P1c1-电力电子系统

电力电子技术考点总结第 1 章绪论1.什么是电力电子技术？(P1）答:电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术.2.电力变换分类？及其含义和主要作用?（P1)答：电力变换分为四类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。

3.电力电子技术的应用?（P6)答1。

一般工业2.交通运输3.电力系统4.电子装置用电源5。

家用电器6.其他。

第 2 章电力电子器件1.典型全控型器件的分类？(P25)答：1。

门极可关断晶闸管2。

电力晶闸管3。

电力场效应晶体管4。

绝缘栅双极晶体管。

第 3 章整流电路1.α= 0°时的整流电压、电流中的谐波有什么规律？(P75）答：（1) m脉波整流电压u d0的谐波次数为mk(k = 1,2，3,…)次，即m的倍数次；整流电流的谐波由整流电压的谐波决定,也为mk次。

（2）当m一定时,随谐波次数增加，谐波幅值迅速减小，表明最低次(m次）谐波是最主要的，其他次数的谐波相对较少;当负载中有电感时，负载电流谐波幅值d n的减小更为迅速。

（3） m增加时,最低次谐波次数增加，且幅值迅速减小，电压纹波因数迅速减小.2.双反星形电路设置平衡电抗器的作用？没有会怎样？（P76）答:双反星形电路中设置电感量为Lp的平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时导电，每组各承担一半负载,如果Lp同时只有一个导通，则原电路将变成六相半波整流电路。

3.逆变产生的条件?（P84）答：（1)要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。

(2)要求晶闸管的控制角α>π/2，使U d为负值。

4.逆变失败的原因？（P85）答:（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，在应该阻断时失去阻断能力，或在应该导通时不能导通，造成逆变失败.(3）在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失,致使电路短路。

电力电子技术习题集标* 的习题是课本上没有的，作为习题的扩展习题一* 试说明什么是电导调制效应及其作用。

答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。

为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。

这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。

这种现象被称为基区的电导调制效应。

电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。

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？晶闸管由导通变为关断的条件是什么，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）。

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。

* 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使其阳极电流I A大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流I H。

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。

3.图1-30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各位多少？(f)图1-30 习题1-4附图解：（a）mm m mI11I sin()()2I0.3185I22daI t d tπωωπππ====⎰mI2 aI==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3140.5aI A ==；平均值I da 为：mI 100da I A π==（b ）m m m 012I sin()()I 0.6369I db I t d t 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m I 222b A =；平均值I db 为：m 0.6369I 141.4db I A ==（c ）m m m 313I sin()()I 0.4777I 2dc I t d t ππωωππ===⎰m 0.6343I c I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 247.50.6343cI A ==；平均值I dc为：m 0.4777I 118dc I A == （d ）m m m m 33I 113I sin()()I 0.2388I 2224dd I t d t ππωωπππ====⎰m 0.4486I d I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3500.4486dI A ==；平均值I dd为：0.2388*35090.7dd I A == （e ）4m m m 011I ()I 0.125I 224de I d t ππωππ===⎰m 0.3536I e I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 4440.3536eI A ==： 平均值I de 为：0.125*44455.5de I A == （f ）4mm m 011I ()I 0.25I 4df I d t ππωππ===⎰m 0.5I f I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则：m I 3140.5f I A ==平均值I de 为： 0.25*31478.5df I A ==* 在图1-31所示电路中，若使用一次脉冲触发，试问为保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽度至少要多宽？图中，E =50V ；L =0.5H ；R =0.5Ω; I L =50mA （擎住电流）。

电力电子技术2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。

2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。

低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。

2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。

或：uAK>0且uGK>0。

2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

要使晶闸由导通变为关断，可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零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

2-4 图2-27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I1、I2、I3。

解：a) I d1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtb) I d2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) I d3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3=Im21)(Im2122=⎰tdωππ2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐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 m135.3294767.0≈≈IA, I d1≈0.2717I m1≈89.48A b) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m3=2I=314 I d3=5.78413=m I2-6 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 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得，121=+αα是器件临界导通的条件。

晶闸管直流电动机调速系统设计目录1设计概述 (1)1.1 设计意义及要求 (1)1.2 方案分析 (1)1.2.1 可逆调速方案 (1)1.2.2 控制方案的选择 (2)2主电路的设计与分析 (3)2.1 整流电路 (3)2.2 斩波调速电路 (4)3控制电路的设计与分析 (5)3.1 触发电路的设计与分析 (6)3.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析 (6)3.2.1 欠压锁定功能 (7)3.2.2系统的故障关闭功能 (7)3.2.3软起动功能 (7)3.2.4 波形的产生及控制方式分析 (8)3.3 延时、驱动电路的设计 (8)3.4 ASR和ACR调节器设计 (9)3.4.1 ASR（速度调节器） (9)3.4.2 ACR（电流调节器） (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)晶闸管直流电动机调速系统设计1设计概述1.1 设计意义及要求有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。

改变电枢电压的极性，或改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。

当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多，可以改变直流电机电枢两端电压的方向，可以改变直流电机励磁电流的方向等等，即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。

电枢励磁反接方法需要的晶闸管功率小，适用于被控电机容量很小的情况，励磁电路中需要串接很大的电感，调速时，电机响应速度较慢且需要设计很复杂的电路，故在设计中不采用这种方式。

电枢电压反接法可以应用在电机容量很的情况下，且控制电路相对简单电枢反接反向过程很快，在实际应用中常常采用，本设计中采用该方法。

电枢电压反接电路可以采用两组晶闸管反并联的方式，两组晶闸管分别由不同的驱动电路驱动，可以做到互不干扰。

电⼒电⼦技术试卷及答案电⼒电⼦技术复习2012⼀、选择题（每⼩题10分,共20分）1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 A度。

A、180°，B、60°， c、360°， D、120°2、α为C度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。

A，0度， B，60度， C，30度， D，120度，3、晶闸管触发电路中，若改变 B 的⼤⼩，则输出脉冲产⽣相位移动，达到移相控制的⽬的。

A、同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变⽐。

4、可实现有源逆变的电路为A。

A、三相半波可控整流电路，B、三相半控桥整流桥电路，C、单相全控桥接续流⼆极管电路，D、单相半控桥整流电路。

5、在⼀般可逆电路中，最⼩逆变⾓βmin选在下⾯那⼀种范围合理A。

A、30o-35o，B、10o-15o，C、0o-10o，D、0o。

6、在下⾯⼏种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪⼏种BCD。

A、三相半波可控整流电路。

B、三相半控整流桥电路。

C、单相全控桥接续流⼆极管电路。

D、单相半控桥整流电路。

7、在有源逆变电路中，逆变⾓的移相范围应选B为最好。

A、=90o∽180o，B、=35o∽90o，C、=0o∽90o，8、晶闸管整流装置在换相时刻（例如：从U相换到V相时）的输出电压等于 C。

A、U相换相时刻电压uU ， B、V相换相时刻电压uV，C、等于uU +uV的⼀半即：9、三相全控整流桥电路，如采⽤双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪⼀种双窄脉冲间距相隔⾓度符合要求。

请选择B。

=0，改变C的⼤⼩，可使直流电10、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，使触发⾓α=90o。

达到调定移相控制范围，实现整流、动机负载电压Ud逆变的控制要求。

B、同步电压， B、控制电压，C、偏移调正电压。

11、下⾯哪种功能不属于变流的功能（C）A、有源逆变B、交流调压C、变压器降压D、直流斩波12、三相半波可控整流电路的⾃然换相点是( B )A、交流相电压的过零点；B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；C、⽐三相不控整流电路的⾃然换相点超前30°；D、⽐三相不控整流电路的⾃然换相点滞后60°。