电力电子技术(王兆安_黄俊主编_第四版)复习题

第一章电力电子器件1、电力电子技术是用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术交流（AC—AC）。

常用电力电子器件、电路图形文字符号和分类：二、晶闸管的导通条件：阳极正向电压、门极正向触发电流.三、晶闸管关断条件是：晶闸管阳极电流小于维持电流。

导通后晶闸管电流由外电路决定实现方法：加反向阳极电压。

3、晶闸管额定电流是指：晶闸管在环境温度40和规定的冷却状态下，稳定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

4、IT(AV)与其有效值IVT的关系是IT(AV)=IVT/1.575、晶闸管对触发电路脉冲的要求是：1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通 2）触发脉冲应有足够的幅度3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压，电流和功率额定且在门极伏安特性的可靠触发区域之内4）应有良好的抗干扰性能，温度稳定性与主电路的电气隔离。

第二章：整流电路1、单相桥式全控整流电路结构组成：A．纯电阻负载：α的移相范围0~180º，Ud 和Id的计算公式，要求能画出在α角下的Ud ，Id及变压器二次测电流的波形(参图3-5);B．阻感负载：R+大电感L下，α的移相范围0~90º，Ud 和Id计算公式要求能画出在α角下的Ud ,Id，Uvt1及I2的波形(参图3-6);2、三相半波可控整流电路：α=0 º的位置是三相电源自然换相点A）纯电阻负载α的移相范围0~150 ºB）阻感负载（R＋极大电感L）①α的移相范围0~90 º②Ud IdIvt计算公式③参图3-17 能画出在α角下能Ud IdIvt的波形（Id电流波形可认为近似恒定）3、三相桥式全控整流电路的工作特点：A）能画出三相全控电阻负载整流电路，并标出电源相序及VT器件的编号。

B）纯电阻负载α的移相范围0~120 ºC）阻感负载R＋L（极大）的移相范围0~90 ºUd IdIdvtIvt的计算及晶闸管额定电流It（AV）及额定电压Utn的确定D）三相桥式全控整流电路的工作特点：1）每个时刻均需要两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。

第2章 电力电子器件3. 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。

2π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I mI 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2m I π2143+≈0.4767 I mb) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I mI 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741Imc) I d3=π21⎰2)(πωt d I m =41 I mI 3 =⎰22)(21πωπt d I m =21 I m4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知 a) I m1≈4767.0I ≈329.35，I d1≈0.2717 I m1≈89.48b) I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.55. GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，为什么GTO 能够自关断，而普通晶闸管不能？答：GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构，由P 1N 1P 2和N 1P 2N 2构成两个晶体管V 1、V 2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶闸管的分析可得，1α+2α=1是器件临界导通的条件。

电力电子技术基本概念和基础知识练习：（王兆安、黄俊第四版）第1章电力电子器件填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。

2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。

3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________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________。

4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________ 、________ ________三类。

5.电力二极管的工作特性可概括为________。

6.电力二极管的主要类型有________、________、________。

7.肖特基二极管的开关损耗________快恢复二极管的开关损耗。

8.晶闸管的基本工作特性可概括为____ 正向有触发则导通、反向截止____ 。

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________IH 。

10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDRM________Ubo。

11.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。

12.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为________ 。

14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。

15.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。

16.IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。

《电力电子技术(王兆安》电力电子技术复习题2一、简答题1、晶闸管导通的条件是什么。

（1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压（2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流2、有源逆变实现的条件是什么。

（1）晶闸管的控制角大于90度，使整流器输出电压ud为负（2）整流器直流侧有直流电动势，其极性必须和晶闸管导通方向一致，其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别。

（1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关（2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能4、单极性调制与双极性调制的区别。

（1）单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉冲输出电压只有一种极性，正半周为+ud和零，负半周为-ud和零（2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列在近似相同的条件下，单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。

5、电力变换的基本类型包括哪些。

包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ（２）逆变ＤＣ－ＡＣ（３）斩波ＤＣ－ＤＣ（４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ6、半控桥能否用于有源逆变。

为什么。

半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。

7、直流斩波器的控制方式。

时间比控制方式：定频调宽定宽调频调频调宽瞬时值控制和平均值控制8、电压型无源逆变的特点是什么。

电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压，输出电压为方波交流电压，输出电流波形与负载的性质有关，阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管，以提供滞后电流的续流回路。

9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理。

第1章绪论1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。

2 电力变换的种类（1）交流变直流AC-DC：整流（2）直流变交流DC-AC：逆变（3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现（4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。

第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系（1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。

（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。

2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。

3 电力电子系统基本组成与工作原理（1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。

（2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。

（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。

（4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。

4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类（1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。

如SCR晶闸管。

（2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。

如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。

（3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。

如电力二极管。

根据驱动信号的性质分类（1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。

如SCR、GTO、GTR。

（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。

如MOSFET、IGBT。

根据器件内部载流子参与导电的情况分类（1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。

如MOSFET。

电力电子技术习题解答习题一1、晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管关断的条件是什么，如何实现？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（U AK>0），并在门极施加触发电流（U GK>0）。

要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

2、有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？答：这是由于晶闸管的阳极电流I A没有达到晶闸管的擎住电流（I L）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。

在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。

3、图1-32中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值、有效值。

如不考虑安全裕量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d各为多少？(f)图1-32 习题3附图最终修改日期：2020-2-3 第1 页共36 页最终修改日期：2020-2-3 第 2 页 共 36 页 解：（a ）011sin()()20.318322m da m m m I I I t d t I I πωωπππ===≈⎰2m a I I === 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则2157314()m I A =⨯=； 平均值为：100mda I I A π==。

（b ）012sin()()0.6366db m m m I I t d t I I πωωππ==≈⎰b I =额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A，则157222()m I A =≈； 平均值为：0.6366141.33()db m I I A =≈。

（c ）313sin()()0.47752dc m m m I I t d t I I ππωωππ==≈⎰0.6342c m I I I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则157247.56()0.6342m I A =≈； 平均值为：0.4775118.21()dc m I I A =≈。

电力电子技术复习资料大全（包括简答题、计算题、画图题、填空题等）（1）晶闸管两端并联R、C吸收回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，减小晶闸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，才能提供逆变能量。

逆变器必需工作在β<90º（α>90º）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α=90º时，画出：负载电压u d、晶闸管VT1电压u VT1、整流二极管VD2电压u VD2，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。

7、单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路，（2）晶闸管内部开路，在下面的坐标中画出其直流输出电压U d和晶闸管两端电压U T的波形。

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压保护；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；L d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、触发脉冲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、触发脉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。

考试试卷十一、填空题：（本题共8小题，每空1分，共20分）1、同一晶闸管，维持电流I H 与掣住电流I L 在数值大小上有I L ______I H 。

2、常用的晶闸管有 式、 式两种。

3、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在______时刻换流，二极管则在 时刻换流。

4、过电压产生的原因 、 ，可采取 、 、保护。

5、变频电路所采取的换流方式 、 、 。

6、门极可关断晶闸管主要参数有 、 、 。

7、电力变换通常分为四大类，即 、 、 、 。

8、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于 。

二、选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分）1、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在( ) A.导通状态 B.关断状态 C.饱和状态 D.不定2、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°3、单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( ) A.222U B.22U C.222U D. 26U4、在下列可控整流电路中，不能实现有源逆变的是 （ ）A 、单相全控桥整流电路B 、单相双半波整流电路C 、单相半控桥整流电路D 、三相全控桥整流电路5.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( )A.电容B.电感C.蓄电池D.电动机三、简答题：（本题共6小题，每小题5分，共30分）1、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？3、简述对触发电路的三点要求。

4、什么叫过电流？过电流产生的原因是什么？5、IGBT、GTR、GTO和电力MOSFET的驱动电路各有什么特点?。

6、试说明PWM控制的基本原理。

四、计算题：（本题共4小题，每小题10分，共40分）30时,1、单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=20Ω,L 值极大α=︒要求:①作出Ud、Id、和I2的波形;②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2;③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。

考试试卷六一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）1、晶闸管的内部结构具有端、层、个PN结。

2、在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是极。

3、晶闸管的关断条件是。

4、额定电流为100A的晶闸管，流过单向正弦全波时的最大可能平均电流是。

5、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极为何种极性触发电压，管子都将工作在状态。

6、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，在换相过程期间，两个相邻的晶闸管同时导通，对应的电角度称为。

7、在三相全控桥中，接在同一相的两个晶闸管触发脉冲的相位应相差。

8、在三相半波可控整流电路中，电阻性负载，当控制角时，电流连续。

9、三相桥式可控整流电路适宜在电压而电流不太大的场合使用。

10、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是由两组三相半波可控整流电路组成。

11、三相半波可控整流电路，供电变压器每相漏感折合到次级的ＬB为100μH，直流负载电流I d＝150A，则换相压降△Ｕγ= 。

12、将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电直接输出到的过程称为无源逆变。

13、在单相全控桥式变流器控制直流电动机卷扬机拖动系统中，当a>π/2时，电流主要是依靠电动势E d来维持的，所以总的能量是电动机回馈给。

14、有环流可逆电路常见的主电路联结方式有、。

15、在无源逆变与直接斩波电路中，都必须设置换流，强迫导通的晶闸管可靠关断。

16、晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流。

17、根据对触发电路的要求知道，触发电路应包括同步信号发生器、 、脉冲整形与功放电路。

二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、具有自关断能力的电力半导体器件称为( )A 、全控型器件B 、半控型器件C 、不控型器件D 、触发型器件2、取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的( )A 、转折电压B 、反向击穿电压C 、阈值电压D 、额定电压3、单相半控桥式整流电路带纯电阻性负载时，晶闸管承受正向电压的最大值为( )A 、2U 221 B 、2U 2 C 、2U 22 D 、2U 64、单相桥式半控整流电路中，电阻性负载，流过每个晶闸管的有效电流I T ＝( )A 、IB 、0.5IC 、(１/2)*ID 、(2)*I5、三相桥式全控整流电路，电阻性负载时的移相范围为（ ）。

1。

晶闸管静态效应：（1)当承受反向电压时,不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通.(2）当承受反正电压时，仅在门极有触发电流的情况下才能开通。

（3）一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通。

（4)若要使其关断，只能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0的某一数值以下.2.电压型逆变电路的主要特点：(1)直流侧为电压源，或者并联有大电容，相当于电压源，直流侧电压基本无脉动，直流回路成低阻抗。

（2) 由于直流电压源的钳位作用，交流测输出电压波形为矩形波,,并且与负载阻抗角有关，且交流测输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同（3）当交流测为阻感负载时,需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用，为了给交流测向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

3。

产生逆变的条件:（1）极性和晶闸管导通方向一致的直流电动势，且大雨变流器直流侧的平均电压。

(2）晶闸管的控制角大于90度，使ud为负值.4。

逆变失败原因，后果,防止：(1）触发脉冲丢失。

（2)电子器件发生故障.(3）交流电源发生缺相(4)换相角太小。

后果：会在逆变桥和逆变电路之间产生强大电流，损坏开关器件。

防止:采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证支流电源的质量，流出足够的换向裕量角等.5.晶闸管触发电路应满足下列要求: （1)应有足够大的电压和功率（2）门极正向偏压越小越好(3)触发脉冲前沿要陡，宽度应满足要求（4）要满足主电路移相6。

异步调制和同步调制区别：Fr变化时,载波比N变化.在信号波半个周期内,PWM波脉冲个数不固定相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期脉冲也不对称。

同步调制特点：信号波频率Fr变化时，载波比N不变.信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。

7.多重逆变电路解决了什么问题（1)加大了装置的容量（2）能够减少整流装置产生的谐波和无功功率对电网的冲击8。