电力电子 第2章 电力电子器件

一、填空题

1．任何一个完整的电路都必须由（ 电源 ）、（负载 ）、（ 连接部分）三个基本部分组成，电路的作用是对电能进行（ 传输 ）和（ 转换 ），对电信号进行（ 传递 ）和（ 处理 ），电源或信号源产生的电压和电流称为（ 激励 ），相应在电路元件上产生的电压和电流称为（ 响应 ）。

2．在电路分析中规定（ 正电荷 ）的运动方向为电流的实际方向。在直流电路中，电源的工作状态有3种，分别为（ 有载 ）、（ 开路 ）和（ 短路 ）。

3．在正弦交流电路中，（ 频率（周期） ）、（ 幅值 ）和（ 初相位 ）称为正弦量的三要素。（ 电感 ）元件和（ 电容 ）元件称为动态元件，感抗与（频率）成正比，容抗与（ 频率 ）成反比。

4．在RLC串联电路中，在进行正弦量的相量计算时常用到3个三角形，它们分别是（阻抗 ）三角形、（ 电压 ）三角形和（ 功率 ）三角形。如果已知RLC串联电路的电流有效值为5A，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，则电路复阻抗的模为（ 50欧姆），电路为（ 容性 ）性电路，电路的有功功率为（750W ），无功功率为（ -1000Var ）。

5．在RLC串联电路中，发生谐振的条件是（ CLXX ），此时电路中的（ 电流 ）达到最小，（ 电压 ）达到最大，如果设 R = 1 Ω，L = 10 –3 H，C = 10 –5F，则电路的谐振角频率为（104rad/s），电路的品质因素 Q 为（ 10 ），如果在电路加上10 V 的电压源，此时电感和电容二端的电压分别为（j100V ）和（ -j100V ），因此串联谐振又称为（ 电压 ）谐振。

6．在三相交流电路中，负载为星形连接时，线电压与相电压的关系是（ PlUU3），线电流和相电流的关系是（plII），线电压和相电压的相位关系是（线电压超前相电压30）。负载为三角形连接时，线电压和相电压的关系是（plUU），线电流和相电流的关系是（plII3 ），线电流和相电流的相位关系是（ 线电流滞后相电30）。

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第2/9章 电力电子器件 课后复习题

第1部分：填空题

1. 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。

2. 主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担 电能变换或控制任务 的电路。

3. 电力电子器件一般工作在 开关 状态。

4. 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 。

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： 不可控器件 、半控型器件和 全控型器件 。

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： 电流驱动型 和

电压驱动型 。

7. 电力二极管的工作特性可概括为 单向导电性 。

8. 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。

9. 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 5ms 以上。

10.快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时间较短，一般在 5ms 以下。

11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在 10～40ns 之间。 编辑版word 12.晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论 是否触发

，晶闸管都不会导通；承受正向电压时，仅在 门极正确触发 情况下，晶闸管才能导通；晶闸管一旦导通，

门极 就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流 降至维持电流以下 。

13.通常取晶闸管的UDRM和URRM中 较小

的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取为正常工作时晶闸管所承受峰值电压 2~3 倍。

1 电力电子器件习题及题解

1.1 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，并在门极施加正向触发电流（脉冲）。或者UAK >0且UGK>0

1.2 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：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流IA大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流IH。

1.3 图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Im , 试计算各波形的电流平均值Id1,Id2,Id3与电流有效值I1，I2，I3

解:a) Id1=Im272.0)122(2Im)(sinIm214ttd

I1=Im477.021432Im)()sin(Im2142tdt

b) Id2=Im543.0)122(2Im)(sinIm14tdt

I2=Im674.021432Im2)()sin(Im142tdt

c) Id3=20Im41)(Im21td

I3=Im21)(Im21202td

1.4 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Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值Im1,Im2,Im3各为多少?

2 解:额定电流IT(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) Im1329477.0IA, Id10.272Im189.5A

b) Im2,233674.0AI Id2AIm5.126543.02

12.1 电力电子器件的性能与选择2.2

电力电子器件的驱动

2.3

电力电子器件的保护2.4 电力电子器件的串联和并联使用2.5 电力电子器件的散热第2章电力电子开关器件应用技术

22.1 电力电子器件的性能与选择电力电子器件往往主要指采用硅半导体材料的电力半导体器件；电力电子器件一般工作在开关状态；电力电子器件分为不可控性器件、半控型器件和全控型器件。电力电子器件(电力二极管除外)分为电压驱动型和电流驱动型两类。

3正确选择和使用电力电子器件是保证电能变换装置成功设计和可靠运行(工作)的关键；正确理解电力电子器件的参数和性能是合

理选择和使用元件的基础。2.1 电力电子器件的性能与选择

4器件在装置中的实际效能取决于以下因素：1）制作工艺(参数设计、材料性质、工艺水平和散热能力)，2）运行条件(电路特点、工作频率、环境温度和冷却条件)。

后一个因素与元件的选择和使用有关。2.1 电力电子器件的性能与选择

52.1.1 电力二极管1.电力二极管的主要参数①通态平均电流)(57.1)2~5.1(2/)2~5.1()(AIIIAVF②正向压降FU③反向重复峰值电压RRMU④最高工作温度JMT⑤反向恢复时间trr

62. 常用电力二极管①普通二极管,反向恢复时间较长，一般在5μs以上，其正向额定电流和反向额定电压分别可达数千安和数千伏以上。②快恢复二极管，其反向恢复过程很短，trr<5μs，简称快速二极管。③肖特基二极管优点是反向恢复时间短(10ns～40ns)、正向压降小、且开关损耗小，效率高；其弱点是反向耐压较低。

7平板型

模块螺栓型

82.1.2 晶闸管1. 晶闸管的性能参数(1) 晶闸管的阻断能力(2) 晶闸管的载流能力(3) 开通过程的速度和电流上升率(4) 关断过程的速度和电压上升率(5) 强触发方式对元件开通时间的影响

92．晶闸管的基本应用在整流领域中具有独特的优势而占有霸主地位。在频率不高的逆变装置（如感应加热电源）以及AC-AC直接变频装置中获得应用。交流电力电子开关，实现交流调压和交流调功。