电力电子技术复习题及答案

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三、填空（每空1分,共30分）

1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管 GTR ；可关断晶闸管 GTO ；功率场效应晶体管 MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT是 MOSFET 和 GTR 的复合管。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦，输出电流波形为方波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管、它的额定电压为 800 伏、额定有效电流为 100 安。

6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。

7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。

8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。环流可在电路中加电抗器来

限制。为了减小环流一般采用控制角α 大于 β的工作方式。

9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。（写出四种即可）

10、双向晶闸管的触发方式有 Ⅰ+ 、 Ⅰ- 、 Ⅲ＋、 Ⅲ- 四种。 11、双向晶闸管的触发方式有：

I+ 触发：第一阳极T1接正电压，第二阳极T2接负电压；门极G接正电压，T2接负电压。 I- 触发：第一阳极T1接正电压，第二阳极T2接负电压；门极G接

负电压，T2接正电压。

Ⅲ+触发：第一阳极T1接负电压，第二阳极T2接正电压,门极G接正电压，T2接负电压。

Ⅲ-触发：第一阳极T1接负电压，第二阳极T2接正电压；门极G接负电压，T2接正电压。 12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。

13、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。 14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK 快速晶闸管； 200表示表示 200A ，9表示 900V 。

15、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强

触发脉冲；可以触发大功率的晶闸管。

16、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定

电压可选为

?1.5?2倍?2220V；晶闸管的额定电流可选为

?1.5?2倍?151.57A 。

17、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为零电压电路与零电流电路两大类。

18、对异步电动机实施变频调速控制，通常的控制方式有恒压频控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等四种。 19、PWM逆变电路的控制方法有计算法、调制法、跟踪控制法三种。其中调制法又可分为异步调控法、同步调控法两种。

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20、通常变流电路实现换流的方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流四种。

21、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是 0??，负载是阻感性时移相范围是 ??? 。 22、在电力晶闸管电路中，常用的过电压保护有避雷器；阻容吸收；硒堆；压敏电阻和整流式阻容吸收等几种。 23、提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容几种。 24、目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有GTO、GTR、 MOSFET、 IGBT几种。

25、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K 和门极G 晶闸管的导通条件

是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断 .。

26、可关断晶闸管的图形符号是；电力场效应晶体管的图形符号是绝缘栅双极晶体管的图形符号是；电力晶体管的图形符号是；

27、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极作为栅极，以电力晶体管集电极和发射极作为发射极与集电极复合而成。

28、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有快速熔断器；电路串电抗器；过流时快速移相；和直流快速开关等几种。 29、晶闸管的换相重叠角与电路的触发角α 、变压器漏抗XB、平均电流Id、电源相电压U2等到参数有关。

30、双向晶闸管的图形符号是，三个电极分别是第一阳极T1，第二阳极T2 和门极G ；双向晶闸管的的触发方式有 I+ 、 I- 、 III+ 、 III

31、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2反向电压为 6U2。（电源相电压为U2）

32、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用大于60o小于120o的宽脉冲触发；二是用脉冲前沿相差60o的双窄脉冲触发。

33、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达 240度；实际移相

才能达0-180度。

34、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有恒压频比控制、转差劲频率控制、矢量控制、直接转矩控制。 35、软开关电路种类很多，大致可分成零电压电路、零电流电路两大类。 36、

37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为控制角，用

a表示。

2U2 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大

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38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压，经常使用的保护方法是阻容保护而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有压敏电阻和硒堆。

39、交流零触发开关电路就是利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断的。

40、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管、它的额定电压为 800 伏、额定电流为100安。

41、实现有源逆为的条件为要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压和逆变桥必须工作在β<90o（即α>90o）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。

42、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组整流状态、逆变状态、

反组整流状态、逆变状态。

43、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量后送给电网的装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的正向电压；在门极加上正向门极电压，并形成足够的门极触发电流，晶闸管才能导通。

45、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥与三相桥式半控整流桥电路会出现失控现象。

46、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为150HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电

压波形脉动频率为300HZ；这说明三相桥式全控整流桥电路的纹波系数比三相半波可控流电路电路要小。

47、造成逆变失败的原因有逆变桥晶闸管或元件损坏、供电电源缺相、逆变角太小、触发脉冲丢失或未按时到达等几种。

48、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于掣住电流之前，如去掉触发脉冲，晶闸管又会关断。

49、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取90度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为60度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围0-150，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围0-120，三

相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围0--180 。

51、锯齿波触发电路的主要环节是由同步环节、锯齿波形成、脉冲形成、

整形放大、强触发及输出环节组成。

52、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型逆变器和电流型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常

由可控整流输出在最靠近逆变桥侧

用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120度。

53、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到等高不等宽

脉冲列来等效正弦波。

54、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有定频调宽控制、

定宽调频控制、脉宽和频率同时控制三种。

55、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于1.57倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效

电流为1.57安培。通常在选择晶闸管时还要留出1.5-2倍的裕量。

56、晶闸管的维持电流IH是指在标准室温温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须

的最小阳极电流。

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57、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有两相导电；晶闸管每隔60度换一次流，每只晶闸管导通120度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端相反，所以以两绕组的电流方向也相反，因此变压器的铁心不会被磁化。 58、三相桥式全控整流电路是由一组共阴极三只晶闸管和一组共阳极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔60°换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通120度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，，一个是共阴极的，另一个是共阳极的元件，且要求不是在同一桥臂上的两个元件。 59、PWM逆变电路的控制方式有正弦波、单项正弦波、双极性正弦波。

60、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路；升压斩波电路；升降斩波电路。四、计算题（每小题10分,共20分）

1、一台工业炉原由额定电压为单相交流220∨供电，额定功率为10千瓦。现改用双向晶闸管组成的单相交流调压电源供电，如果正常工作时负载只需要5千瓦。试问双向晶闸管的触发角α应为多少度？试求此时的电流有效值，以及电源侧的功率因数值。

2、已知自耦变压器基本绕组为1-0，调整绕组1-3与1-2之间的匝数是1-0的10％。试分析图示两组反并联晶闸管组成

的电路，是如何实现在输入电压波动时，使输出电压∪0保持稳定？

3、在图示交流调压电路中，已知U2＝220V负载电阻RL＝10Ω，当触发角α＝90°时，计算RL吸收的交流电功率是多少？

并画出RL上的电压波形图。导通区用阴影线表示。

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4、在图示升压斩波电路中，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40μs，ton=25μs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。

5、三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感性负载，R=5Ω，L值极大。当控制角α=60o时，求：

A、画出ud、id、iVT1、的波形。

B、计算负载平均电压Ud、平均电流Id、流过晶闸管平均电流IdVT和有效电流IVT的值。

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