電

力

電

子

復

習

姓名：

電力電子技術試題

第1章

電力電子器件

1.電力電子器件一般工作在__開關__狀態。

2.在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為__通態損耗__，而當器件開關頻率較高時，功率損耗主要為__開關損耗__。

3.電力電子器件組成的系統，一般由__控制電路__、_驅動電路_、_主電路_三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過沖，往往需添加_保護電路__。

4.按內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況，電力電子器件可分為_單極型器件_、_雙極型器件_、_復合型器件_三類。

5.電力二極管的工作特性可概括為_承受正向電壓導通，承受反相電壓截止_。

6.電力二極管的主要類型有_普通二極管_、_快恢復二極管_、_肖特基二極管_。

7.肖特基二極管的開關損耗_小于_快恢復二極管的開關損耗。

8.晶閘管的基本工作特性可概括為

__正向電壓門極有觸發則導通、反向電壓則截止__。

9.對同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數值大小上有IL__大于__IH。

10.晶閘管斷態不重復電壓UDSM與轉折電壓Ubo數值大小上應為，UDSM_大于__Ubo。

11.逆導晶閘管是將_二極管_與晶閘管_反并聯_（如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。

12.GTO的__多元集成__結構是為了便于實現門極控制關斷而設計的。

13.MOSFET的漏極伏安特性中的三個區域與GTR共發射極接法時的輸出特性中的三個區域有對應關系，其中前者的截止區對應后者的_截止區_、前者的飽和區對應后者的__放大區__、前者的非飽和區對應后者的_飽和區__。

14.電力MOSFET的通態電阻具有__正__溫度系數。

15.IGBT的開啟電壓UGE（th）隨溫度升高而_略有下降__，開關速度__小于__電力MOSFET。

16.按照驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質，可將電力電子器件分為_電壓驅動型_和_電流驅動型_兩類。

17.IGBT的通態壓降在1/2或1/3額定電流以下區段具有__負___溫度系數，在1/2或1/3額定電流以上區段具有__正___溫度系數。

18.在如下器件：電力二極管（Power

Diode）、晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）中，屬于不可控器件的是_電力二極管__，屬于半控型器件的是__晶閘管_，屬于全控型器件的是_

GTO、GTR、電力MOSFET、IGBT

_；屬于單極型電力電子器件的有_電力MOSFET

_，屬于雙極型器件的有_電力二極管、晶閘管、GTO、GTR

_，屬于復合型電力電子器件得有

__

IGBT

_；在可控的器件中，容量最大的是_晶閘管_，工作頻率最高的是_電力MOSFET，屬于電壓驅動的是電力MOSFET、IGBT

_，屬于電流驅動的是_晶閘管、GTO、GTR

_。

第2章

整流電路

1.電阻負載的特點是_電壓和電流成正比且波形相同_，在單相半波可控整流電阻性負載電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-180O_。

2.阻感負載的特點是_流過電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻感負載并聯續流二極管的電路中，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-180O，其承受的最大正反向電壓均為，續流二極管承受的最大反向電壓為（設U2為相電壓有效值）。

3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負載時，α角移相范圍為__0-180O

_，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和；帶阻感負載時，α角移相范圍為_0-90O

_，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和；帶反電動勢負載時，欲使電阻上的電流不出現斷續現象，可在主電路中直流輸出側串聯一個_平波電抗器_。

4.單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角α大于不導電角d時，晶閘管的導通角q

=_π-α-d_；

當控制角a小于不導電角

d

時，晶閘管的導通角

q

=_π-2d_。

5.電阻性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于，晶閘管控制角α的最大移相范圍是_0-150o_，使負載電流連續的條件為(U2為相電壓有效值)。

6.三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發脈沖相位按相序依次互差_120o

_，當它帶阻感負載時，a的移相范圍為__0-90o

_。

7.三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作中，共陰極組中處于通態的晶閘管對應的是_最高__的相電壓，而共陽極組中處于導通的晶閘管對應的是_最低_的相電壓；這種電路

a

角的移相范圍是_0-120o

_，ud波形連續的條件是。

8.對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值__下降_。

9.電容濾波單相不可控整流帶電阻負載電路中，空載時，輸出電壓為，隨負載加重Ud逐漸趨近于_0.9

U2_，通常設計時，應取RC≥_1.5-2.5_T，此時輸出電壓為Ud≈__1.2_U2(U2為相電壓有效值，T為交流電源的周期)。

10.電容濾波三相不可控整流帶電阻負載電路中，電流

id

斷續和連續的臨界條件是__，電路中的二極管承受的最大反向電壓為__U2。

11.實際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數，當

a

從0°～90°變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨

a的增大而

_增大_，當

a

從90°～180°變化時，整流輸出的電壓

ud的諧波幅值隨

a的增大而_減小_。

12.逆變電路中，當交流側和電網連結時，這種電路稱為_有源逆變_，欲實現有源逆變，只能采用__全控_電路；對于單相全波電路，當控制角

0<

a

p

/2

時，電路工作在__整流_狀態；

p

/2<

a

p

時，電路工作在__逆變_狀態。

13.在整流電路中，能夠實現有源逆變的有_單相全波_、_三相橋式整流電路_等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態的條件是_有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其值大于變流器直流側平均電壓_和__晶閘管的控制角a

90O，使輸出平均電壓Ud為負值_。

14.晶閘管直流電動機系統工作于整流狀態，當電流連續時，電動機的機械特性為一組_平行的直線，當電流斷續時，電動機的理想空載轉速將_抬高_，隨

a的增加，進入斷續區的電流_加大_。

15.直流可逆電力拖動系統中電動機可以實現四象限運行，當其處于第一象限時，電動機作_電動__運行，電動機_正__轉，正組橋工作在_整流_狀態；當其處于第四象限時，電動機做_發電_運行，電動機_反轉_轉，___正_組橋工作在逆變狀態。

16.大、中功率的變流器廣泛應用的是_晶體管__觸發電路，同步信號為鋸齒波的觸發電路，可分為三個基本環節，即_脈沖的形成與放大__、_鋸齒波的形成與脈沖移相_和_同步環節_。

第3章

直流斬波電路

1.直流斬波電路完成得是直流到_直流_的變換。

2.直流斬波電路中最基本的兩種電路是_降壓斬波電路

和_升壓斬波電路_。

3.斬波電路有三種控制方式：_脈沖寬度調制（PWM）_、_頻率調制_和_（ton和T都可調，改變占空比）混合型。

4.升壓斬波電路的典型應用有_直流電動機傳動_和_單相功率因數校正_等。

5.升降壓斬波電路呈現升壓狀態的條件為________。

6.CuK斬波電路電壓的輸入輸出關系相同的有__升壓斬波電路___、__Sepic斬波電路_和__Zeta斬波電路__。

7.Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關系，所不同的是：_

Sepic斬波電路_的電源電流和負載電流均連續，_

Zeta斬波電路_的輸入、輸出電流均是斷續的，但兩種電路輸出的電壓都為__正_極性的。

8.斬波電路用于拖動直流電動機時，降壓斬波電路能使電動機工作于第__1__象限，升壓斬波電路能使電動機工作于第__2__象限，_電流可逆斬波電路能使電動機工作于第1和第2象限。

9.橋式可逆斬波電路用于拖動直流電動機時，可使電動機工作于第_1、2、3、4_象限。

10.復合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個_升壓_斬波電路和一個__降壓_斬波電路的組合；多相多重斬波電路中，3相3重斬波電路相當于3個__基本__斬波電路并聯。

第4章

交流—交流電力變換電路

1.改變頻率的電路稱為_變頻電路_，變頻電路有交交變頻電路和_交直交變頻_電路兩種形式，前者又稱為_直接變頻電路__，后者也稱為_間接變頻電路_。

2.單相調壓電路帶電阻負載，其導通控制角a的移相范圍為_0-180O_，隨

a的增大，Uo_降低_，功率因數l_降低__。

3.單相交流調壓電路帶阻感負載，當控制角a＜j(j=arctan(wL/R))時,VT1的導通時間_逐漸縮短_,VT2的導通時間__逐漸延長_。

4.根據三相聯接形式的不同，三相交流調壓電路具有多種形式，TCR屬于_支路控制三角形_聯結方式，TCR的控制角

a的移相范圍為_90O-180O_，線電流中所含諧波的次數為_6k±1_。

5.晶閘管投切電容器

選擇晶閘管投入時刻的原則是：_該時刻交流電源電壓應和電容器預先充電電壓相等_。

6.把電網頻率的交流電直接變換成可調頻率的交流電的變流電路稱為__交交變頻電路_。

7.單相交交變頻電路帶阻感負載時，哪組變流電路工作是由_輸出電流的方向_決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態是根據_輸出電流方向和輸出電壓方向是否相同_決定的。

8.當采用6脈波三相橋式電路且電網頻率為50Hz時，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為_20Hz__。

9.三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即_公共交流母線進線方式_和_輸出星形聯結方式_，其中主要用于中等容量的交流調速系統是_公共交流母線進線方式_。

10.矩陣式變頻電路是近年來出現的一種新穎的變頻電路。它采用的開關器件是_全控_器件；控制方式是_斬控方式__。

1、請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管　GTR

；可關斷晶閘管

GTO

；功率場效應晶體管　MOSFET

；絕緣柵雙極型晶體管IGBT

；IGBT是

MOSFET

和

GTR的復合管。

2、晶閘管對觸發脈沖的要求是要有足夠的驅動功率、觸發脈沖前沿要陡幅值要高

和

觸發脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。

3、多個晶閘管相并聯時必須考慮　均流的問題，解決的方法是　串專用均流電抗器。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為　正弦波

波，輸出電流波形為　方波。

5、型號為KS100-8的元件表示雙向晶閘管

晶閘管、它的額定電壓為

800V

伏、額定有效電流為

100A

安。

6、180°導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_同一橋臂

上的上、下二個元件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_不同橋臂

上的元件之間進行的。

7、當溫度降低時，晶閘管的觸發電流會

增加、、正反向漏電流會

下降、；當溫度升高時，晶閘管的觸發電流會　下降、、正反向漏電流會

增加。

8、在有環流逆變系統中，環流指的是只流經

兩組變流器之間

而不流經

負載的電流。環流可在電路中加

電抗器

來限制。為了減小環流一般采用控制角α

=

β的工作方式。

9、常用的過電流保護措施有　快速熔斷器、串進線電抗器、接入直流快速開關、控制快速移相使輸出電壓下降

。（寫出四種即可）

10、逆變器按直流側提供的電源的性質來分，可分為

電壓型

型逆變器和

電流型

型逆變器，電壓型逆變器直流側是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側用

電容

器進行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的本橋元件之間

換流，每只晶閘管導電的角度是

180o

度；而電流型逆變器直流側是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側是用

電感

濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在異橋元件之間元件之間

換流，每只晶閘管導電的角度是

120o

度。

11、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有

降壓

斬波電路；

升壓

斬波電路；

升降壓

斬波電路。

12、由晶閘管構成的逆變器換流方式有

負載

換流和

強迫

換流。

13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為

有源

逆變器與

無源

逆變器兩大類。

14、有一晶閘管的型號為KK200－9，請說明KK　快速晶閘管　；

200表示表示　　　200A，9表示　　　900V。

15、單結晶體管產生的觸發脈沖是

尖脈沖

脈沖；主要用于驅動　小　　功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發電路產生的脈沖為　　強觸發脈沖　　　脈沖；可以觸發

大

功率的晶閘管。

17、為了減小變流電路的開、關損耗，通常讓元件工作在軟開關狀態，軟開關電路種類很多，但歸納起來可分為

零電流開關

與

零電壓開關

兩大類。

18、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有

等頻調寬控制；等寬調頻控制；脈寬與頻率同時控制

三種。

19、由波形系數可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為ITn等于

1.57

倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為

157

安培。通常在選擇晶閘管時還要留出

1.5—2

倍的裕量。

20、通常變流電路實現換流的方式有

器件換流，電網換流，負載換流，強迫換流四種。

21、在單相交流調壓電路中，負載為電阻性時移相范圍是，負載是阻感性時移相范圍是。

22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護有

避雷器；阻容吸收；硒堆；壓敏電阻；整流式阻容吸收等幾種。

23、。晶閘管的維持電流IH是指在溫40度以下

溫度條件下，門極斷開時，晶閘管從較大通態電流下降到剛好能保持導通所必須的最小

陽極

電流。

25、普通晶閘管的圖形符號是，三個電極分別是

陽極A，陰極K

和門極G

晶閘管的導通條件是陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通；關斷條件是當晶閘管陽極電流小于維持電流IH時，導通的晶閘管關斷。

27、絕緣柵雙極型晶體管是以

電力場效應晶體管柵極；

作為柵極，以

以電力晶體管集電極和發射極

復合而成。

28、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護有

快速熔斷器；電路串電抗器；過流時快速移相；直流快速開關；等幾種。

29、晶閘管的換相重疊角與電路的觸發角α；變壓器漏抗XB；平均電流Id；電源相電壓U2。等到參數有關。

31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為。（電源相電壓為U2）

32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發方法有兩種，一是用

大于60o小于120o的寬脈沖，觸發；二是用

脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖

觸發。

35、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時有兩相

相導電；晶閘管每隔

度換一次流，每只晶閘管導通

120

度，變壓器同一鐵心柱上的兩個繞組同名端

相反，所以以兩繞組的電流方向也

相反，因此變壓器的鐵心不會被

磁化。

36、三相橋式全控整流電路是由一組共

陰

極三只晶閘管和一組共

陽

極的三只晶閘管串聯后構成的，晶閘管的換相是在同一組內的元件進行的。每隔

60度

換一次相，在電流連續時每只晶閘管導通

120

度。要使電路工作正常，必須任何時刻要有

兩

只晶閘管同時導通，一個是共

陰

極的，另一個是共

陽

極的元件，且要求不是

不在同一橋臂上的兩個元件。

37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為

控制

角，用

α

表示。

38、一般操作引起的過電壓都是瞬時尖峰電壓，經常使用的保護方法是

阻容保護、而對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有

壓敏電阻和

硒堆。

39、交流零觸發開關電路就是利用

過零觸發

方式來控制晶閘管導通與關斷的。

40、型號為KS100-8的元件表示

雙向晶閘管

管、它的額定電壓為

800V、伏、額定電流為

100A

安。

41、實現有源逆為的條件為

要有一個直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導通方向一致，其幅極應稍大于逆變橋直流側輸出的平均電壓；逆變橋必須工作在β<90o（即α>90o）區間，使輸出電壓極性與整流時相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網。

42、在由兩組反并聯變流裝置組成的直流電機的四象限運行系統中，兩組變流裝置分別工作在正組

整流

狀態、逆變

狀態、反組

整流狀態，逆變狀態。

43、有源逆變指的是把直流

能量轉變成交流

能量后送給

電網的裝置。

44、給晶閘管陽極加上一定的正向

電壓；在門極加上

正向門極

電壓，并形成足夠的門極觸發

電流，晶閘管才能導通。

45、當負載為大電感負載，如不加續流二極管時，在電路中出現觸發脈沖丟失時單相橋式半控整流橋，與

三相橋式半控整流橋

電路會出現失控現象。

46、三相半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為

150

HZ；而三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為

300

HZ；這說明

三相橋式全控整流橋

電路的紋波系數比

三相半波可控流電路

電路要小。

47、造成逆變失敗的原因有

逆變橋晶閘管或元件損壞，供電電源缺相，逆變角太小，觸發脈沖丟失或未按時到達，等幾種。

48、晶閘管在觸發開通過程中，當陽極電流小于

掣住

電流之前，如去掉

觸發脈沖

脈沖，晶閘管又會關斷。

49、對三相橋式全控變流電路實施觸發時，如采用單寬脈沖觸發，單寬脈沖的寬度一般

取

90o

度較合適；如采用雙窄脈沖觸發時，雙窄脈沖的間隔應為

60o

度。

50、三相半波可控整流電路電阻性負載時，電路的移相范圍

0o--150o，三相全控橋電阻性負載時，電路的移相范圍

0o--120o，三相半控橋電阻性負載時，電路的移相范圍

0o~150。

51、鋸齒波觸發電路的主要環節是由

同步環節；鋸齒波形成；脈沖形成；整形放大；強觸發及輸出

環節組成。

電力電子技術問答分析題

1、晶閘管兩端并聯R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、2、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？

直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。

逆變器必需工作在β<90o（α>90o）區域，使Ud<

0,才能把直流功率逆變為交流功率返送電網。

3、晶閘管觸發的觸發脈沖要滿足哪幾項基本要求？

A:觸發信號應有足夠的功率。

B觸發脈沖應有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。

C：觸發脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

4、單相橋式半控整流電路，電阻性負載。當控制角

α=90o時，畫出：負載電壓ud、晶閘管VT1電壓uVT1、整流二極管VD2電壓uVD2，在一周期內的電壓波形圖。

6、什么是逆變失敗？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態，造成兩電源順向聯接，形成短路。逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環流，損壞開關器件。產生逆變失敗的原因：一是逆變角太??；二是出現觸發脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。

8、指出下圖中①～⑦各保護元件及VD、Ld的名稱和作用。

①星形接法的硒堆過電壓保護；②三角形接法的阻容過電壓保護；

③橋臂上的快速熔斷器過電流保護；④晶閘管的并聯阻容過電壓保護；

⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護；⑥直流側的壓敏電阻過電壓保護；

⑦直流回路上過電流快速開關保護；VD是電感性負載的續流二極管；

Ld是電動機回路的平波電抗器；

9、為使晶閘管變流裝置正常工作，觸發電路必須滿足什么要求？

A、觸發電路必須有足夠的輸出功率；B、觸發脈沖必須與主回路電源電壓保持同步；C、觸發脈沖要有一定的寬度，且脈沖前沿要陡；D、觸發脈沖的移相范圍應能滿足主電路的要求；

10、下圖為一單相交流調壓電路，試分析當開關Q置于位置1、2、3時，電路的工作情況并畫出開關置于不同位置時，負載上得到的電壓波形。

Q置于位置1：雙向晶閘管得不到觸發信號，不能導通，負載上無電壓。

Q置于位置2：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發方式導通。負半周，由于二極管VD反偏，雙向晶閘管得不到觸發信號，不能導通，負載上得到半波整流電壓。

Q置于位置3：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發方式導通。負半周，雙向晶閘管Ⅲ-觸發方式導通，負載上得到近似單相交流電壓。

11、在下面兩圖中，一個工作在整流電動機狀態，另一個工作在逆變發電機狀態。

（1）、標出Ud、ED及id的方向。

（2）、說明E與Ud的大小關系。

（3）、當α與β的最小值均為30度時，控制角α的移向范圍為多少？

整流電動機狀態：電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E方向上正下負，Ud大于E，控制角的移相范圍0°~90°。

逆變發電機狀態：電流方向從上到下，電壓Ud方向上負下正，發電機電勢E方向上負下正，Ud小于E，控制角的移相范圍90°~150°。

一、填空

1、請在正確的空格內標出下面元件的簡稱：

電力晶體管?GTR??；可關斷晶閘管GTO?；功率場效應晶體管?MOSFET?；絕緣柵雙極型晶體管?IGBT

；IGBT是??MOSFET

和??GTR??的復合管。

2、晶閘管對觸發脈沖的要求是???要有足夠的驅動功率、觸發脈沖前沿要陡幅值要高????和??觸發脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。

3、多個晶閘管相并聯時必須考慮　均流?的問題，解決的方法是???串專用均流電抗器。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為?正弦波，輸出電流波形為　?方波。

5、型號為KS100-8的元件表示???雙向晶閘管

晶閘管、它的額定電壓為

800V??伏、額定有效電流為??100A。

6、180°導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在同一橋臂

上的上、下二個元件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在?不同橋臂上的元件之間進行的。

7、當溫度降低時，晶閘管的觸發電流會??增加、正反向漏電流會??下降??；當溫度升高時，晶閘管的觸發電流會?下降、正反向漏電流會??增加。

2、由晶閘管構成的逆變器換流方式有??負載

換流和??強迫（脈沖）換流。

3、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為??有源

逆變器與?無源?逆變器兩大類。

4、有一晶閘管的型號為KK200－9，請說明KK　快速晶閘管?。?/p>

200表示表示

200A，9表示　　900V。

5、單結晶體管產生的觸發脈沖是????尖脈沖

脈沖；主要用于驅動　小

功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發電路產生的脈沖為　強觸發脈沖　脈沖；可以觸發?????大

功率的晶閘管。

1、普通晶閘管的圖形符號是，三個電極分別是?陽極A，陰極K

和

門極G

晶閘管的導通條件是??陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通??????；關斷條件是???當晶閘管陽極電流小于維持電流IH時，導通的晶閘管關斷。

2、可關斷晶閘管的圖形符號是

；電力場效應晶體管的圖形符號是

絕緣柵雙極晶體管的圖形符號是

；電力晶體管的圖形符號是；

3、單相交流調壓在電阻性負載電路的移相范圍在??0o—180o

變化，在阻感性負載時移相范圍在—180o?變化。

4、變流電路的換流方式有

器件換流、電網換流、負載換流、強迫換流

等四種。

5、提高變流置的功率因數的常用方法有???減小觸發角、增加整流相數、采用多組變流裝置串聯供電、設置補償電容。

7、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護有???快速熔斷器

；????電路串電抗器

；?過流時快速移相??；和????直流快速開關

等幾種。

8、晶閘管的換相重疊角與電路的??觸發角α、變壓器漏抗XB、平均電流Id、電源相電壓U2???等參數有關。

2、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為???U2。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為???U2

。（電源相電壓為U2）

3、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發方法有兩種，一是用???大于60o小于120o的寬脈沖

觸發；二是用???脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖

觸發。

4、在同步電壓為鋸齒波的觸發電路中，鋸齒波底寬可達???240o???度；實際移相才能達???0o-180?o

度。

6、軟開關電路種類很多，大致可分成??零電壓

電路、零電流

電路兩大類。

8、逆變器環流指的是只流經??兩組反并聯的逆變橋、而不流經???負載????的電流，環流可在電路中加??采用串聯電抗器

來限制。

10、絕緣柵雙極型晶體管是以??電力場效應晶體管柵極為柵極

作為柵極，以???以電力晶體管集電極和發射極

作為發射極與集電極復合而成。

1、晶閘管的圖形符號是，三個電極分別是??陽極A、陰極K、和門極G，雙向晶閘管的圖形符號是，它的三個極分是??第一陽極T1、第二陽極T2、和?門極G。

4、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為?控制角，用?α

表示。

5、同步電壓為鋸齒波的觸發電路鋸齒波底寬可達??240o??度；正弦波觸發電路的理想移相范圍可達

180o?度，實際移相范圍只有?150o。

6、一般操作過電壓都是瞬時引起的尖峰電壓，經常使用的保護方法是?阻容保護

而對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有壓敏電阻和??硒堆。

7、交流零觸發開關電路就是利用????過零觸發

方式來控制晶閘管導通與關斷的。

四、問答分析題

1、在晶閘管兩端并聯R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

答：（1）R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態均壓作用。

（2）R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振

蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、3、由下面單結晶體管的觸發電路圖畫出各點波形。

答：

1、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？

答：（1）直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。

（2）逆變器必需工作在β<90o（α>90o）區域，使Ud<

0,才能把直流功率逆變為交流功率返送電網。

2、晶閘管觸發的觸發脈沖要滿足哪幾項基本要求？

答：（1）觸發信號應有足夠的功率。

（2）觸發脈沖應有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。

（3）觸發脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調制與同步調制各有哪些優點？

答：（1）PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計算法；二是調制法。其中調制法又可分為兩種，一是異步調制法；二是同步調制法。

（2）通常異步調制法是保持載波頻率不變，信號頻率根據需要而改變時，載波比是變化的。優點是：信號頻率較低時載波比較大，一周期內脈沖數較多，輸出較接近正弦波。

（3）同步調制時，保持載波比為常數，并在變頻時使載波和信號波保持同步變化。優點是：信號波一周內輸出的脈沖數是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。

3、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

答：（1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態，造成兩電源順向聯接，形成短路。

（2）逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環流，損壞開關器件。

（3）產生逆變失敗的原因：一是逆變角太小；二是出現觸發脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。

2、根據對輸出電壓平均值進行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡述其控制原理。

答：（1）第一種調制方式為：保持開關周期不變，改變開關導通時間ton稱為脈寬調制。簡稱“PWM”調制。

（2）第二種調制方式為：保持開關導通時間ton不變，改變開關周期，稱為頻率調制。簡稱為“PFM”調制。

（3）第三種調制方式為：同時改變周期T與導通時間ton。使占空比改變，稱為混合調制。

3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？

答：電壓型逆變器當交流側為阻感性負載時，需要向電源反饋無功功率。直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開關器件都反并聯了反饋二極管。

1、對晶閘管的觸發電路有哪些要求？

答：為了讓晶閘管變流器準確無誤地工作要求觸發電路送出的觸發信號應有足夠大的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發脈沖的前沿要陡、寬度應滿足要求；要能滿足主電路移相范圍的要求；觸發脈沖必須與晶閘管的陽極電壓取得同步。

2、正確使用晶閘管應該注意哪些事項？

答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機電器產品要小的多，使用中除了要采取必要的過電流、過電壓等保護措施外，在選擇晶閘管額定電壓、電流時還應留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應嚴格遵守規定要求。此外，還要定期對設備進行維護，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘等。嚴禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣情況。

3、晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？

答：在晶閘管的觸發電路采用脈沖變壓器輸出，可降低脈沖電壓，增大輸出的觸發電流，還可以使觸發電路與主電路在電氣上隔離，既安全又可防止干擾，而且還可以通過脈沖變壓器多個二次繞組進行脈沖分配，達到同時觸發多個晶閘管的目地。

6、晶閘管的過電流保護常用哪幾種保護方式？其中哪一種保護通常是用來作為“最后一道保護”用？

答：晶閘管的過電流保護常用快速熔斷器保護；過電流繼電器保護；限流與脈沖移相保護和直流快速開關過電流保護等措施進行。其中快速熔斷器過電流保護通常是用來作為“最后一道保護”用的。

五、計算題

1、指出下圖中①～⑦各保護元件及VD、Ld的名稱和作用。

解：

①星形接法的硒堆過電壓保護；

②三角形接法的阻容過電壓保護；

③橋臂上的快速熔斷器過電流保護；

④晶閘管的并聯阻容過電壓保護；

⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護；

⑥直流側的壓敏電阻過電壓保護；

⑦直流回路上過電流快速開關保護；

VD是電感性負載的續流二極管；

Ld是電動機回路的平波電抗器；

2、在下面兩圖中，一個工作在整流電動機狀態，另一個工作在逆變發電機狀態。

（1）、標出Ud、ED及id的方向。

（2）、說明E與Ud的大小關系。

（3）、當α與β的最小值均為30度時，控制角α的移向范圍為多少？

2、解：

整流電動機狀態：

電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E方向上正下負，Ud大于E，控制角的移相范圍0°~90°。

逆變發電機狀態：

電流方向從上到下，電壓Ud方向上負下正，發電機電勢E方向上負下正，Ud小于E，控制角的移相范圍90°~150°。

3.單相橋式全控整流電路，負載中，L值極大，當時，要求：

（1）作出、和的波形；

（2）求整流輸出平均電壓、平均電流，變壓器二次電流有效值；

解：（1）作圖。

（2）

當時，4.在圖1所示的降壓斬波電路中，已知，L值極大。（1）分析斬波電路的工作原理；（2）采用脈寬調制控制方式，當，時，計算輸出電壓平均值、輸出電流平均值。

解：（1）參考書上簡要說明。

（2）根據公式得

三、填空（每空1分,共30分）

1、請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管　GTR

；可關斷晶閘管　GTO

；功率場效應晶體管　MOSFET????；絕緣柵雙極型晶體管　IGBT????；IGBT是????MOSFET???和???GTR的復合管。

2、晶閘管對觸發脈沖的要求是

要有足夠的驅動功率、觸發脈沖前沿要陡幅值要高

和?????觸發脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。

3、多個晶閘管相并聯時必須考慮　均流的問題，解決的方法是　串專用均流電抗器。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為　正弦，輸出電流波形為　??方波。

5、型號為KS100-8的元件表示??雙向晶閘管、它的額定電壓為

800??伏、額定有效電流為??100???安。

6、180°導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_?同一橋臂

上的上、下二個元件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_???不同橋臂???上的元件之間進行的。

7、當溫度降低時，晶閘管的觸發電流會　增加、正反向漏電流會??下降??；當溫度升高時，晶閘管的觸發電流會　下降、正反向漏電流會???增加。

8、在有環流逆變系統中，環流指的是只流經???逆變電源、逆變橋

而不流經??負載??的電流。環流可在電路中加??電抗器????來限制。為了減小環流一般采用控制角α?大于

β的工作方式。

9、常用的過電流保護措施有　　快速熔斷器、串進線電抗器、接入直流快速開關、控制快速移相使輸出電壓下降。（寫出四種即可）

10、雙向晶閘管的觸發方式有??Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ＋、Ⅲ-（四種）。

11、雙向晶閘管的觸發方式有：

I+

觸發：第一陽極T1接

正

電壓，第二陽極T2接??負

電壓；門極G接???正???電壓，T2接??負??電壓。

I-

觸發：第一陽極T1接???正???電壓，第二陽極T2接??負???電壓；門極G接

負??電壓，T2接?正??電壓。

Ⅲ+觸發：第一陽極T1接??負??電壓，第二陽極T2接?正

電壓,門極G接??正???電壓，T2接??負??壓。

Ⅲ-觸發：第一陽極T1接??負??電壓，第二陽極T2接?正?電壓；門極G接?負??電壓，T2接?正??電壓。

12、由晶閘管構成的逆變器換流方式有?負載??換流和?強迫（脈沖）換流。

13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為??有源

逆變器與??無源???逆變器兩大類。

14、有一晶閘管的型號為KK200－9，請說明KK　快速晶閘管　　；

200表示表示　　　200A，9表示　　900V。

15、單結晶體管產生的觸發脈沖是?尖脈沖?脈沖；主要用于驅動　小　功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發電路產生的脈沖為強觸發脈沖脈沖；可以觸發?大?功率的晶閘管。

16、一個單相全控橋式整流電路，交流電壓有效值為220V，流過晶閘管的電流有效值為15A，則這個電路中晶閘管的額定電壓可選為　　；晶閘管的額定電流可選　為。

17、為了減小變流電路的開、關損耗，通常讓元件工作在軟開關狀態，軟開關電路種類很多，但歸納起來可分為零電壓電路與零電流電路兩大類。

18、對異步電動機實施變頻調速控制，通常的控制方式有恒壓頻控制、差頻率控制、量控制、接轉矩控制等四種。

19、PWM逆變電路的控制方法有計算法、調制法、跟蹤控制法

三種。其中調制法又可分為異步調控法、同步調控法兩種。

20、通常變流電路實現換流的方式有

器件換流、電網換流、負載換流、強迫換流??四種。

21、在單相交流調壓電路中，負載為電阻性時移相范圍是，負載是阻感性時移相范圍是。

22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護有?避雷器??；?阻容吸收??；?硒堆?；????壓敏電阻

和???整流式阻容吸收

等幾種。

23、提高變流置的功率因數的常用方法有?減小觸發角、增加整流相數、采用多組變流裝置串聯供電、設置補償電容

幾種。

24、目前常用的具有自關斷能力的電力電子元件有

GTO、GTR、MOSFET、IGB

幾種。

25、普通晶閘管的圖形符號是，三個電極分別

是???陽極A，陰極K??和?門極G

晶閘管的導通條件是??陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通???；關斷條件是

當晶閘管陽極電流小于維持電流IH時，導通的晶閘管關斷

.。

26、可關斷晶閘管的圖形符號是；電力場效應晶體管的圖形符號是

絕緣柵雙極晶體管的圖形符號是；電力晶體管的圖形符號是；

27、絕緣柵雙極型晶體管是以??電力場效應晶體管柵極

作為柵極，以??電力晶體管集電極和發射極???作為發射極與集電極復合而成。

28、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護有?快速熔斷器

；?電路串電抗器；

過流時快速移相?；和?直流快速開關

等幾種。

29、晶閘管的換相重疊角與電路的?觸發角α、變壓器漏抗XB、平均電流Id、電源相電壓U2

等到參數有關。

30、雙向晶閘管的圖形符號是，三個電極分別是

第一陽極T1，第二陽極T2?和?門極G

；雙向晶閘管的的觸發方式有

I+、I-、III+、III31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為??U2

。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為??U2。（電源相電壓為U2）

32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發方法有兩種，一是用?大于60o小于120o的寬脈沖???觸發；二是用?脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖

觸發。

33、在同步電壓為鋸齒波的觸發電路中，鋸齒波底寬可達??240o

度；實際移相

才能達??0o-180

o?度。

34、異步電動機變頻調速時，對定子頻率的控制方式?恒壓頻比控制、轉差勁頻率控、矢量控制、直接轉矩控制。

35、軟開關電路種類很多，大致可分成?零電壓

電路、零電流

電路兩大類。36、37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為??控制

角，用

a??表示。

38、一般操作引起的過電壓都是瞬時尖峰電壓，經常使用的保護方法是??阻容保護

而對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有??壓敏電阻??和

硒堆。

39、交流零觸發開關電路就是利用??過零觸發?方式來控制晶閘管導通與關斷的。

40、型號為KS100-8的元件表示

雙向晶閘

管、它的額定電壓為

800?伏、額定電流為??100

安。

41、實現有源逆為的條件為要有一個直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導通方向一致，其幅極應稍大于逆變橋直流側輸出的平均電壓

和逆變橋必須工作在β<90o（即α>90o）區間，使輸出電壓極性與整流時相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網。

42、在由兩組反并聯變流裝置組成的直流電機的四象限運行系統中，兩組變流裝置分別工作在正組?整流??狀態、逆變??狀態、反組?整流

狀態、逆變

狀態。

43、有源逆變指的是把??直流

能量轉變成?交流

能量后送給?電網的??裝置。

44、給晶閘管陽極加上一定的?正向

電壓；在門極加上?正向門極?電壓，并形成足夠的?門極觸發??電流，晶閘管才能導通。

45、當負載為大電感負載，如不加續流二極管時，在電路中出現觸發脈沖丟失時?單相橋式半控整流橋?與??三相橋式半控整流橋

電路會出現失控現象。

46、三相半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為?150

HZ；而三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為?300

HZ；這說明?三相橋式全控整流橋??電路的紋波系數比?三相半波可控流電路

電路要小。

47、造成逆變失敗的原因有

逆變橋晶閘管或元件損壞、供電電源缺相、逆變角太小、觸發脈沖丟失或未按時到達??等幾種。

48、晶閘管在觸發開通過程中，當陽極電流小于?掣住

電流之前，如去掉?觸發

脈沖，晶閘管又會關斷。

49、對三相橋式全控變流電路實施觸發時，如采用單寬脈沖觸發，單寬脈沖的寬度一般

取?90?度較合適；如采用雙窄脈沖觸發時，雙窄脈沖的間隔應為?60

度。

50、三相半波可控整流電路電阻性負載時，電路的移相范圍??0--150，三相全控橋電阻性負載時，電路的移相范圍??0--120，三相半控橋電阻性負載時，電路的移相范圍

0--180。

51、鋸齒波觸發電路的主要環節是由

同步環節、鋸齒波形成、脈沖形成、整形放大、強觸發及輸出

環節組成。

52、逆變器按直流側提供的電源的性質來分，可分為?電壓

型逆變器和??電流

型逆變器，電壓型逆變器直流側是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側

用?電容??器進行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的??本橋

元件之間換流，每只晶閘管導電的角度是??180

度；而電流型逆變器直流側是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側是用??電感

濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在?異橋

元件之間換流，每只晶閘管導電的角度是

120

度。

53、SPWM脈寬調制型變頻電路的基本原理是：對逆變電路中開關器件的通斷進行有規律的調制，使輸出端得到??等高不等寬

脈沖列來等效正弦波。

54、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有?定頻調寬控制、定寬調頻控制、脈寬和頻率同時控制

三種。

55、由波形系數可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為ITn等于?1.57

倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為??1.57?安培。通常在選擇晶閘管時還要留出??1.5--2??倍的裕量。

56、晶閘管的維持電流IH是指在標準室溫

溫度條件下，門極斷開時，晶閘管從較大通態電流下降到剛好能保持導通所必須的最小??陽極

電流。

57、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時有??兩

相導電；晶閘管每隔??60

度換一次流，每只晶閘管導通?120

度，變壓器同一鐵心柱上的兩個繞組同名端??相反，所以以兩繞組的電流方向也??相反，因此變壓器的鐵心不會被??磁化。

58、三相橋式全控整流電路是由一組共

陰

極三只晶閘管和一組共?陽?極的三只晶閘管串聯后構成的，晶閘管的換相是在同一組內的元件進行的。每隔??60°

換一次相，在電流連續時每只晶閘管導通?120

度。要使電路工作正常，必須任何時刻要有?兩?只晶閘管同時導通，一個是共?陰??極的，另一個是共??陽

極的元件，且要求不是??在同一橋臂上的兩個元件。

59、PWM逆變電路的控制方式有?正弦波、單項正弦波、雙極性正弦波。

60、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有???降壓

斬波電路；?升壓

斬波電路；??升降?斬波電路。

一、填空題：

1、電力電子技術的兩個分支是電力電子器件制造技術和

變流技術。

2、舉例說明一個電力電子技術的應用實例

變頻器、調光臺燈等。

3、電力電子承擔電能的變換或控制任務，主要為①交流變直流（AC—DC）、②直流變交流（DC—AC）、③直流變直流（DC—DC）、④交流變交流（AC—AC）四種。

4、為了減小電力電子器件本身的損耗提高效率，電力電子器件一般都工作在開關狀態，但是其自身的功率損耗（開通損耗、關斷損耗）通常任遠大于信息電子器件，在其工作是一般都需要安裝

散熱器。

5、電力電子技術的一個重要特征是為避免功率損耗過大，電力電子器件總是工作在開關狀態，其損耗包括三個方面：通態損耗、斷態損耗

和

開關損耗。

6、通常取晶閘管的斷態重復峰值電壓UDRM和反向重復峰值電壓URRM中較

小

標值作為該器件的額電電壓。選用時，額定電壓要留有一定的裕量，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓的2~3倍。

7、只有當陽極電流小于

維持

電流時，晶閘管才會由導通轉為截止。導通：正向電壓、觸發電流

（移相觸發方式）

8、半控橋整流帶大電感負載不加續流二極管電路中，電路可能會出現

失控

現象，為了避免單相橋式半控整流電路的失控，可以在加入

續流二極管

來防止失控。

9、整流電路中，變壓器的漏抗會產生換相重疊角，使整流輸出的直流電壓平均值

降低。

10、從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發脈沖止的電角度稱為

觸發角。

☆從晶閘管導通到關斷稱為導通角。

☆單相全控帶電阻性負載觸發角為180度

☆三相全控帶阻感性負載觸發角為90度

11、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為

2√2U1

。（電源相電壓為U1）

三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為??2.45U2

。（電源相電壓為U2）

為了保證三相橋式可控整流電路的可靠換相，一般采用

雙窄脈沖

或者寬脈沖觸發。

12、四種換流方式分別為

器件換流、電網換流、負載換流、強迫換流。

13、強迫換流需要設置附加的換流電路，給與欲關斷的晶閘管強迫施加反壓或反電流而關斷。

14、直流—直流變流電路，包括

直接直流變流電路

電路和

間接直流變流電路

。（是否有交流環節）

15、直流斬波電路只能實現直流

電壓大小

或者極性反轉的作用。

☆6種斬波電路：電壓大小變換：降壓斬波電路（buck變換器)、升壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路

升壓斬波電路輸出電壓的計算公式

U=E

β=1-

ɑ。

降壓斬波電路輸出電壓計算公式：

U=ɑE

ɑ=占空比，E=電源電壓

☆直流斬波電路的三種控制方式是PWM、頻率調制型、混合型。

16、交流電力控制電路包括

交流調壓電路，即在沒半個周波內通過對晶閘管開通相位的控制，調節輸出電壓有效值的電路，調功電路

即以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態周期數和斷態周期數的比，調節輸出功率平均值的電路，交流電力電子開關

即控制串入電路中晶閘管根據需要接通或斷開的電路。

17、普通晶閘管（用正弦半波電流平均值定義）與雙向晶閘管的額定電流定義不一樣，雙向晶閘管的額定電流是用電流有效值來表示的。（雙向晶閘管工作在交流電路中，正反向電流都可以流過）

18、斬控式交流調壓電路

交流調壓電路一般采用全控型器件,使電路的功率因數接近1。

19、PWM控制技術的理論基礎是

(面積等效原理)沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時,其效果基本相同

20、PWM調制中常用的計算法有

特定諧波消去法。

.21、PWM逆變電路的控制方法有

計算法、調制法

和

規則采樣法

三種。

其中調制法又可以分為

同步調制

和

異步調制

兩種.（同步調制：載波比相等）

22、直流斬波電路的三種控制方式是PWM、頻率調制型、混合型。

23、在調制信號上疊加

直流分量（三次諧波）

可以提高直流電壓利用率。

☆改變調制信號的頻率就可以改變輸出直流信號的頻率

☆改變調制比可以改變輸出電壓有效值

電力電子器件串聯必須考慮靜態和動態

均壓

（每個器件并聯一個電阻）。

☆

靜態均壓：每個器件并聯電阻

☆動態均壓：每個器件串聯電容

☆并聯時要考慮均流

方法：一般是串聯電感

24、電力電子器件的驅動電路的目的是給器件施加

開通、關斷的信號，提供控制電路與主電路之間的電氣隔離

。（光隔離（光耦）、磁隔離（變壓器）等等）

25、電力MOSFET和IGBT由于具有正溫度系數，所以在并聯使用時能夠實現

均流。

26、晶閘管額定電流為100A，通過半波交流電時，電流的波形系數為Kf=1.57，電流的有效值計算為，則通過電流最大值為

314

A。

27、單相交流調壓電阻性負載電路的移相范圍在??0度～?180度

內，在阻感性負載時移相范圍在?功率因素角

～

180度

內。

28、交流調壓電路和交流調功電路異同點：

電路結構相同，控制方式不同，（交流調壓電路采用移相觸發對一個周期內導通角控制，調功電路對導通周波數與阻斷周波數的比值進行控制）。

29、電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是

給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道。

30、180°導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在同一相上下兩個橋臂

元件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在上橋臂或者下橋臂組內

上的元件之間進行的。

31、在SCR(Silicon

Controlled

Rectifier)、GTO(Gate

Turn-Off

Thyristor)、GTR(Giant

Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor

Field-Effect

Transistor)、IGBT(Insulated

Gate

Bipolar

Transistor)中半控型器件有

SCR，全控型器件有

GTO、GTR、MOSFET、IGBT，電流驅動器件有

SCR、GTO、GTR。

32、單相橋式可控整流電路帶電阻性負載，在控制角為a時，其輸出的直流電壓為

33、帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路中平衡電抗器的作用是

使兩組三相半波整流電路能夠同時導電。

34、有源逆變最小逆變角bbmin=d

+g

+

q′，其每個參數的意義是

dd：晶閘管關斷時間，gg

：換相重疊角，q′：安全裕量角。

35、單相電壓型橋式逆變電路輸出給負載的電壓波形是方波，電流波形是

近似正弦波。

36、三相電流型橋式逆變電路的換流一般為同一組橋臂組內換流，稱為

橫向換流。

37、交交變頻是一種直接變頻，其輸出的電壓是由多段電網電壓拼接而成，決定了其輸出頻率不高，當采用50Hz工頻電壓，三相六脈波橋式逆變電路，其輸出的上限頻率一般不超過

20Hz。

38、晶閘管串聯使用的動態均壓方法是

電阻電容串聯后并聯到晶閘管兩端。

二、簡答題：

1、晶閘管的觸發電路有哪些要求？

1觸發電路發U的觸發信號應具有足夠大的功率

2不該觸發時，觸發電路因漏電流產生的漏電壓應小于控制極不觸發電壓UGT

3觸發脈沖信號應有足夠的寬度，4觸發脈沖前沿要陡

5觸發脈沖應與主回路同步，且有足夠的移相范圍。

導通：正向電壓、觸發電流

半控：晶閘管

全控：門極可關斷晶、電力晶體管、電力場效應管，IGBT

電流控門極可關斷晶、電力晶體管、電壓控

電力場效應管，IGBT

半控型器件有

SCR（晶閘管），全控型器件有

GTO、GTR、MOSFET、IGBT

電流驅動器件有

SCR、GTO、GTR

電壓型驅動器件：MOSFET、IGBT

☆半控器件：大電壓大電流，即大功率場合☆全控器件：中小功率

2、具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？

具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路中，因為變壓器二次測繞組中，正負半周內上下繞組內電流的方向相反，波形對稱，其一個周期內的平均電流為零，故不會有直流磁化的問題

（變壓器變流時雙向流動的就沒有磁化

存在磁化的：單相半波整流、三相半波整流）

3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？

在電壓型逆變電路中,當交流側為阻感負載時需要提供無功功率,直流側電容起

緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯了反饋二極管。當輸出交流電壓和電流的極性相同時,電流經電路中的可控開關器件流通，而當輸出電壓電流極性相反時,由反饋二極管提供電流通道。

在電流型逆變電路中,直流電流極性是一定的,無功能量由直流側電感來緩沖。當需要從交流側向直流側反饋無功能量時,電流并不反向,依然經電路中的可控開關器件流通,因此不需要并聯反饋二極管。

電壓型有電容器（電源側），電流型一般串聯大電感

4、繪制直流升壓斬波電路原理圖。

直流降壓斬波電路：

升降壓：

5、電壓型逆變電路的特點。

（1）直流側為電壓源或并聯大電容，直流側電壓基本無脈動；

(2)輸出電壓為矩形波（電流為正弦波），輸出電流因負載阻抗不同而不同；

(3)阻感負載時需提供無功。為了給交流側向直流側反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯反饋二極管。

電流型壓型逆變電路的特點

②

流側串聯有大電感，②交流側輸出電流為矩形波（電壓為正弦波），并且與負載阻抗角無關。

③

不必給開關器件反并聯二極管

6、什么是異步調制？什么是同步調制？兩者各有何特點？分段同步調制有什么優點？

（頻率高異步調制，頻率低同步調制）

分段調制優點：1載波頻率不會太高

2開關損耗不會太大

3載波頻率在低頻時不會太低

波信號和調制信號不保持同步的調制方式稱為異步調制。在異步調制方式中，通常保持載波頻率fc固定不變，因而當信號波頻率fr變化時，載波比N是變化的。

異步調制的主要特點是：在信號波的半個周期內，PWM波的脈沖個數不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前后1/4周期的脈沖也不對稱。這樣，當信號波頻率較低時，載波比N較大，一周期內的脈沖數較多，正負半周期脈沖不對稱和半周期內前后1/4周期脈沖不對稱產生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。而當信號波頻率增高時，載波比N減小，一周期內的脈沖數減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大，有時信號波的微小變化還會產生PWM脈沖的跳動。這就使得輸出PWM波和正弦波的差異變大。對于三相PWM型逆變電路來說，三相輸出的對稱性也變差。

載波比N等于常數，并在變頻時使載波和信號波保持同步的方式稱為同步調制。同步調制方式中，信號波頻率變化時載波比N不變，信號波一個周期內輸出的脈沖數是固定的，脈沖相位也是固定的。當逆變電路輸出頻率很低時，同步調制時的載波頻率fc也很低。fc過低時由調制帶來的諧小組不易濾除。當負載為電動機時也會帶來較大的轉矩脈動和噪聲。當逆變電路輸出頻率很高時，同步調制時的載波頻率fc會過高。使開關器件難以承受。此外，同步調制方式比異步調制方式復雜一些。

分段同步高調制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，每個頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。其優點主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，可限制在功率器件允許的范圍

(1)

簡述PWM調制方式的同步調制和異步調制的定義及特點。

答：

載波頻率fc與調制信號頻率fr之比，N=

fc

/

fr，根據載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調制方式分為異步調制和同步調制。

異步調制：通常保持fc固定不變，當fr變化時，載波比N是變化的。在信號波的半周期內，PWM波的脈沖個數不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前后1/4周期的脈沖也不對稱。當fr較低時，N較大，一周期內脈沖數較多，脈沖不對稱產生的不利影響都較小。當fr增高時，N減小，一周期內的脈沖數減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。

同步調制：fr變化時N不變，信號波一周期內輸出脈沖數固定。三相電路中公用一個三角波載波，且取N為3的整數倍，使三相輸出對稱；為使一相的PWM波正負半周鏡對稱，N應取奇數。fr很低時，fc也很低，由調制帶來的諧波不易濾除。fr很高時，fc會過高，使開關器件難以承受。

1.如下圖所示（L和R串聯后作為負載），說明晶閘管導通的條件是什么？關斷時和導通后晶閘管的端電壓、流過晶閘管的電流和負載上的電壓由什么決定?

答：晶閘管導通的條件是：陽極承受正向電壓，處于阻斷狀態的晶閘管，只有在門極加正向觸發電壓，才能使其導通。門極所加正向觸發脈沖的最小寬度，應能使陽極電流達到維持通態所需要的最小陽極電流，即擎住電流ＩＬ以上。導通后的晶閘管管壓降很小。

晶閘管的關斷時其兩端電壓大小由電源電壓UA決定，電流近似為零。

導通后流過晶閘管的電流由負載阻抗決定，負載上電壓由輸入陽極電壓UA決定。

2.緩沖電路的作用是什么？關斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區別，各自的功能是什么？

答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內因過電壓du/dt或者過電流di/dt,減少器件的開關損耗。緩沖電路分為關斷緩沖電路和開通緩沖電路。關斷緩沖電路是對du/dt抑制的電路，用于抑制器件的關斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關斷損耗。開通緩沖電路是對di/dt抑制的電路，用于抑制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。

3.變壓器漏抗對整流電路有什么影響?

答：出現換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態增多；晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全導通。有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時晶閘管電壓出現缺口，產生正的du/di，可能使晶閘管誤導通，為此，必須加吸收電路。換相使電網電壓出現缺口，成為干擾源。

4.在三相橋式整流電路中，為什么三相電壓的六個交點就是對應橋臂的自然換流（相）點？（請以a、b兩相電壓正半周交點為例，說明自然換向原理）

答：三相橋式整流電路中，每只二級管承受的是相鄰二相的線電壓，承受正向電壓時導通，反向電壓時截止。三相電壓的六個交點是其各線電壓的過零點，是二級管承受正反向電壓的分界點，所以，是對應橋臂的自然換流點。

5.試述斬波電路時間比控制方式中的三種控制模式？

答：斬波電路時間比控制方式中的三種控制模式為：

（1）定頻調寬控制模式

定頻就是指開關元件的開、關頻率固定不變，也就是開、關周期T固定不變，調寬是指通過改變斬波電路的開關元件導通的時間Ton來改變導通比Kt值，從而改變輸出電壓的平均值。

（2）定寬調頻控制模式

定寬就是斬波電路的開關元件的導通時間Ton固定不變，調頻是指用改變開關元件的開關周期T來改變導通比Kt。

（3）調頻調寬混合控制模式

這種方式是前兩種控制方式的綜合，是指在控制驅動的過程中，即改變開關周期T，又改變斬波電路導通時間Ton的控制方式。通常用于需要大幅度改變輸出電壓數值的場合.6.SPWM調制方式是怎樣實現變壓功能的？又是怎樣實現變頻功能的？

答：改變調制比M可以改變輸出電壓uO基波的幅值，所以，SPWM調制是通過改變調制波ur的幅值實現變壓功能的。

改變正弦調制波的頻率時，可以改變輸出電壓u0的基波頻率，所以，SPWM調制是通過改變調制波ur的頻率實現變頻功能的。

(2)

晶閘管的主要動靜態性能參數是哪些？晶閘管觸發導通后，觸發脈沖結束時它又關斷的原因是什么？

答：

靜態性能指標：

電壓定額：斷態重復峰值電壓、反向重復峰值電壓、通態電壓。

電流定額：通態平均電流、維持電流、擎住電流、浪涌電流。

動態參數：

開通時間、關斷時間、斷態電壓臨界上升率、通態電流臨界上升率。

晶閘管觸發導通后，觸發脈沖結束時它又關斷的原因是：a：剛剛導通后電流小于擎住電流，脈沖撤除后晶閘管關斷；b：完全導通后，由于電路電流小于維持電流，晶閘管關斷。

(3)

變壓器漏感對整流電路的影響是什么？

答：

a：出現換相重疊角γ,整流輸出電壓平均值Ud降低。

b：整流電路的工作狀態增多。

c：晶體管的di/dt減小,有利于晶閘管的安全開通。

d：換相時晶閘管電壓出現缺口,產生正的du/dt,可能使晶閘管誤導通,為此必須加吸收電路。

.e：換相使電網電壓出現缺口,成為干擾源。

(4)

什么是逆變失敗，逆變失敗的原因是什么？

答：

逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態，造成兩電源順向聯接，形成短路。逆變失敗會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環流，損壞開關器件。

產生逆變失敗的原因：（1）觸發電路工作不可靠，造成脈沖丟失、脈沖延遲等。（2）晶閘管發生故障，失去正常通斷能力。（3）交流電源發生異?，F象，如斷電、缺相、或電壓過低。（4）換相的裕量角不足，晶閘管不能可靠關斷。

(5)

說明下圖單相半橋電壓逆變電路中二極管VD1和VD2的作用。

答：

VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側反饋，VD1、VD2稱為反饋二極管,還使io連續，又稱續流二極管。

三、分析計算題：

1、在下圖中，E=50V,R=0.5Ω，L=0.5H，晶閘管擎住電流為15mA,要使晶閘管導通，門極觸發電流脈沖寬度至少應為多少？

解：晶閘管導通后，主回路電壓方程為

主電路電流按下式由零上升

晶閘管要維持導通，id必須上升達到擎住電流值以上，在此期間，門極脈沖應繼續維持，將Id=15mA代入，得

取，t≥150μs。

所以，門極觸發電流脈沖寬度至少應大于150μs。

2、三相橋式整流電路，U2=100V，帶電阻電感負載R=50Ω，L值極大，當α=60度時，計算Ud,Id,IdT和Ivt。

☆單相橋式全控整流：

☆

☆

☆

☆

某一電熱裝置（電阻性負載），要求直流平均電壓為75V，電流為20A，采用單相半波可控整流電路直接從220V交流電網供電。計算晶閘管的控制角α、導通角θ、負載電流有效值，解：(1)整流輸出平均電壓

Ｕd==

=

cosα=

則　　　控制角α≈60°

導通角θ=π-α=120°

(2).負載電流平均值

Id==20(A)

則

R＝Ud／Id＝75／20=3.75Ω

負載電流有效值I，即為晶閘管電流有效值IV1，所以

I=IV1==＝37.6(A)

分析下圖示升壓斬波電路原理并計算，已知E=50V，負載電阻R=20Ω，L值和C值極大，采用脈寬調制控制方式，當T=40μs，ton=25μs時，計算輸出電壓平均值U0，輸出電流平均值I0。

解：

開關元件導通（模式1）時，電感L儲能，負載R上的電壓uo和電流io由電容器C上的電壓uc提供。

開關元件關斷（模式2）時，直流電源Ud和電感L儲能向負載R和電容器C提供能量，電容器C充電。

因此，可達到輸出平均直流電壓高于電源輸入的直流電壓。輸出電壓平均值Uo為

其中，Ton為導通時間，T為開關周期，Kt為導通比。

設流過晶閘管的周期電流波形如下圖所示，其最大值均為Im，當采用額定電流為200A的晶閘管，當不考慮安全余量時，所能送出的平均電流為多少?相應的電流最大值是多少？(7分)。

(在環境溫度為40℃和規定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負載的單相、工頻正弦半波導電、結溫穩定在額定值125℃時，所對應的通態平均電流值定義為晶閘管的額定電流。

因此當晶閘管的額定電流為200A時，其允許通過的電流有效值為314A。)

解：電流平均值:

Idb=

電流有效值Ia==

200A的晶閘管允許通過電流的有效值為314A，因此相應的電流最大值為314*A，所能送出的平均電流IDb=314/

=181A。

三相全控橋整流電路，帶阻感負載，U2＝100V，R＝10W，wL>>R

R，求當a＝30oo時，輸出電壓平均值Ud，輸出電流平均值Id，變壓器二次側電流有效值I2。

（8分）

解：

整流變壓器二次側電流為正負半周各寬120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值為：