电力电子技术试题

电力电子技术试题

第1章电力电子器件

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，一般由一控制电路_、_驱动电路一、一主电路.

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J呆护电路

4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器彳牛可分为一单极型

器件—、_双极型器件一、_复合型器件一三类。

5.电方二极管的工作特性司概括为一承受正向电压导通，承受反相电压截止一

6.电力二极管的主要类型有—普通二极管_、_快恢复二极管_、・肖特基二极管一。

7.肖特基二极管的开关损耗一小于一快恢京二极管的开关损建。

8.晶闸管的基本工作特性可窥括%_正向电压门极有触发则导通、反向电压则

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

_IHo

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

_Ubo<>

1L逆导晶闸管是将一二极管一与晶闸管一反并联一（如何连接）在同一管芯上的

功率集成器件。

12.GT0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的漏极伏安特性中的三个区域与GTR关发射极接法时的输出特性中的

三个区域有对应关系，其中前者的裁止区对应后者的—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_应和区

14.电力MOSFET的通态电阻具有—正—温度系数。

15.IGBT的开启电压UGE（th）随温度升高而—略有下降开关速度—小于一

电力MOSFETo

16.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

器件分为一电压驱动型和一电流驱动型两类。

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（PowerDiode）、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一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

于单极的电力电子器件的有一电力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，容量最大的是一晶闸管一，工作频率最高的是—电力MOSFET,属于电压

驱动的是电力MOSFET.IGBT属于电流驱动的是一晶闸管、GTO.GTR_o

19.

20.

21.第2章整流电路

1.电阻负载的特点是一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，晶闸普控制角a的最大移相范围是_0T800

_O

2.阻感负载的特点是_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山路中，晶闸管控制角Q的最大移相范围是_0-1800

,其承受的最大正反向电压均为_22U_,续流二极管承受的最大反向电压

为_22U_（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，a角移相范围为_0-1800

单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_222U和_22U；

带阻感负载时，Q角移相范围为_0-900

_，单个晶闸管所承受的最大走向电压和反向电压分别为_22U_和_22U_；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_平波电抗器一

4.

H-a-

=_n-2_<?

5.电阻性负载三相辛波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于

_22U_,晶闸管控制角a的最大移相范围是_O150o

使负载电流连

演的条件为_。30_（U2为相电压有效值）。

6.三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

120o

7.三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

对应的是一最高—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

_=0-120o

ud波形连续的条件是_o60_o

8.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

下降一

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_22U_,

随负载加重Ud逐渐趋近于」）.9U2_,通常设计时,应取RC2JL.5-2.5_T,此

时输出电压为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_3RC电路中的二极管承受的最大反向甩压为_6_U2。11.

0°〜90°

变化时，整流输出的电压ud_增大一a

从90°〜180。变化时，整流输出的电压ud

减小一。

12.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为一有源逆变」欲

实现有源逆变，只能采用—全控一电路；对于单相全波电路，当控制角0<

<—整流_

电路工作在—逆变一状态。

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

一等(可控整流电路均可)，其工作在有源逆变次态的条件是一有直流电动势，其

技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_晶闸管的控

>900

，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一抬高」随

Jj口大

15.直流可逆电力苑动系统中电动机司以实现四象限运行，当其处于第一象

限时、电动机作一电动—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—发电一运行，电动机应转一转，—正_西桥工作在逆

变状态。

16.大、中功率的变流器广泛应用的是一晶体管—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

与脉冲移相_和_同步环节一第3章壹流斩波电路

1.直流斩波由路完成得是宜流到一直流一的变换。

2.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

_O

3,斩波电路有三种控制方式:_脉冲宽度调制(PWM)_、_频率调制和.(ten和

T都可调，改变占空比)混合型。4.升压斩波电路的典型应用有一直流电

动机传动_和_单相功率因数校正一等。

5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_)(15.0

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斩波电路一的输入、

输出电流均是断续而，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

象限，升压斩波电路能使电动机工作于第_2—象限，一电流可逆斩波电路

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」、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重斩疵电路相当于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」变频电路有交交变频电路和—交直交变频—

电路两种形式,前者又称为一直接变频电路后者也称为一间接变■电路2.

一1800

_Uo_降低——降低—。

3.(=arctan(L/R))

时,VT1的导通时间一逐渐缩短一,VT2的导通时间.逐渐延长一。

电压源，通常由可控整流输出

在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路

的换流是在桥路的本桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度

是180°度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整

流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电

路换流是在异桥元件之间元件之间换流，每只晶闸管导电的角度

是120°度。

11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降

压斩波电路；升压斩波电

路；升降压斩波电路。12、由晶闸管构

成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。

13、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分

为有源、逆变器与无源逆变器

两大类。14、有一晶闸管的型号为KK200-9,请说明KK快速晶闸管：200

表示表示200A,9表示900Vo

15、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用

于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉

冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。17、为了减小变流

电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归

纳起来可分为零电流开关与零电压开

关两大类。

18、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控

制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制三种。19、由波形系数可知，

晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于1.57倍IT(AV),如

果IT(AV)=100安培，则它允许的有效电流为157安培。通

常在选择晶闸管时还要留出1.5—2倍的裕量。

20、通常变流电路实现换流的方式有器件换流，电网换流，负载换流，强迫

换流四种。

21、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0,

负载是阻感性时移相范围是。22、

在电力晶闸管电路中，常用的过电压保护有避雷器；阻容吸收：硒堆；压敏

电阻；整流式阻容吸收等几种。

23、。晶闸管的维持电流IH是指在温40度以下温度条件下，门极断开时，

晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小阳

极电流。25、普通晶闸管的图形符号

是，三个电极分别是阳极

A，阴极K和门极G晶闸管的导通条件是

阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导

通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。.o

27、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅

极；作为栅极,

以以电力晶体管集电极和发射极复合而成。28、在电力晶闸

管电路中，常用的过电流保护有快速熔断器；电路串电抗器；过流时快速移

相；直流快速开关；等几种。29、晶闸管的换相重叠角与电路的触发角a；

变压器漏抗XB；平均电流Id；电源相电压U2。等到参数有关。31、单相全波

可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为

22Uo三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压

为26U。（电源

相电压为U2）

32、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

大于60。小于120。的宽脉冲，触发；二是用脉冲

前沿相差60。的双窄脉冲触发。

35、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有两相相导电;

晶闸管每隔60度换一次流，每只晶闸管导

通120度，变压器同一铁

心柱上的两个绕组同名端相反,所以以两绕组的电流方向

也相反因此变压器的铁心不会被磁

化36、三相桥式全控整流电路是由一组

共阴极三只晶闸管和一组共阳极的三只晶闸管

串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。

每隔60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导

通120度。要使电路工作正常，必须任何时刻要

有两只晶闸管同时导通，，一个是共阴极的,

另一个是共阳极的元件，且要求不是不在同一桥臂

上的两个元件。37、从晶闸管开始承受正向电压起到品闸管

导通之间的电角度称为控制角角，用。表示。38、

一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压，经常使用的保护方法是阻容保

护、

而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护,

目前常用的方法有压敏电阻和硒

堆。o39、交流零触发开关电路就是利用过零触

发方式来控制晶闸管导通与关断的。

40、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管管、它的额定电压

为800W伏、额定电流为100A安。

41、实现有源逆为的条件为要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管

的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压；逆变桥必须工

作在B<90。（即。>90“）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量

逆变成交流能量反送到交流电网。

42、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装

置分别工作在正组整流状态、逆变状态、反组整流状

态，逆变

状态。

43、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量后送给电

网的装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的正向电压；在门极加上正向门

极电压，并形成足够的门极触发电流，晶

闸管才能导通。45、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出

现触发脉冲丢失时单和桥式半控整流桥，，与三相桥

式半控整流桥电路会出现失控现象。

46、三相半波可控整流电路，输出到负教的平均电压波形脉动频率

为150HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形

脉动频率为300

HZ；这说明三相桥式全控整流桥电路的纹波系数比三相半波

可控流电路电路要小。

47、造成逆变失败的原因有逆变桥品闸管或元件损坏，供电电源缺相，逆变

角太小，触发脉冲丢失或未按时到达，等几种。48、晶闸管在触发开通过程中，

当阳极电流小于掣住电流之前，如去掉触发脉冲

脉冲，晶闸管又会关断。

49、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采月单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽

度一般

取90°度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为60

°度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围0°-150°,三

相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围120。，二相半控桥电

阻性负

载时，电路的移相范围0°—150o51、锯齿

波触发电路的主要环节是由同步环节；锯齿波形成;脉冲形成；整形放大；

强触发及输出环节组成。电力电子技术问答分析题

1、晶闸管两端并联R、C吸收问路的主要作用有哪些？其中电阻R的作用是什

么？

R、C回路的作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。

R的作用为：使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶间管的开通

电流上升率，降低开通损耗。、

2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输

出平均电压Ud,才能毙供逆变能量。逆变器必需工作在B<90°(a>90°)区

域，使Ud<0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。3、晶闸管触发的

触发脉冲要满足哪几项基本要求？

A:触发信号应有足够的功率。

B触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电

流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。C：触发脉冲必须与晶闸管的阳极电

压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。4、单相桥式半控整流电路，电阻

性负载。当控制角。二90。时，画出：负载电压ud、晶闸管VT1电压uVTl、整

流二极管VD2电压uVD2,在一周期内的电压波形图。

6、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么逆变失败指

的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件

末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失

败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。

产生逆变失败的原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器

件损坏；四是电源缺相等。

8、指出下图中①〜⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作

用。

①星形接法的硒堆过电压保护；②三角形接法的阻容过电压保护；③桥臂上的

快速熔断器过电流保护；④晶闸管的并联阻容过电压保护；

⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；⑥直流侧的压敏电阻过电，玉保

护；⑦直流回路上过电流快速开关保护；VD是电感性负载的续流二极管；Ld

是电动机回路的平波电抗器：

9、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？

A、触发电路必须有足够的输出功率；B、触发脉汨必须与主回路电源电压保持同

步；C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；D、触发咏冲的移相范围应

能满足主电路的要求；

10、下图为一单相交流调压电路，试分析当开关Q置于位置1、2、3时，电路的

工作情况并画出开关置于不同位置时，负载上

得到的电压波形。

Q置于位置1：双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上无电压

Q置于位置2：正半周，双向晶闸管1+触发方式导通。负半周，由于二极管VD

反偏，双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上得到半波整流电压。

Q置于位置3：正半周，双向晶闸管1+触发方式导通。负半周，双向晶闸管IH-

触发方式导通，负载上得到近似单相交流电压。11、在下面两图中，一个工作

在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态。（1）、标出Ud、ED

及id的方向。（2）、说明E与Ud的大小关系。

（3）、当Q与B的最小值均为30度时，控制角Q的移向范围为多少？

整流电动机状态：电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势E方向上正下

负，Ud大于E,控制角的移相范围0°~90°。

逆变发电机状态：电流方向从上到下，电压Ud方向上负下正，发电机电势E方

向上负下正,Ud小于E,控制角的移相范围90°150°。

一、填空

1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：

电力晶体管GTR：可关断晶闸管GT0；功率场效应晶体管MOSFET；

绝缘栅双极型晶体管TGBT；TGBT是MOSFET和GTR的复合

管。2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功

率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸

管阳极电压同步。3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的

方法是串专用均流电抗器。4、在电流型逆变器中，输出电压波形

为正弦波，输出电流波形为方波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压

为800V伏、额定有效电流为100Ao

6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、

下二个元件之间进行；而120。导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不

同桥臂上的元件之间进行的。

7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下

降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增

加。

2、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载爽流和强迫（脉冲）换流。

3、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有

源逆变器与无源逆变器两大类。4、有一品闸管的型号为KK200-9,

请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A,9表

示900Vo

5、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱

动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲;

可以触发大功率的晶闸管。

1、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳

极A,阴极K和门极G晶闸管的导通条件是阳

极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶词管

导通；美断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，

导通的晶闸管关断。

2、可关断晶闸管的图形符号是；电力场效应晶体管的图形符

号是绝缘栅双极晶体管的图形符号

是；电力晶体管的图形符号

是；

3、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在0°-180°变化，在阻感

性负载时移相范围在一180。变化。4、变流电路的换流方式

有器件换流、电网换流、负我换

流、强迫换流等四种。

5、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、采用多组变流装置串联供电、设置

补偿电容。7、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有快速熔

断器；电路串电抗器；过流