《电力电子技术 》复习资料

一、选择题

1．单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（ D ）。 A、增加晶闸管导电能力；B、抑制温漂；C、增加输出稳定性；D、防止失控现象产生。 2．三相桥式PWM逆变电路中的六个光耦需要隔离电源的个数为（ C ） A．6个 B． 3个 C．4个

D．1个

3．三相桥式可控整流电路带阻感负载时角α的移相范围是（ B ） A．0-120° B．0-90° C．0-180° D．0-150°

4．对于IGBT为功率器件的两电平电压型三相逆变电路，当控制其各相对直流电源中点电压波形为方波时，其换流方式为（ A ）

A．纵向换流 B．横向换流 C．强迫换流 D．电网换流

5．基本DC-DC斩波电路中，功率开关器件与输入直流电源共地的是（ B ） A．BUCK斩波电路 B．Cuk斩波电路 C．升降压斩波电路 D．Zeta斩波电路 6．单相交流调压电路，阻感负载参数为R=0.5Ω，L=2mH，其α移相范围为（ D ） A．0－180° B．27.62°－180° C．30°－180° D．51.49°－180° 7．PN结正向电流较小时表现为较高的欧姆电阻，正向电流较大时，由于载流子浓度骤升表现为很小的非线性电阻，PN结的这种特性称为（ C ） A．齐纳击穿 B．雪崩击穿 C．电导调制 D．电容效应 8．下列器件属于电压驱动型功率器件的是（ D ） A．SCR B．GTO C．GTR D．IGBT

9．同步整流电路中通常利用具有低导通电阻性质的（ B ）来替代高频整流二极管。 A．IGBT B．MOSFET C．肖特基二极管 D．快恢复二极管 10．在PWM逆变电路的正弦波调制信号为鞍形波的目的在于（ B ）。

A、消除谐波分量； B、提高直流电压利用率； C、减少开关次数； D、削弱直流分量。 二、填空题

1．请在空格内写出下面元件的字母简称：晶闸管

SCR ；绝缘栅双极晶体管

IGBT ；

智能功率模块 IPM ；功率因数校正 PFC 。

2．电力电子装置中的电力电子器件一般工作在 状态，其功率损耗的主要成因在

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低频时主要表现为 损耗，在高频时主要表现为 损耗。 (开关，通态，开关)

3．中频炉的控制电源主电路一般为单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路，其换流方式为负载换流，输出电流为 波，输出电压为 波。(矩形波，正弦波)

4．软开关技术改善了开关的开关条件，在很大程度上解决了硬开关存在的 和 两个问题。(开关损耗，开关噪声) 三、判断题

1．电容滤波三相不可控桥式整流电路带直流电动机负载时可工作于有源逆变状态。

（ ）

2．零电压开关准谐振电路使得开关在零电压时开通，故可选耐压值低的开关器件。

（ ）

3．在桥式不控整流电路的直流侧加感容滤波，属于采用了无源功率因数校正技术。

( )

4．当同步信号为锯齿波的触发电路脉冲输出端悬空时，其输出电压为宽脉冲。（ ） 5．由于电力MOSFET的栅源之间的绝缘层很薄，人手上的静电就可以将绝缘层击穿。

（ ）

6．稳态工作一个周期，基本斩波电路中电感和电容上的平均电压均为零。 （ ） 7．升降压斩波电路输入输出直流电压极性相反。 （ ） 8．三相交交直接变频器一般应用在高速大功率的交流调速电路中。 （ ） 9．矩阵式变频器可获得单位功率因数，且可使交流电动机在四象限运行。 （ ） 10．理论上，SPWM调制方法中自然采用法比规则采样法更准确一些。 （ ）

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 × × √ × √ × √ × √ √

四、简答题

1、简述PWM技术的理论基础面积等效原理，SPWM波一般是怎样的波形？

答：面积等效原理：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本

相同。SPWM波形是一系列幅值恒定、脉冲宽度按正弦变化的脉冲波形，其基波为所要输出的正弦波。

2、解释逆变失败的概念和原因。

答：逆变失败（逆变）：逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流。逆变失败的原因：（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲；（2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通；（3）交流电源缺相或突然消失；（4）换相的裕量角不足，引起换相失败。

五、综合题

1、如图1所示，单相桥式全控整流电路，U2=200V，负载中L值极大，R=2，当=60o时，试求：（1）作出ud、id和i2的波形；（2）求输出整流电压Ud；输出电流平均值Id；变压器二次电流有效值I2。（3）设裕量系数为2，确定晶闸管的额定电流。

（题四.4图） （题五.1图） （题五.2图） 解：（1）如图所示（

（2）Ud0.9U2cos90V……… IdUd/R45A………

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I2Id45A………

（3）IVT0.707Id45A

IT(AV)IVT/1.5720.26

裕量系数取2，则晶闸管的额定电流为：20.26*2=40.52A

2、列写电力变换的4种基本类型；每种基本类型列举一种应用主电路并画出主电路；详细论述其中一种主电路的工作过程，并指出该电路存在的问题和改进的思路。

答：

电力变化的4种基本电力电子电路分别为：整流电路，如电容滤波的不可控整流电路（图a）；逆变电路，如交直交间接变频器中的逆变环节（图b）；交流变换电路，如单相调功电路（图c）；直流斩波电路，如升降压变换电路等（图d）。

（a） （b） （c） （d）

实例的系统运行和控制过程 存在的问题 改进的思路

二卷

一、单项选择题

1. 为了减小门极损耗，晶闸管正常导通的方法是阳极加正向电压，门极加（ ）。 A. 正脉冲 B. 负脉冲

C. 直流

D. 正弦波

2. 按器件的可控性分类，普通晶闸管属于（ ） A. 全控型器件 B. 半控型器件 C. 不控型器件 D. 电压型器件

3. 在GTR作为开关的电路中，若在转换的过程中出现从高电压小电流到低电压大电流的现象，则说明晶体管（ ）。 A. 失控 B. 二次击穿 C. 不能控制关断 D. 不能控制开通

4. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是 A. 90° B. 120° C. 150° D. 180°

5. 单相SPWM逆变器，若开关频率为20kHz，调制波频率为400Hz，则逆变器输出SPWM波形中幅值最高，影响最大的是 ( ) 次谐波含量 A. 5 B. 10 C. 25

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D. 50

（1-5 A B B D D） 二、多项选择题

1. 下列电路中，不可以实现有源逆变的有 （ B,C,D ） A. 三相半波可控整流电路 B. 三相桥式半控整流电路 C. 单相桥式整流电路

D. 单相双半波整流电路外接续流二极管

2. 电压型逆变电路特点有 （ B,C,D ） A. 直流侧接大电感 B. 交流侧电流接正弦波 C. 直流侧电压无脉动 D. 直流侧电流有脉动

3. 开关管的驱动电路采用的隔离技术有 （ A,D ） A. 磁隔离 B. 电容隔离 C. 电感隔离 D. 光耦隔离

4. 整流变压器漏抗对电路的影响有 （ A,C,D ） A. 变流装置的功率因数降低 B. 输出电压脉冲减小 C. 电流变化缓和 D. 引起相间短路

5. 下列电路中，输入整流变压器不存在直流磁化的有 （ A,C,E,F ） A. 单相桥式整流电路 B. 单相半波整流电路 C. 单相双半波整流电路 D. 三相半波整流电路 E. 三相桥式有源逆变电路 F. 单相双半波外接续流二极管 三 判断题

1. 正弦脉宽调制（SPWM）技术运用于电压型逆变电路中，改变调制波可改变逆变器输出电压频率f。 （ ）

2. 三相桥式不控整流电路中的共阳极组二极管每隔1200度换相一次。 （ ） 3. 电流型逆变器其中间直流环节以电容器储能。 （ ）

4. 三相桥式可控整流电路同一相上的两只晶闸管的触发信号相位互差1800。 （ ） 5. 在三相全控桥式有源逆变电路中，直流侧输出电流电压Ud=2.34U2cosβ。 （电路中电感L足够大且电流连续，设变压器二次侧相电压有效值为U2） （ ）

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1800。 （ ）

7. 恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是保持在临界饱和状态。（ ）

（1、√； 2、√； 3、×； 4、√； 5、×；6、×； 7、√）

三卷

一、 填空题 1. 在如下器件：门极可关断晶闸管（GTO）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅

双极型晶体管（IGBT），单管容量最大的是_ _，工作频率最高的是

_ ，属于电压驱动的是 属于电流驱动的是_ _。 2. 单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为__ _；带阻

感负载时，α角移相范围为_ _；不考虑变压器漏感的影响，该电路阻感负载且工作于有源逆变时，α角的移相范围为_ _。

3. 主电路和控制电路进行电气隔离时，常采用的隔离方法通常有 和 两种，其中，脉冲变压器属于 。 4. 软开关通常分为零电压开关和零电流开关两类，通常在开关开通时常采

用 ，开关关断时常采用 。 （1、GTO，电力MOSFET，电力MOSFET和IGBT，GTO；2、0-180o，0-90o，90o -180o；3、

光隔离，磁隔离，磁隔离；4、零电压开关，零电流开关；） 二、单项选择题

1. 下列器件中为全控型器件的是（ ）。 A. 双向晶闸管 B. 快速晶闸管 C. 光控晶闸管 D. 功率场效应晶体管 2. 下列器件中，（ ）最适合用在小功率，高开关频率的变换器中。 A. GTR B. IGBT C. MOSFET

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D. GTO

3. 三相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，其逆变角β的变化范围为（ ） A. 0°~90° B. 0°~120° C. 90°~180° D. 0°~150°

4. 三相全控桥式整流电路中，共阳极组的三只晶闸管的触发脉冲相位互差（ ）

A. 60o

B. 90o C. 120o D. 150o

5. 单相半控桥式无续流二极管带阻感性负载的整流电路中，整流晶闸管的导通角为

A. 60° B. 90°

C. 120°

D. 180°

6. 单相全控桥式带电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（ ）

A. 60°

B. 90° C. 120°

D. 180°

7. 三相全控桥式整流电路中同一相上、下两只晶闸管触发脉冲相位差（ ）度。

A. 60

B. 90

C. 120 D. 180

8. 单相半波可控整流电路，带电阻负载，控制角α的最大移相范围为（ ）。 A. 0°～90°

B. 0°～180° C. 0°～120° D. 0°～150° 9. 晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（ ）。 A. 维持电流 B. 擎住电流 C. 浪涌电流 D. 额定电流

10. 若要增大SPWM逆变器的输出电压，可采用的控制方法是（ ） A. 增大三角波频率 B. 增大三角波幅值

C. 增大正弦控制电压频率 D. 增大正弦控制电压幅值

(1-5 D C A C D 6-10 D D B B D )

三、判断题

1. 电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 （ ）2. 电力MOSFET的通态电阻具有负的温度系数，所以并联时比较容易。 （ ）3. RC吸收回路可以吸收晶闸管瞬间过电压，起到动态均压的作用。 （ ）4. 电容滤波三相不可控桥式整流电路的负载越重电流越容易连续。 （ ）5. 晶闸管相控整流电路中，晶闸管的开关频率远大于工频电源的频率。 （ ）6. 全控型电压型逆变电路的每个功率开关器件需要反向并联一个二极管。 （ ）7. 滞环比较方式的PWM逆变电路中，开关管的开关频率是固定的。 （ ）8. 变频器采用谐振直流环可以使所有逆变开关器件工作于零电压开通。 （ ）9.

有源功率因数校正（APFC）电路可以改善开关电源输入侧功率因数。 （ ）10. 晶闸管直流电动机系统的电流不连续时，电机的机械特性变软。 （ ）

(1、√； 2、×； 3、√； 4、√； 5、×； 6、√； 7、×； 8、√； 9、√； 10、√。)

四、简答题 1.

简述非正弦电路功率因数的定义

答：非正弦电路的功率因数的定义为：PUI1cos1ISUI1cos1Icos1 非正弦电路的功率因数由基波因数和位移因数两个因数共同决定。

2. 什么是逆变失败？产生的原因是什么？

答：逆变失败（逆变）：逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流

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逆变失败的原因：（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲；（2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通；（3）交流电源缺相或突然消失；（4）换相的裕量角不足，引起换相失败

五、分析作图题 1.

画出Boost电路的原理图并写出该电路电压的输入输出关系。

U T E  1

o

toff1E2.

补画出SPWM规则采样法的输出波形图，并推导占空比δ的公式（设三角波负峰时刻为tD，调制度为α）。

答：由图可知， 1  a sin rtD/ 2  2T

c/2

占空比为：   T c ( 1  a sin  r t D )

2