《电力电子技术》综合复习资料

电力电子技术综合复习资料一、填空题1、 晶闸管在其阳极与阴极之间加电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。2、 只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。3、 整流是指将变为的变换。4、单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压。5、 逆变角B与控制角a之间的关系为。6、MOSFET 的全称 。7、 功率开关管的损耗包括两方面，一方面是;另一方面是。8、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直流电压的装置称为器。9、 变频电路从变频过程可分为变频和变频两大类。10、 当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值 ，解决的办法就是在负载的两端接一个。11、 就无源逆变电路的PWM控制而言，产生SPWM控制信号的常用方法是。12、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括：和。13、 IGBT的全称是。14、为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应。15、 当电源电压发生瞬时与直流侧电源联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为或。16、 脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的和时间比，即调节来控制逆变电压的大小和频率。17、型号为KP100-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流为安。二、判断题1、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。3、在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没 有负面积。4、GTO 属于双极性器件。5、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反 馈二极管。6、对于三相全控桥整流电路，控制角a的计量起点为自然换相点。7、IGBT 属于电压驱动型器件。8、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。9、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。10、GTO 的关断是靠门极加负信号出现门极反向电流来实现的。三、选择题1、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的。A、有效值B、最大值C、平均值2、普通的单相半波可控整流装置中一共用了（）晶闸管。A、一只B、二只C、三只D、四只3、变流器工作在逆变状态时，控制角a必须在（）。A、 0-90B、 30-120 C、 60-150D、 90-1504、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）。A、 GTOB、 GTRC、 MOSFET D、 IGBT5、可实现有源逆变的电路为（）。A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路6、C、单相全控桥接续流二极管电路可实现有源逆变的电路为（ ）。A、三相半波可控整流电路C、单相全控桥接续流二极管电路D、B、D、单相半控桥整流电路三相半控桥整流桥电路单相半控桥整流电路7、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角Y的大小与哪几个参数有关（）。A、a、珀、Xl、U2B、a、IdC、 a、 U2D、 a、 U2、XL8、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（ ）负载。A 电阻性 B 电感性 C 反电动势四、简答题1、载波比N的定义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?3、在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是什么？4、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？5、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？6、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？7、什么是有源逆变，什么是无源逆变？8、电力变流器的换流方式有哪几种？9、某晶闸管型号规格为KP200-8D，试问型号规格代表什么意义？10、有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？11、单极性和双极性 PWM 调制有什么区别？五、综合分析、计算题1、单相桥式全控整流电路，U二100V，负载R = 20丄值极大。当 = 30。时,2要求:作出u、匚和i的波形;dd2求整流输出平均电压U、电流I，变压器二次侧电流有效值I。 d d 22、三相全控桥整流电路，如图所示，设平波电感L值极大，U尹10V,直流回路总等效d电阻R=20，反电动势E=120V, Ud=100V，极性如图所示。通过定量计算说明直流侧回路中的功率平衡关系。3、三相全控桥，反电动势阻感负载,E=200V, R=10 , L=g, U 2=220V，a = 60。当（1） L二0 （2） L二1mH情况下分别求U、I的值，后者还应求Y的数值。B B d d4、晶闸管串联的单相半控桥（桥中VT1、VT2为晶闸管）,电路如图所示,U2=100V电阻电感 负载,R=20。,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。5、单相全控桥,反电动势阻感负载，R=1。，L=g, U c=100V, L二0.5mH，当Em=-99V, 2Ba = 60时求U、I、y的值。dd6、一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中电阻为0.5欧,感抗为0.5 欧。试求：（1）开通角a的变化范围；（2）负载电流的最大有效值；（3）最大输出功率及此时电源侧的功率因数。7、有一开关频率为50kHz的Buck变换电路工作在电感电流连续的情况下，L=0.05mH,输 入电压Ud=15V,输出电压U0=10V。求：（1）占空比D的大小；电感中电流的峰-峰值AIL。参考答案：一、填空题见题目二、判断题三、选择题CADCA AAC四、简答题1、载波比N的定义是什么？什么是同步调制？什么是异步调制？答：载波比N定义为载波频率fc和调制波频率fr之比：N= fc / fr。同步调制：取N为常数，在变频时fc和fr同步变化。异步调制：fc不变，fr可变，使N变化的调制方式。2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?答：其主要作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt,减少器件 的开关损耗。3、在三相全控桥式整流电路中,晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是什么？ 答：在三相全控桥式整流电路中,晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是保证上下 两组各有一只晶闸管能同时导通。4、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？ 答：（1）一定要有直流电动势,其极性必须与晶闸管的导通方向一致,其值应稍大于变 流器直流侧的平均电压。兀（2）变流器必须工作在a -的区域内使UfO。5、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？答：关断缓冲电路是对 du/dt 抑制的电路,用于抑制器件的关断过电压和换相过电压, 抑制du/dt,减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器 件的开通损耗。6、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？答：（ 1）为交流侧向直流侧反馈能量提供通路。（ 2）续流。7、什么是有源逆变，什么是无源逆变？答：有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率的交流反 送到电网去。 无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负 载。8、电力变流器的换流方式有哪几种？ 答：电网换流、负载换流、强迫换流、器件换流。9、某晶闸管型号规格为KP200-8D，试问型号规格代表什么意义？答：KP代表普通型晶闸管。200代表其晶闸管的额定电流为200A。8代表晶闸管的正反向峰值电压为800V。D代表通态平均压降为0.6V V 0.7V。10、有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？为什么？答：最小有源逆变角受晶闸管的关断时间tq折合的电角度6、换相重叠角丫以及安全裕 量角0的限制。如果不能满足这些因素的要求的话，将导致逆变失败。11、单极性和双极性PWM调制有什么区别？答：单极性PWM控制方式在调制信号U的正半个周期或负半个周期内，三角波载波是 r单极性输出的，所得的PWM波也是单极性范围内变化的。而双极性PWM控制方式中，三角波载波始终是有正有负，而输出的PWM波是双极性 的。五、综合分析、计算题1、解:u、匚和i的波形如下图所示:d d 2输出平均电压U、电流I，变压器二次侧电流有效值I分别为:dd2U = 0.9U cos a = 0.9 *100 * cos30 = 77.94( V) d2I = U / R = 77.94/2 = 38.97(A)d d2、解:dE-U120 -100=10 AE I = 120 x 10 = 1200WdU I = 100 x10 = 1000Wd drI 2 = 2 xl02 = 200Wd满足E1 = U 1 + R【2d d d d3、解：(1) U =2.34 U cos a =2.34*220* cos 60。=257.4Vd2U - E 257.4 - 200=57.4A=d=R1(2) A U =dmX IB-d2n=6*50*0.001 I =0.3 IddUd =2-34 U2 C0S a =234*220*COS 60。=257-4VU =U -AU =I R+Ed dd d联立上式得：Ud =244-2VAUd=13.2VId =44. 15A2*13.2d =0.0513U 2.34*220 do2AU又 cos a -cos(a + y )=cos(a + y )=cos 60。-0.0513=0.4487/. a + y = 63.3。y = 3.3。4、解：负载电压的平均值为:1_1 + cos(-p)Ud=亓 f;2U 2sin td (t) = 0.9U 2亍丄=67.59(V)3负载电流的平均值为:Id=Ud/R=67.52/2=33.75(A)流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为：= 19.49(A)流过二极管 VD3、 VD4 的电流有效值为：El Id =27.56(A)Ud、Id、IVT,ID的波形如下图:5、解:Tv roA U = mXBID =4*50*0.5*0.0011 =0.11d2兀d, OVD4=0.9 U cos a =0.9*100* cos120 =-45V2U = U - A U = I R+ Ed dd dM联立上式得 U =-49.9V, I =49.1A, A U =4.9Vdddca 口 2*49又 cosa -cos(a +y ) = 2AUd =0.10890.9*100do cos( a + y )=-0.5-0.1089=-0.6089 /. a + 丫 =127.5y = 7.5w L0.5 兀6、解：(1)负载阻抗角 =arctg= arctg =R0.5 4兀能使电压可调的开通角a的范围是：丁兀。4兀(2)当a = 0 =-时负载电流有效值最大U U 220I = 1 =i =311Ao ZVR 2 + (o L)2 v0.52 + 0.52兀(3)最大输出功率发生在a =时，4兀J2P= U I cos =220*311*=48.37KW1 o 42兀此时电源侧功率因数为九=cos =0.7074U17、解：(1) d -U D0D 二 二10 二 0.667U 15d(2) d0a T = 2AILL 1 .333A- U (U -U ) U D(1 D) 15x0.667J10.667)l fLUfL50x103 x0.05x10-3d