2016高等电力电子技术复习提纲.docx

电力电子技术知识提纲第1章 绪论电力电子技术和4类电力变换第2章 电力电子器件1、二极管、晶闸管、MOSFET 、IGBT 工作原理、特性、主要参数，晶闸管电流的换算2、器件的分类第3章 整流电路1、单相、三相可控整流电路的结构、工作原理、波形分析、参数计算（求d U 公式，电阻负载、阻感负载、反电动势阻感负载）（3.1~3.2）2、单相桥式可控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式可控整流电路求d U ∆γ、的公式（3.3）3、了解3.4 、3.5 两节的知识4、有源逆变产生的条件、波形分析、参数计算，第4章 逆变电路1、换流方式2、单相、三相电压型逆变电路结构、工作原理、波形分析、特点3、了解电流逆变电路原理4、了解多重逆变电路和多电平逆变电路原理第5章 直流-直流变流电路1、4种斩波电路（Buck 、Boost 、Buck-Boost 、Cuk ）工作原理、求o U 公式2、5种带隔离的直流-直流变流电路（正激、反激、半桥、全桥、推挽）原理、波形分析、电流连续时求o U 公式第6章 交流-交流变流电路1、单相交流调压电路结构、原理、波形分析，了解交流调功电路的原理2、了解三相调压电路及单相交-交变流电路原理第7章 PWM 控制技术１、面积等效原理2、单相桥式逆变电路的单极性调制、双极性调制原理、波形分析，三相桥式逆变电路的双极性调制原理、波形分析，异步调制和同步调制各自的优缺点，了解PWM 逆变电路的谐波特性，了解梯形波、鞍形波、叠加3倍频和直流的信号作为调制信号提高电压利用率和减少开关频率3、特定谐波消除法原理、规则采样法原理4、滞环比较方式原理及优缺点，了解三角波比较方式原理，了解电压型逆变电路的8种开关状态5、PWM 整流电路工作原理，了解PWM 整流电路控制方法第8章 软开关技术了解硬开关和软开关、零电压开关和零电流开关第9章 电力电子器件应用的共性问题1、驱动电路的隔离，了解电压型驱动型驱动电路原理2、了解器件4种保护（过电压保护、过电流保护、du dt 保护、di dt 保护）和缓冲电路原理。

《电力电子技术》课程复习与考试提纲绪论什么是电力电子技术？1）电力电子技术的定义2）电力变换的类型3）电力电子技术的分类、学科组成、重要特征。

一、电力电子器件课后习题：第1题，第3题、第4题、第8题、第9题1）电力电子器件的概念、特征，与信息电子器件的区别。

2）电力电子器件的分类，3）电力二极管的分类。

4）晶闸管的静态工作特性，参数计算。

5）4种全控型器件的优缺点比较。

6）电力电子器件驱动电路的任务.7）缓冲电路的定义、作用。

二、整流电路课后习题：第2题，第3题、第5题、第7题、第11题、第13题、第26题1）单相半波可控整流电路带不同负载（纯电阻负载、阻感负载）时，电路结构，工作原理，波形，参数计算，触发角的移相范围。

2）单相桥式全控整流电路带不同负载（纯电阻负载、阻感负载）时，电路结构，工作原理，波形，参数计算，触发角的移相范围。

3）单相半波可控整流电路带不同负载（纯电阻负载、阻感负载）时，电路结构，工作原理，波形，优缺点。

4）三相可控整流电路带不同负载（纯电阻负载、阻感负载）时，电路结构，工作原理，波形，参数计算，触发角的移相范围。

5）三相桥式全控整流电路带不同负载（纯电阻负载、阻感负载）时，电路结构，工作原理，波形，参数计算，触发角的移相范围。

6）逆变、有源逆变的定义，逆变的条件。

三、直流斩波电路课后习题：第2题、第3题、第5题1）直流斩波电路的定义。

2）buck电路的电路结构，工作原理，波形，参数计算。

（电流连续、断续情况下）3）boost电路的电路结构，工作原理，波形，参数计算。

四、交流电力控制电路和交交变频电路课后习题：第1题、第6题、第7题1）交流电力控制电路和交交变频电路的定义、分类。

2）单相交流调压电路不同负载情况下的电路结构，工作原理，波形，参数计算。

3）单相交交变频电路的电路结构，工作原理，输入输出特性。

五、逆变电路课后习题：第1题、第2题、第3题、第4题、第5题1）有源逆变与无源逆变的的区别。

电力电子技术复习提纲1电力电子技术的基本概念电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。

前者的理论基础是半导体物理，是电力电子技术的基础；后者的理论基础是电路理论，是电力电子技术的核心。

电力电子学是由电力学，电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

2两级式光伏并网逆变器的基本拓扑与控制（1）基本拓扑：两级式光伏并网逆变器主要包括前级DC/DC变换器和后级DC/AC 变换器。

两个变换器之间一般均设有一个足够容量的直流滤波电容，该直流滤波电容在缓冲前后级能量的同时，也起到了前后级控制上的解耦作用。

一般情况下，由于光伏电池的输出电压通常都低于电网电压的峰值，因此要实现并网发电，应先将光伏电池输出的直流电通过前级Boost变换器升压后再输出给后级的网侧逆变器。

单相三相（略）（2）控制策略：对前后级变换器的控制策略一般可以独立地进行研究。

一般而言，在具有两级变换的光伏并网逆变系统中，前级DC/DC变换器主要实现最大功率点跟踪（MPPT）控制，而后级的DC/AC变换器（并网逆变器）则有两个基本控制要求：一是要保持前后级之间的直流侧电压稳定；二是要实现并网电流的控制（网侧单位功率因数正弦波电流控制），甚至需根据指令进行电网的无功功率调节。

MPPT控制方法：1）基于输出特性曲线的开环MPPT方法；2）扰动观测法；3）电导增量法；4）智能MPPT方法。

并网逆变器的控制策略：1）基于电压定向的矢量控制策略；2）基于电压定向的直接功率控制策略；3）基于虚拟磁链定向的矢量控制策略；4）基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略。

图1基于电压矢量定向的矢量控制系统（VOC）示意图图2基于虚拟磁链定向矢量控制（VFOC）的控制结构u*dc图3基于无电网电压传感器V-DPC的控制结构a ib i ci a e b e ce L L LPWMAS BS CS dcu dcu αi -PIp q*p*q --p S qS E空空空空βi αψβψA S B S CS *dcu 空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空空图4基于无电网电压传感器VF-DPC 的控制结构3并网风力发电机组的基本类型与其变流器的基本拓扑3.1发电机组基本类型（1）恒速系统笼型/绕线型转子异步风发电机系统（2）半变速系统异步双馈（有齿轮箱）（3）全变速系统电励磁/永磁同步直驱（无齿轮箱）3.2变流器的基本拓扑（1）全功率电压型风机变流器拓扑二极管不控整流+升压斩波（boost）+三相电压型逆变器双PWM变流器三电平（2）全功率电流型风机变流器拓扑(3)全功率混合型风机变流器拓扑(4)矩阵型风机变流器拓扑4三相无源PWM逆变器的拓扑与控制策略，其输出滤波器的设计（1）三相无源PWM逆变器的拓扑（2）控制策略由于VSI直流侧多采用整流电源或蓄电池等供电，因此一般无需直流电压反馈。

复习提纲：考试类型：填空20分选择（单项）20分绘图20分计算40分（A）填空20 简答20选择10 计算50（B）1、电力电子变换技术（4种）2、电力电子系统构成，电力电子元件工作状态、特点、损耗3、电力电子元件分类（按照可控程度、驱动类型分类）、晶闸管导通和关断条件、维持电流和擎住电流的概念、几种全控元件的名称4、触发角、导通角的概念5、单相半波整流电路（电阻性负载），输出电压（电流）波形、表达式、触发角移相范围；单相半波整流电路带续流二极管阻感性负载输出电压（电流）波形、表达式、触发角移相范围；续流二极管电流波形，电流平均值的计算；续流二极管的作用。

6、单相桥式全控整流电路（电阻性、阻感性负载）输出电压（电流）波形、表达式、触发角移相范围；晶闸管电流平均值、有效值、晶闸管承受最大正反向电压（主要计算阻感性负载情况）。

7、单相桥式全控整流电路带反电动势负载，停止导电角的计算；有平波电抗器时相关参数的计算。

（与6相同，只需计算电流时将反电动势减掉即可8、三相半波可控整流电路（电阻性、阻感性负载）输出电压（电流）波形、表达式、触发角移相范围；电阻性负载时电流连续范围；晶闸管电流平均值、有效值、晶闸管承受最大正反向电压（主要计算阻感性负载情况）；触发脉冲的特点；触发角为0的位置。

9、三相桥式全控整流电路（电阻性、阻感性负载）输出电压（电流）波形、表达式、触发角移相范围；电阻性负载时电流连续范围；晶闸管电流平均值、有效值、晶闸管承受最大正反向电压（主要计算阻感性负载情况）；触发脉冲的特点。

10、单相桥式全控、三相半波可控、三相桥式全控整流电路变压器二次侧电流有效值波形及计算（阻感性负载）。

11、斩波电路调制三种方式；三种基本斩波电路的输出电压、电流计算，基本斩波电路图的绘制。

12、换流（或换相）及换流方式13、单极性、双极性PWM波绘制及电路工作原理（以单相桥式电压型逆变电路为例），PWM控制的含义，什么是SPWM波？14、实现有源逆变的两个条件；最小逆变角的范围；有源逆变对变流电路的要求；什么是逆变失败，造成逆变失败的原因有哪些？15、什么是换相重叠角？变压器漏感对整流电路有哪些影响？（含漏感整流电路计算不考）16、同步调制和异步调制概念，各有什么特点？（第7章第3节）17、逆变分类（有源、无源）18、交流—交流变换分类（交流电力控制电路改变电压、电流，不改变频率；分为交流调压和交流调功电路；）交—交直接变频；交流电力电子开关。

电力电子技术复习第一章绪论1.电力转换的种类: (1)交流转直流:整流(2)直流转直流:直流斩波(3)交流转交流:交流电力控制,变频,变相(4)直流转交流:逆变2.电力电子与信息电子的区别:前者是用于电力变换和控制,后者用于信息处理;信息电子中,半导体器件既可以处于放大状态,也可以处于开关状态;而在电力电子里,为避免功率损耗过大,电力电子器件总是处于开关状态,这是区别的一个重要特征.第二章电力电子器件3.电力电子器件所能处理电功率的大小,既承受电压电流的能力,是其最重要的参数.4.除一些特殊器件外,电力电子器件的断态漏电流都极其微小,因而通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因.当器件的开关频率较高时,开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素.5.电力电子器件一般有控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。

6.电力电子器件的分类：（1）根据被控制电路信号所控制的强度分为：半控型器件（晶闸管极其派生器件）；全控型器件（绝缘栅双击晶极管，电力场效应管）；不可控器件（电力二极管）（2）按驱动电路加载电力电子器件控制端与公共端之间信号的性质分为电流驱动型和电压驱动型。

（3）按波形可以分为脉冲触发型和电平控制型。

（4）按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为单级型器件、双极型器件和复合型器件。

7.电力二极管：（1）普通二极管：反向恢复时间较长，正向电流定额和反向电压定额很高，数千。

（2）快恢复二极管：恢复过程很短。

（3）肖特基二极管：p198.晶闸管：导通条件：1、阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应。

2、阳极电压上升率过高。

3、结温较高。

4、光直接照射硅片9.GTO（门极可关断晶闸管）：电气符号：p267.在门极施加负的脉冲电流使其关断；10.G TR:巨型晶体管,电气符号p28；最主要的特性是耐压高、电流大、开关特性好，不太注重放大系数，线性度，频率响应及噪声和温漂等性能参数11.IGBT（绝缘栅双极晶体管）综合GTR和MOSFET的优点，电气符号p34，擎住特性是限制IGBT电流容量进一步提高的主要因素。

博士研究生入学《电力电子技术》课程复习与考试大纲第一部分考试说明一、考试性质《电力电子技术》课程是东南大学电气工程一级学科硕士研究生学位课。

它的评价标准是高等学校优秀硕士毕业生能达到的及格或及格以上的水平，对部分优秀考生则有望取得良好或优秀的考试成绩，以利于考生取得较高的考试总分，保证被录取者具有电力电子技术的基本知识，并有利于电气工程类专业择优选拔。

二、考试的学科范围电力电子技术的考试范围包括：电力电子器件，电力电子器件的驱动与保护、整流电路，有源逆变电路，交流-交流变换电路，无源逆变电路，DC-DC变换电路、PWM脉宽调制技术及电路、谐振软开关电路、电力电子技术应用等内容。

考试要点详见本大纲第二部分。

三、评价目标主要考查考生对电力电子技术的基础理论、基本知识掌握和运用的情况，要求考生应掌握以下有关知识：1. 主要的电力电子器件特性和使用方法；2. 熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流—交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和计算方法；3.掌握PWM技术及电路的工作原理和控制特性；4. 了解电力电子技术的应用范围和发展动向。

四、考试形式与试卷结构（一）答卷方式：闭卷，笔试；所列题目全部为必答题。

（二）答题时间：180分钟。

（三）题型：计算题、推导题和分析简答题，以分析简答题为主。

五、参考书目1. 贺益康等主编，电力电子技术，北京：科学出版社，2004年4月第1版2. 徐德宏等主编，电力电子技术，北京：科学出版社，2006年1月第1版3. 王兆安等主编，电力电子技术，北京：机械工业出版社，2000年5月第4版第二部分考查要点一、电力电子器件半控型器件：晶闸管电流、电压、动态参数、伏安特性；全控型器件：GTR、GTO、MOSFET、IGBT基本参数的了解。

二、电力电子器件的驱动与保护1. 晶闸管同步触发电路的基本概念、基本要求、工作原理；2. 全控器件（GTR、MOSFET、IGBT）的驱动电路；3. 电力电子器件的缓冲电路；4．电力电子器件的串、并联。

一、填空1.1 电力变换可分为以下四类：交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。

1.2 电力电子器件一般工作在 开关 状态。

1.3 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可将电力电子器件分为： 半控 型器件， 全控型器件，不可控器件等三类。

1.4 普通晶闸管有三个电极，分别是 阳极 、 阴极 和 门极1.5 晶闸管在其阳极与阴极之间加上 正向 电压的同时，门极上加上 触发 电压，晶闸管就导通。

1.6 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性解发电压，管子都将工作在 截止 状态。

1.7 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 。

1.8 电力电子器件组成的系统，一般由 控制电路 、 驱动电路 和 主电路 三部分组成 1.9 电力二极管的工作特性可概括为 单向导电性 。

1.10 多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 的问题，多个晶闸管相串联时必须考虑 均压 的问题。

1.11 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 电流驱动 和电压驱动 两类。

2.1 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a 的最大移相范围是︒180~0。

2.1 单相桥全控整流电路中，带纯阻负载时，a 角的移相范围是︒180~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为22u ，带阻感负载时，a 角的移相范围是︒90~0，单个晶闸管所所承受的最大反压为22u2.3 三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位相序依次互差︒120，单个晶闸管所承受的最大反压为26u ，当带阻感负载时，a 角的移相范围是2~0π2.4 逆变电路中，当交流侧和电网边结时，这种电路称为 有源逆变电路 ，欲现实有源逆变，只能采用全控电路，当控制角20π<<a 时，电路工作在 整流 状态，ππ<<a 2时，电路工作在 逆变 状态。

电力电子技术复习题第一章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4.电力电子技术的诞生1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，1904年出现电子管，1947年美国著名贝尔实验室发明了晶体管。

5 电子技术分为信息电子技术与电力电子技术。

信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术主要用于电力变换。

第2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_控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。

4、按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。

5、电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受反相电压截止。

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。

7、晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。

8、GTO的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

10、电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。

11、IGBT 的开启电压UGE（th）随温度升高而略有下降，开关速度小于电力MOSFET 。

12、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电压驱动型和电流驱动型两类。

13、属于不可控器件的是电力二极管，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 _；属于单极型电力电子器件的有电力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，容量最大的是晶闸管，工作频率最高的是电力MOSFET，14、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？答：（1）触发信号应有足够的功率；（2）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；（3）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。

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。

红在通常情况下，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。

苑电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路屮存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。

L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单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。

匸电力二极管的工作特性可概扌舌为承受止向电压导通，承受反和电压截止。

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。

7.肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。

匕晶闸管的基木工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止O匹对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL大于IH o 匹晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，IJDSM大于_Uboo11 •逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。

2GT0的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

生M0SFET的漏极伏安特性11«的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性11«的三个区域有对应关系，其中前者的截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饱和区。

込电力M0SFET的通态电阻具有正温度系数。

15^TGBT的开启电压UGE (th)随温度升高而略冇下降,开关速度小于电力MOSFET o匹按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端Z间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。

12JGBT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止温度系数。

18•在如下器件：电力二极管(Power Diode)、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（TGBT）中，属于不町控器件的是电力二极管,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 ；屈于单极型电力电子器件的冇电力MOSFET ,屈于双极型器件的冇电力二极管、晶闸管、GTO、GTR ,属于复合型电力电子器件得有【GBT ；在可控的器件屮，容量最大的是晶闸管,工作频率最高的是电力MOSFET,属于电压驱动的是电力MOSFET、IGBT ,屈于电流驱动的是晶闸管、GTO、GTR 。