出平均电压。Uo - Em通过Io R 计算出输出平均电流。Em e°P-1判断电流是否连续则通过：是否成立，若成立则电流连续，否则不e e -i连续。4、 一单相交流调压器，电源U2 =230V，阻感串联作为负载，其中R = 0.8“，L