【电力电子技术习题解答】期末考试题库第7章

电⼒电⼦技术期末习题和答案第⼀章复习题1.使晶闸管导通的条件是什么？答：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。

2．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：（1）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。

（2）若要使已导通的晶闸管关断，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。

3.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：（1）GTO在设计时，a2较⼤，这样晶体管v2控制灵敏，易于GTO关断；（2）GTO导通时a1+a2的更接近于1，普通晶闸管a1+a2≥1.5，⽽GTO则为约等于1.05，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制提供了有利条件；（3）多元集成结构每个GTO元阴极⾯积很⼩，门极和阴极间的距离⼤为缩短，使得p2极区所谓的横向电阻很⼩，从⽽使从门极抽出较⼤的电流成为可能。

4．如何防⽌电⼒MOSFET因静电感应引起的损坏？答：（1）⼀般在不⽤时将其三个电极短接；（2）装配时⼈体，⼯作台，电烙铁必须接地，测试时所有仪器外壳必须接地；（3）电路中，栅，源极间常并联齐纳⼆极管以防⽌电压过⾼。

（4）漏，源极间也要采取缓冲电路等措施吸收过电压。

5.IGBT,GTR,GTO和电⼒MOSFET的驱动电路各有什么特点？答：IGBT驱动电路的特点是：驱动电路具有较⼩的输出电阻，IGBT是电压驱动型器件，IGBT 的驱动多采⽤专⽤的混合集成驱动器。

GTR驱动电路的特点是：驱动电路提供的驱动电流有⾜够陡的前沿，并有⼀定的过冲，这样可加速开通过程，减⼩开通损耗，关断时，驱动电路能提供幅值⾜够⼤的反向基极驱动电流，并加反偏截⽌电压，以加速关断速度。

GTO驱动电路的特点是：GTO要求其驱动电路提供的驱动电流的前沿应有⾜够的幅值和陡度，且⼀般需要在整个导通期间施加正门极电流，关断需施加负门极电流，幅值和陡度要求更⾼，其驱动电路通常包括开通驱动电路，关断驱动电路和门极反偏电路三部分。

.电力电子技术试题第 1 章 电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。

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.肖特基二极管的开 关损耗_小于_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 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。

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__大于__IH 。

10.晶闸管断态不重复电压 UDSM 与转折电压 Ubo 数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。

11.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。

12.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。

13.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_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__。

14.电力 MOSFET 的通态电阻具有__正__温度系数。

15.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 。

16.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。

电力电子技术试题与参考答案一、单选题（共25题，每题1分，共25分）1.有源逆变发生的条件为（）A、要有直流电动势B、要求晶闸管的控制角大于90°C、直流电动势极性须和晶闸管导通方向一致D、以上说法都是对的正确答案：D2.为了防止逆变失败，最小逆变角限制为()。

A、300～350B、400～450C、100～150D、200～250正确答案：A3.电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂()A、各一只A、各二只B、共三只C、共四只正确答案：A4.已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下正确答案：A5.对于升降压直流斩波器，当其输出电压小于其电源电压时，有（）。

A、α无法确定B、0.5<α<1C、0<α<0.5D、以上说法均是错误的正确答案：C6.三相全波可控整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）。

A、120°B、180°C、90°D、150°正确答案：A7.晶闸管的伏安特性是指()A、门极电压与阳极电流的关系B、阳极电压与阳极电流的关系C、阳极电压与门极电流的关系D、门极电压与门极电流的关系正确答案：B8.下列全控器件中，属于电流控制型的器件是（）。

A、P-MOSFETB、SITC、GTRD、IGBT正确答案：C9.α为（）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、120度，B、0度C、60度D、30度正确答案：D10.目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。

A、SCRB、GTOC、MOSFETD、IGBT正确答案：D11.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（）A、干扰信号B、触发电流信号C、触发电压信号D、干扰信号和触发信号正确答案：A12.单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、90°B、180°C、150°D、120°正确答案：A13.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为()。

电力电子技术习题库（附答案）一、单选题（共25题，每题1分，共25分）1.三相桥式全控整流电路，大电感负载，当α＝（）时整流平均电压Ud=0。

A、60度B、30度C、90度D、120度正确答案：C2.1957年美国通用电气（GE）公司研制出第一只（），它标志着电力电子技术的诞生。

A、电子管B、晶闸管C、MOSFETD、IGBT正确答案：B3.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成（）A、可关断晶闸管B、双向晶闸管C、逆阻型晶闸管D、大功率三极管正确答案：C4.IGBT是一个复合型的器件，它是（）A、GTR驱动的MOSFETB、MOSFET驱动的GTRC、MOSFET驱动的晶闸管D、MOSFET驱动的GTO正确答案：B5.晶闸管的伏安特性是指()A、门极电压与门极电流的关系B、阳极电压与阳极电流的关系C、门极电压与阳极电流的关系D、阳极电压与门极电流的关系正确答案：B6.单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、180°B、120°C、90°D、150°正确答案：C7.三相半波可控整流电路的自然换相点是（）A、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°B、本相相电压与相邻电压正半周的交点处C、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°D、交流相电压的过零点正确答案：B8.逆变电路是一种（）变换电路。

A、AC/ACB、DC/ACC、DC/DCD、AC/DC正确答案：B9.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为()。

A、增大输出幅值B、减小输出谐波C、减小输出幅值D、减小输出功率正确答案：B10.三相全波可控整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）。

A、90°B、120°C、150°D、180°正确答案：B11.目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。

第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。

答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形。

各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。

2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。

解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。

电力电子技术期末考试试题及答案电力电子复习姓名：电力电子技术试题第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。

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.肖特基二极管的开关损耗_小于_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__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。

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__大于__IH。

10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。

11.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。

12.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。

13.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_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__。

14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。

15.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。

16.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。

17.IGBT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__正___温度系数。

4-4电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？在电压型逆变电路中,当交流侧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。

为了给交流侧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。

当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。

4-8.逆变电路多重化的目的是什么?如何实现?串联多重和并联多重逆变电路备用于什么场合?答:逆变电路多重化的目的之一是使总体上装置的功率等级提高,二是可以改善输出电压的波形。

因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,采用多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。

逆变电路多重化就是把若干个逆变电路的输出按一定的相位差组合起来,使它们所含的某些主要谐波分量相互抵消,就可以得到较为接近正弦波的波形。

组合方式有串联多重和并联多重两种方式。

串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。

串联多重逆变电路多用于电压型逆变电路的多重化。

并联多重逆变电路多用于电流型逆变电路的多重化。

在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。

当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。

5-1简述图5-la 所示的降压斩波电路工作原理。

答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间on t 。

，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，Uo=E 。

然后使V 关断一段时间off t ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，Uo=0。

一个周期内的平均电压0on offE t U t ⋅=⋅输出电压小于电源电压,起到降压的作用。

5-2．在图5-1a 所示的降压斩波电路中，已知E=200V ，R=10Ω，L 值微大，E=30V ，T=50μs ，ton=20μs ，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。

1.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 。

2.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（IGBT ）中，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 ，属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT ，属于电流驱动的是晶闸管、GTO 、GTR 。

3.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_。

阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向2__，续流二极管承受的最大反向电压为2_（设U 2为相电压有效值）。

4.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0-180O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电222；带阻感负载时，α角移相范围为0-90O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别22；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

5.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =π-α-δ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = π-2δ。

6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm 2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0-150o ，使负载电流连续的条件为o 30≤α(U2为相电压有效值)。

1.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 .2.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(IGBT ）中，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 ，属于电压驱动的是电力MOSFET 、IGBT ,属于电流驱动的是晶闸管、GTO 、GTR .3.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_。

阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向电2__，续流二极管承受的最大反向电压为2_(设U 2为相电压有效值).4.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0—180O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电222；带阻感负载时，α角移相范围为0-90O ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别22；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

5.单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =π—α-δ； 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = π—2δ。

6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm 2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0-150o ,使负载电流连续的条件为o 30≤α（U2为相电压有效值）。