电力电子电路+(A)

第1章

【复习思考】

1.1电力电子技术的任务是什么？

答：电力电子技术的根本任务是实现电能的变换、控制和调节。

1.2根据电能变换种类的不同，电力电子变换电路分为哪几种类型？各自的作用是什么？

答：根据电能变换种类的不同，电力电子变换电路分为直流-直流变换、直流-交流变换、交流-直流变换、交流-交流变换四种类型。直流-直流变换的作用是将一种直流电变换为另一固定或可调电压的直流电的电路；直流-交流变换的作用是使直流变成可调的交流电，而且可输出连续可调的工作频率；交流-直流变换的作用是将交流电变换为固定或可调的直流电的电路；交流-交流变换的作用是将交流电的参数（幅值、频率等）加以转换。

1.3信息电子技术和电力电子技术的相同和不同点分别是什么？控制理论在电力电子技术中有什么作用？

答：电力电子技术和信息电子技术的相同点：

①从器件的制造技术上讲两者同根同源，都是采用半导体材料制成，而且两者大多数的制造工艺也是一致的。

①两者电路的分析方法也基本一致。

电力电子技术和信息电子技术的不同点：

①电力电子技术变换的是“电力”，所处理的电能功率一般是“大功率”，但也可以处理“小功率”；信息电子技术变换的是“信息”，一般处理的是“小功率”。

①在信息电子技术中的电子器件既可处于放大状态，也可处于开关状态；而在电力电子技术中为了避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态。

电力电子技术实质上是将现代电子技术和控制技术引入到传统电力技术领域实现电力变换和控制，可以看作弱电控制强电的技术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实现这种接口的强有力的纽带。

1.4电力电子器件的发展分为哪几个阶段？

答：电力电子技术的发展可以根据电力电子器件的发展分为4个阶段：第一个阶段：电子管、汞弧整流器等非半导体器件为主的史前期；第二个阶段：晶闸管时代；第三个阶段：全控型器件时代；第四个阶段：复合/新型器件时代。

第2章

《电力电子技术》

一

一、单选题

1、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（D）。

A、30°～150°

B、0°～120°

C、15°～125°

D、0°～150°

2、已经导通的晶闸管被关断的条件是流过晶闸管的电流（B）。

A、减小至擎住电流以下

B、减小至维持电流以下

C、减小至门极触发电流以下

D、减小至5A以下

3、直流斩波电路是一种（D）。

A、DC/AC

B、AC/AC

C、AC/DC

D、DC/DC

4、下列电路中，不可以实现有源逆变的是（C）。

A、三相桥式全控整流电路 B、三相半波可控整流电路

C、单相桥式可控整流电路外接续流二极管

D、单相全波可控整流电路

5、三相桥式全控整流电路中，晶闸管可能承受的正反向峰值电压（D）。

A、2U2

B、U2

C、U2

D、U2

6、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（B）。

A、P组阻断，N组逆变

B、N组阻断，P组逆变

C、P组阻断，N组整流

D、N组阻断，P组整流

7、只适用于全控型电力电子器件的换流方式为（A）。

A、器件换流

B、负载换流

C、强迫换流

D、电网换流

8、把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为（B）。

A、交流调功电路

B、交流调压电路

C、交流电力电子开关

D、变频电路

9、调制法是把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用（A）作为载波。

A、等腰三角波

B、方波

C、矩形波

D、正弦波

10、采用（B）是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。

1 六、分析题（本题共2小题，共20分）

1、三相全控桥阻感负载，主回路整流变压器的接法是△/Y－5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。试问：同步变压器的的接法为？画出主回路整流变压器和同步变压器接法。

（要求给出矢量分析图）（10分）

解：∵ 有300R-C滤波环节

∴ 同步变压器接线为Y/Y4-10

四、作图题（共 2 小题，每题12分，共24分）

1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是D,y5，采用NPN管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经R-C滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。同步变压器的的接法为Y/Y-10，4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。（要给出分析过程，分析依据） 晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6

主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw -Uv

同 步 电 压

UAUaUa△△Y/Y-1Ua

2

同步变压器的钟点数为Y/Y-10,4

晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6

主电路电压 +Uu -Uw +Uv -Uu +Uw -Uv

同 步 电 压 UsU -UsW UsV -UsU UsW -UsV

2、电路与波形如图所示。（1）若在t1时刻合上K，在t2时刻断开K，画出负载电阻R上的电压波形；（2）若在t1时刻合上K，在t3时刻断开K，画出负载电R上的电压波形（ug）宽度大于360度。

（a）电路图

（b）输入电压u2的波形

3

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Ud、Id、晶闸管电流平均值IdVT、晶闸管电流有效值IVT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出ud、id、iVT2、i2 的波形图（图标清楚，比例适当）。

《电力电子技术》试题A答案

一、名词解释（每题4分，共20分）

1．PWM异步调制--载波信号和调制信号不同步的调制方式；通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的

2．PWM控制技术--即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。

3．强迫换流--设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。

4．交流电力控制电路--只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。交流调压电路——相位控制，交流调功电路——通断控制。

5．逆变--把直流电转变成交流电，整流的逆过程；分有源逆变电路和无源逆变电路

二、填空题（每空1分，共20分）

1．电力变换四大类即： 交流变直流

、交流变交流、直流变直流、直流变交流。

2．电力电子器件的损耗主要损耗： 通态 、 断态 、 开关损耗 。

3．光隔离一般采用 光电耦合器 ，磁隔离的元件通常是 脉冲变压器 。

4．晶闸管交交变频电路，当采用6脉波三相桥式电路时，电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为 20Hz 。

5．换流有： 电网 、 器件 、 强迫 、 负载换流 四种方式。

6.抑制过电压的方法之一是用__储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。

7.180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在_同一相_的上、下二个开关元件之间进行。

8.改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压基波的幅值。

9.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是(一个)较大的负电流。

10．功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快速恢复型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。

11．三相全控桥式整流电路中的六个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差

600度。

12．为防晶闸管误触发，可在晶闸管的控制极和阴极间加反向电压。