电力电子期末考试复习提纲(考点大全)

电力电子技术期末考试复习要点课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力电子器件的原理与特性1、本章学习要求1.1 电力电子器件概述，要求达到“熟悉”层次。

1）电力电子器件的发展概况及其发展趋势。

2）电力电子器件的分类及其各自的特点。

1.2 功率二极管，要求达到“熟悉”层次。

1）功率二极管的工作原理、基本特性、主要参数和主要类型。

2）功率二极管额定电流的定义。

1.3 晶闸管，要求达到“掌握”层次。

1）晶闸管的结构、工作原理及伏安特性。

2）晶闸管主要参数的定义及其含义。

3）电流波形系数k f的定义及计算方法。

4）晶闸管导通和关断条件5）能够根据要求选用晶闸管。

1.4 门极可关断晶闸管（GTO），要求达到“熟悉”层次。

1）GTO的工作原理、特点及主要参数。

1.5 功率场效应管，要求达到“熟悉”层次。

1）功率场效应管的特点，基本特性及安全工作区。

1.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT），要求达到“熟悉”层次。

1）IGBT的工作原理、特点、擎住效应及安全工作区。

1.7 新型电力电子器件简介，要求达到“熟悉”层次。

2、本章重点难点分析有关晶闸管电流计算的问题：晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件，在进行有关晶闸管的电流计算时，针对实际流过晶闸管的不同电流波形，应根据电流有效值相等的原则选择计算公式，即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流I T对应的电流有效值。

利用公式I = k f×I d = 1.57I T进行晶闸管电流计算时，一般可解决两个方面的问题：一是已知晶闸管的实际工作条件（包括流过的电流波形、幅值等），确定所要选用的晶闸管额定电流值；二是已知晶闸管的额定电流，根据实际工作情况，计算晶闸管的通流能力。

前者属于选用晶闸管的问题，后者属于校核晶闸管的问题。

1）计算与选择晶闸管的额定电流解决这类问题的方法是：首先从题目的已知条件中，找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数（如电流幅值、触发角等），据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I，考虑（1.5~2）倍的安全裕量，算得额定电流为I T = (1.5~2) I /1.57，再根据I T值选择相近电流系列的晶闸管。

《电力电子技术》期末复习提纲绪论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1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。

《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。

电力电子技术复习大纲一、基本概念1.电力电子技术是什么技术？它包含哪几类变换？电力电子系统一般包含哪四部分？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。

它包含四类变换 整流（AC-DC ），逆变（DC-AC ），斩波（DC-DC （可调）），交流-交流变换（AC-AC ）。

电力电子系统：由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。

2.谁是半控型器件？哪些是全控型器件？哪些是单极型器件？哪些是双极型器件？哪些是复合型器件？按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类：1）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。

） 电力二极管（Power Diode ）只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。

2）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。

） 晶闸管（SCR ）（Thyristor ）及其大部分派生器件 器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定3）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。

）绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor ——IGBT ） 电力场效应晶体管（电力MOSFET ） 电力晶体管（GTR ，BJT ） 门极可关断晶闸管（GTO ）控制电 路测 测驱电RL 主电V1V2 控制电路检测电路驱动电路主电路V1LR2U 22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三类： 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（电力MOSFET ）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：电力二极管 晶闸管（SCR ）电力晶体管（GTR ，BJT ） 门极可关断晶闸管（GTO ）3) 复合型器件（由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件） 如：绝缘栅双极晶体管（IGBT ）MCT （MOS 控制晶闸管）3．单相桥式全控整流电路带纯阻负载时，晶闸管控制角α的移相范围为？单个晶闸管所承受的最大正向电压为？三相半波整流电路带纯阻（或阻感，大电感）负载时，晶闸管控制角α的移相范围是？单个晶闸管所承受的最大电压为？三相桥式全控整流电路带纯阻（或阻感，大电感）负载时，晶闸管控制角α的移相范围是？单个晶闸管所承受的最大电压为？单相桥式全控整流电路带纯阻负载时，晶闸管控制角α的移相范围[0 °,180 °]单个晶闸管所承受的最大正向电压为三相半波整流电路带纯阻（或阻感，大电感）负载时，晶闸管控制角α的移相范围是[0 °,150 °](纯阻负载)；[0 °,90 °](大电感负载) 单个晶闸管所承受的最大正向电压为2U 6三相桥式全控整流电路带纯阻（或阻感，大电感）负载时，晶闸管控制角α的移相范围是[0 °,120 °](纯阻负载)；[0 °,90 °](大电感负载) 单个晶闸管所承受的最大正向电压为2U 6知识点巩固：1.单相桥式全控整流带纯阻负载工作波形：2.三相半波整流电路带纯阻负载工作情况分析：工作波形：基本数量关系：3.三相半波整流电路带大电感负载工作情况分析：工作波形：基本数量关系：4．三相桥式全控整流电路带纯阻负载工作情况分析：工作波形：基本数量关系：5.三相桥式全控整流电路带大电感工作波形：4.逆变电路可以根据直流侧滤波元件的不同进行分类，当直流侧采用电感滤波时，是哪一种逆变电路？直流侧采用电容滤波时，是哪一种逆变电路？逆变电路可以根据直流侧滤波元件的不同进行分类，当直流侧采用电感滤波时，是电压型逆变电路；直流侧采用电容滤波时，是电流型逆变电路。

《电力电子技术》复习提要
一、主要知识点：
1、电力电子技术的概念。

电力电子器件的分类。

电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。

电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。

2、晶闸管的结构与工作原理，晶闸管得导通条件，GTO与晶闸管区别。

这样做的目的？晶闸管的各电流参数的定义。

GTR的二次击穿。

3、电力电子器件的主要消耗。

4、各种整流电流的移相范围，触发脉冲间隔与晶闸管的最大反向电压。

5、空电路对电感性负载来讲，都存在一个失控的问题，必须加续流二极管才能得以解决。

半空电路或带续流二极管的可控整流电路均不能实现逆变。

原因？
6、三相半波与三相全控可控整流电路带阻感性负载时，电流是否连续的临界角。

7、整流电路波形的画法，特别是三相带在电感性负载电路各电流波形的画法与电压电流的定量计算。

8、同步信号为锯齿波的触发电路的结构。

9、晶闸管可控整流电路可否在其输出两端并联电容？
10、逆变电路的分类，有源逆变的条件，逆变失败的原因，最小
逆变的限制。

11、逆变电路的换流方式。

电压、电流型逆变电路的特点，工作原理，波形的画法
12、晶闸管串联时实现动态均匀压的方法，晶闸管并联时实现动态均压的方法。

13、PWM控制技术。

二、题型及分值：
填空题30分，选择题；20分，判断题20分，简答题20分，作图与计算题10分。

电力电子技术期末复习题一、辨析题要点：1、由交流到直流的电力变换称为整流，由直流到直流的电力变换称为直流斩波，由交流到交流的电力变换称为交交变频或交流电力控制，由直流到交流的电力变换称为逆变。

2、电力电子器件目前专指电力半导体器件，一般都工作在开关状态。

3、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类：半控型器件、全控型器件、不可控器件。

4、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。

器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定，如晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件。

5、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：绝缘栅双极晶体管（IGBT——Insulated-Gate Bipolar Transistor）电力场效应晶体管（Power MOSFET）门极可关断晶闸管（GTO，Gate Turn-Off）电力晶体管（GTR，Giant Transistor）12、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（Power Diode），只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。

13、按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质，分为两类：1）电流驱动型→通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。

如：门极可关断晶闸管（GTO，Gate Turn-Off）和电力晶体管（GTR，Giant Transistor）2）电压驱动型→仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

如：绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor ——IGBT）电力场效应晶体管（Power MOSFET）14、电力二极管是以半导体PN结为基础，主要特性为不可控的单向导电性。

目前常用的电力二极管有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三类。

数学基础1、平均值、有效值公式和波形系数x设()f x 为表示周期性电压或电流的函数，则它在12x x -期间的平均值和有效值用下式来定义：平均值：21211()x x f x dx x x -ò波形系数：f K =电压或电流的有效值电压或电流的平均值（对正弦半波为1.57）2、电力电子电路工作于稳态，电感电压平均值和电容电流平均值为零的证明 （1） 电感两端电压平均值：设电路工作于稳态，则一个周期开始电流和此周期的结束电流是相等的000011()0T T T i L L T i di L LU u dt L dt di i i T Tdt T T====-=蝌 （2） 流过电容电流平均值：设电路工作于稳态，则一个周期开始电压和此周期的结束电压是相等的000011()0T T T U C C T U du C CI i dt C dt du U U T Tdt T T====-=蝌 3、常用的傅立叶变换x设函数()f x 是周期函数，若()f x 的周期是T ；那么函数()f x 可以展开为三角级数：01()(cos()sin())2n n n a f x a nx b nx ¥==++å式中n ——高次谐波的次数；0/2a ——直流分量。

000222();()cos();()sin()T T Tn n a f x dx a f x nx dx b f x nx dx T TT ===蝌（1）180±︒矩形波t411(sin sin 3sin 5)35u U t t t ωωωπ=+++d （2）180±︒矩形波t1111[sin sin 5sin 7sin11sin13]571113u t t t t t ωωωωω=--++-d （3）三阶梯波tωd UN 21111sin sin 5sin 7sin11sin13571113U u t t t t t ωωωωωπ⎛⎫=+++++ ⎪⎝⎭一、绪论1、基本知识点（1）电力电子技术定义：关键词变换和控制（2）电力电子技术两个分支：器件制造技术和变流技术（3）四种基本的电能变换电路：AC→DC、DC→AC、AC→AC、DC→DC （4）电力电子技术学科背景：信息电子学、电气工程和控制理论交叉形成的新兴学科（5）电力电子技术发展：半控器件（晶闸管）→普通全控器件（门极可关断晶闸管、大功率晶体管、电力金属氧化物半导体场效应晶体管）→复合器件（绝缘栅双极性晶体管）→模块化、集成化、智能化（6）与信息电子器件相比较，电力电子器件的特点：功率大、工作在开关状态、需驱动电路、损耗大需加散热（通态损耗、断态损耗、开通损耗、关断损耗）。

一、画图题1．画出降压斩波器的原理图，并推导输出电压的大小。

2．单相桥式半控整流电路如图所示，负载Ld足够大。

试绘出α=90°时输出电压U d、流过晶闸管VT1的电流i T1以及流过二极管VD3的电流i D3的波形。

3．如图所示为具有中点二极管的单相半控桥式整流电路，试画出α=45°时U d的波形，并推导出U d=f（α）的关系式。

4．画出升压斩波器的原理图，并推导输出电压的大小与导通比的关系。

5、如图所示为单相全波整流电路，由一只晶闸管与一只整流二极管组成，已知变压器次端输出为U2。

试画出α=45°时U d的波形并推导出U d=f（α）的关系式。

6、试画出单相桥式逆变器的主电路。

并说明控制方法和工作过程。

7、单相桥式半控整流电路如图所示，负载Ld足够大。

试绘出α=90°时输出电压U d、Array流过晶闸管VT1的电流i T1以及流过二极管VD1的电流i D1的波形。

二、填空题1．在GTR和IGBT两种自关断器件中，属于电压驱动的器件是____________，属于电流驱动的器件是___________。

2．单相半波可控整流电路，当电感性负载接续流二极管时，控制角的移相范围为_____________________。

3．在反电动势负载时，只有______________的瞬时值大于负载的反电动势，整流桥路中的晶闸管才能随受正压而触发导通。

4．把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为_____________。

5．三相半波可控整流电路，带大电感负载时的移相范围为__________。

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．考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏坑的相比，则使输出电压平均值________________。

8．晶闸管元件并联时，要保证每一路元件所分担的电流____________。