电力电子(1)

电力电子技术试题（第一章）一、填空题1、普通晶闸管内部有PN 结,，外部有三个电极，分别是极极和极。

1、两个、阳极A、阴极K、门极G。

2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。

2、正向、触发。

3、晶闸管的工作状态有正向状态，正向状态和反向状态。

3、阻断、导通、阻断。

4、某半导体器件的型号为KP50 —7 的，其中KP 表示该器件的名称为，50 表示，7 表示。

4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。

5、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。

5、维持电流。

6、当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会。

6、减小。

7、按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为性负载，性负载和负载三大类。

7、电阻、电感、反电动势。

8、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会，解决的办法就是在负载的两端接一个。

8、减小、并接、续流二极管。

9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。

要求管子的额定电流值要些。

9、小、脉冲、小、大。

10、单结晶体管的内部一共有个PN 结，外部一共有3 个电极，它们分别是极、极和极。

10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。

11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止。

11、峰点、谷点。

12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。

12、同步、时刻。

13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。

13、正弦波、锯齿波。

14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加，利用改变的大小，来实现移相控制。

14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。

15、在晶闸管两端并联的RC 回路是用来防止阳”接法。

（×）损坏晶闸管的。

9、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。

电⼒电⼦技术的主要内容1电⼒电⼦技术的主要内容将电⼦技术和控制技术引⼊传统的电⼒技术领域，利⽤半导体电⼒开关器件组成各种电⼒变换电路实现电能的变换和控制称为电⼒电⼦技术。

电⼒电⼦技术主要包括电⼒电⼦器件、变流电路和控制技术三个部分，其中电⼒电⼦技术是基础，变流电路是电⼒电⼦技术的核⼼。

主要研究电⼒电⼦器件的应⽤、电⼒电⼦电路的电能变换原理以及控制技术及电⼒电⼦装置的开发与应⽤。

1、电⼒电⼦器件1.1电⼒电⼦器件是指可直接⽤于主电路中实现电能变换或控制的电⼦器件，它是电⼦器件的⼀⼤分⽀，能承受⾼电压和⼤电流，是弱电控制强电的纽带。

1.2电⼒电⼦器件的分类1.2.1按可控性分类根据控制信号对器件控制程度可将电⼒电⼦器件分为三类：（1）不可控器件，不能⽤控制信号来控制其导通、关断的电⼒电⼦器件，如电⼒⼆极管。

（2）半控型器件，能⽤控制信号控制其导通，但不能控制其关断的电⼒电⼦器件称为半控型器件，主要有晶闸管及其⼤部分派⽣器件（GTO除外）。

（3）全控型器件，能⽤控制信号控制其导通，⼜能控制其关断的电⼒电⼦器件称为半控型器件，⼜称为⾃关断器件。

如绝缘栅双极晶体管（IGBT）和电⼒场效应晶体管（P-MOSFET）等。

1.2.2按驱动信号类型分类（1）电流驱动型，通过控制极注⼊或抽出电流来实现导通或关断控制的。

如门极可关断晶闸管（GTO）、电⼒晶体管（GTR）。

（2）电压驱动型，通过在控制端和公共端之间加⼀定的电压信号就能实现导通或关断控制的，如电⼒场效应晶体管（P-MOSFET）、集成门集换流晶闸管（IGCT）。

1.2.3按器件内部载流⼦参与导电情况分类（1）单极型器件，由⼀种载流⼦参与导电的器件，如电⼒场效应晶体管（P-MOSFET）、静电感应晶体管（SIT）。

（2）双极型器件，由电⼦和空⽳两种载流⼦参与导电的器件，如电⼒晶体管（GTR）、静电感应晶闸管（SITH）、MOS控制晶闸管（MCT）。

1.3常⽤电⼒电⼦器件1.3.1电⼒⼆极管具有⼀个PN结和阳极A、阴极K的两层两端半导体器件。

考试试卷( 1 )卷三、简答题（共3小题，22分）1、晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。

门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。

导通后的晶闸管管压降很小。

（3分）使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。

其方法有二：（1）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；（2）增加负载回路中的电阻。

2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3) 阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

（3分）3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因（7分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。

这两个条件缺一不可。

（2分）当出现触发脉冲丢失、晶闸管损坏或快速熔断器烧断、电源缺相五、计算题（共 1 小题，共20分）1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。

（1）触发角为60°时，(a) 试求U d、I d、晶闸管电流平均值I dVT、晶闸管电流有效值I VT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出u d、i d、i VT2、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。

（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求U d、I d、I dVT、I VT、I VD、I dVD、I2；（b）作出u d、i d、i VT2、i VD、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。

第1章习题
第1部分：填空题
1.电力电子技术是使用__电力电子______器件对电能进行__变换和控制___的技术。

2. 电力电子技术是应用在__电力变换领域______ 的电子技术。

3. 电能变换的含义是在输入与输出之间，将__电压______、_电流_______、__频率______、_相位_______、_相数_______中的一项以上加以改变。

4. 在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在_开关_______状态，这样才能降低___损耗_____。

5. 电力电子技术的研究内容包括两大分支：___电力电子器件制造_____________ 技术和_变流_______技术。

6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成___电力变换__________电路和对其进行控制的技术，以及构成_ 电力电子_______装置和__电力电子______系统的技术。

第2部分：简答题
1. 什么是电力电子技术？
答：电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

2. 电能变换电路的有什么特点？机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关？
答：电能变换电路在输入与输出之间将电能，电流，频率，相位，相数种的一相加以变换。

电能变换电路中理想开关应满足切换时开关时间为零，使用寿命长，而机械开关不能满足这些要求。

3. 电力电子变换电路包括哪几大类？
答：交流变直流-整流；直流变交流-逆变；直流变支路-斩波；交流变交流-交流调压或者变频。

一、试设计采用IGBT模块和微机（或DSP等）构成的SPWM三相逆变系统，要求在100HZ/150HZ下调制，输出电压、电流和频率可调，试画出主电路和控制电路的硬件框图和软件流程图，并给出设计思路。

并要求画出u和uv的波形。

设计思想：本方案以电压型逆变器（VSI）作为主工作电路，该逆变器为基于自关断器件IGBT的脉宽调制SPWM逆变器。

直流端为一大电容，并由三相整流桥为其提供能量，R为泻放电阻，L为指示灯。

VSI的输出端接有输出滤波器，以此来滤除开关器件通断造成的高频毛刺，从而获得较为平滑的正弦波。

当载波幅值一定时，调制波的幅值改变输出电压幅值（输出电压限值由直流电压决定），载波频率设定为150Hz，调制波的频率为100HZ，直接决定输出电压频率。

注意事项：（1）必须采用输出滤波器，否则很难得到较为平滑的正弦波；（2）泻放电阻当整流断路器关断时泄放直流侧电容上的能量；（3）为了使输出电压的幅值和频率稳固须采用闭环控制。

逆变器主电路框图三相桥式逆变器硬件电路如下：三相桥式逆变器控制电路框图SPWM脉宽调制我们采用改进规则采样法的PWM调制方法改进规则采样法设三角波的周期为T ，在相邻两个三角波负峰时刻t i 和t i +T 对调制信号采样而得到C 点和D 点，过C 点和D 点作一直线和三角波分别交于A 点和B 点，在A 点的时刻t 1和B 点的时刻t 2控制功率开关器件的通断。

每个周期的采样时刻t i 、三角波的周期T 和幅值H 都是确定的，设调制信号在C 点和D 点的值分别为s 1和s 2，则线段CD 的方程为121s s Ts s t t i -=-- 三角波两腰的方程分别为HTH S t t i 4=+-HTH S T t t i 4-=+--分别联立方程上面三个方程，可解得t1和t2分别为i t s s H s H T t +-++=21114)(i t s s H s H T t +-+-=12124)3(这样，就得到了PWM 控制信号的脉宽数据。

电力电子技术复习资料填空题1. 电力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。

（1）2. 电力电子技术是应用在电力变换领域的电子技术。

（1）3. 电能变换的含义是在输入与输出之间，将电压、电流、频率、相位、相数的一项以上加以改变。

4. 在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在开关状态，这样才能降低损耗。

5. 电力电子技术的研究内容包括两大分支：电力电子器件制造技术和变流技术。

6.半导体变流技术包括用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构电力电子装置和电力电子系统的技术。

7. 电力电子器件是直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

8.处理信息的电子器件一般工作于放大状态，而电力电子器件一般工作在开关状态。

9.主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。

10.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。

11.按照器件能够被控制的程度，电力电子器件可分为以下三类：不可控器件、半控器件、全控器件。

12. 按照驱动电路信号的性质，电力电子器件可分为以下分为两类：电流驱动型、电压驱动型。

13. 电力二极管的工作特性可概括为 单向导电性 。

14.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 。

15. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为 1K Hz 以下的整流电路。

其反向恢复时间较长，一般在 5μs 以上。

16. 快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时间较长，一般在 5μs 以下。

17.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在 10～40ns ns之间18.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为 维持电流 。

晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流称为 擎住电流 。

对同一晶闸管来说，通常L I 约为H I 的称为 2~4 倍。

一．1．电力电子技术通常可分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。

2．在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为矩形波。

3．PWM逆变电路的控制方法有计算法和调制法两种。

其中调制法又可以分为异步调制和同步调制两种。

4．为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态，当器件的工作频率较高时，开关损耗会成为主要的损耗。

5．单相桥式全控整流电路，在交流电源一个周期里，输出电压脉动 3 次。

6．在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为载波比，当它为常数时的调制方式称为同步调制。

7．有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量后送给电网的装置。

8．SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到一系列幅值相等脉冲列来等效正弦波。

9．具有自关断能力的电力半导体器件称为全控型器件。

10．晶闸管的伏安特性指的是阳极电压和阳极电流的关系。

11．改变频率的电路称为变频电路，变频电路可以分为交交变频电路和交直交变电路两种类型，前者又称为直接变频电路，后者又称为间接变频电路。

12．三相桥式全控整流电路中带大电感负载，控制角α的范围是 0°到90°。

13．直流斩波电路是一种变换电路。

14．在单相半控桥式带电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是防止失控现象产生。

15．三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0°时，输出的负载电压平均值为2.34U2 。

16.单相桥式全控整流电路电阻性负载的移相范围为________，三相桥式全控整流电路电阻性负载的移相范围为_____0°~120°_______.17．对于单相全波电路，当控制角0<α<90°时，电路工作在_____整流_______状态，当控制角90°<α<180°时，电路工作在_____逆变_______状态。

电⼒电⼦技术试题（⼀）电⼒电⼦技术试题（⼀）第1章绪论习题第1部分:填空题1. 电⼒电⼦技术是使⽤________器件对电能进⾏________的技术。

2. 电能变换的含义是在输⼊与输出之间，将________、________、________、________、________中的⼀项以上加以改变。

3. 电⼒变换的四⼤类型是:________、________、________、________。

4. 在功率变换电路中，为了尽量提⾼电能变换的效率，所以器件只能⼯作在________状态，这样才能降低________。

5. 电⼒电⼦器件按照其控制通断的能⼒可分为三类，即: ________、________、________。

6. 电⼒电⼦技术的研究内容包括两⼤分⽀:________________ 技术和________技术。

7.半导体变流技术包括⽤电⼒电⼦器件构成_____________电路和对其进⾏控制的技术，以及构成________装置和________系统的技术。

8.电⼒电⼦技术是应⽤在________领域的电⼦技术。

9.电⼒电⼦技术是⼀门由________、________、________三个学科交叉形成的新的边缘技术学科。

第2部分:简答题1. 什么是电⼒电⼦技术,2. 电能变换电路的有什么特点,机械式开关为什么不适于做电能变换电路中的开关,3. 电⼒变换电路包括哪⼏⼤类,第2章电⼒电⼦器件概述习题第1部分:填空题1. 电⼒电⼦器件是直接⽤于电路中，实现电能的变换或控制的电⼦器件。

2. 主电路是在电⽓设备或电⼒系统中，直接承担的电路。

3.处理信息的电⼦器件⼀般⼯作于放⼤状态，⽽电⼒电⼦器件⼀般⼯作在状态。

4. 电⼒电⼦器件组成的系统，⼀般由、、、四部分组成。

5. 按照器件能够被控制的程度，电⼒电⼦器件可分为以下三类: 、和。

6(按照驱动电路信号的性质，电⼒电⼦器件可分为以下分为两类:和。

（第一章电力电子器件）电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。

电力电子器件——可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

主电路——在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。

半导体器件采用的主要材料是硅【电力电子器件的特征】1处理电功率的能力非常大，一般远大于处理信息的电子器件。

2电力电子器件一般都工作在开关状态。

3电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制和驱动。

4电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。

电力电子系统：由控制电路、保护电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。

【电力电子器件的分类】1)按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，可分为三类：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。

例：晶闸管全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件。

如IGBT、Power MOSFET、GTO、BJT。

不可控器件——不能用控制信号来控制其通断，因此也就不需要驱动电路。

如电力二极管。

2)按照驱动电路信号的性质，可分为两类：电流驱动型,电压驱动型【电力二极管】PN结的单向导电性就是二极管的基本原理静态特性——主要是指其伏安特性动态特性——由于结电容的存在，电力二极管在通态与断态之间转换时，需经历一个过渡过程。

在此过渡过程中，其电压-电流特性随时间而变化，这就是电力二极管的动态特性，且专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性。

正向平均电流I F(AV)：即额定电流，指电力二极管长期运行时，在指定的管壳温度和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

正向平均电流I F(AV)的对应的有效值为1.57I F(AV) 【晶闸管】内部结构: 是PNPN四层半导体结构。

P1区引出阳极A，N2区引出阴极K，P2区引出门极G。

四个区形成三个PN结：J1、J2、J3。