电力电子技术期末复习考卷综合(附答案-题目配知识点)

1、1、 填空题：1、 电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造技术和 变流技术 。2、 举例说明一个电力电子技术的应用实例 变频器、 调光台灯等 。3、 电力电子承担电能的变换或控制任务，主要为交流变直流（ACDC）、直流变交流（DCAC）、直流变直流（DCDC）、交流变交流（ACAC）四种。4、 为了减小电力电子器件本身的损耗提高效率，电力电子器件一般都工作在 开关状态，但是其自身的功率损耗（开通损耗、关断损耗）通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都需要安装 散热器 。5、 电力电子技术的一个重要特征是为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括三个方面：通态损耗、断态损耗和 开关损耗 。6、 通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM中较 小 标值作为该器件的额电电压。选用时，额定电压要留有一定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的23倍。7、 只有当阳极电流小于 维持 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。导通：正向电压、触发电流 （移相触发方式）8、 半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现 失控 现象，

2、为了避免单相桥式半控整流电路的失控，可以在加入 续流二极管 来防止失控。9、 整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值 降低 。10、 从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为 触发角 。 从晶闸管导通到关断称为导通角。单相全控带电阻性负载触发角为180度三相全控带阻感性负载触发角为90度11、 单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 22U1 。（电源相电压为U1）三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为2.45U2 。（电源相电压为U2）为了保证三相桥式可控整流电路的可靠换相，一般采用 双窄脉冲 或者宽脉冲触发。12、 四种换流方式分别为 器件换流 、电网换流 、 负载换流 、 强迫换流 。13、 强迫换流需要设置附加的换流电路，给与欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。14、 直流直流变流电路，包括 直接直流变流电路 电路和 间接直流变流电路 。（是否有交流环节）15、 直流斩波电路只能实现直流 电压大小 或者极性反转的作用。6种斩波电路：电压大小变换：降压斩波电路（buck变换器)、升压斩波电路、Cuk斩波

3、电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路升压斩波电路输出电压的计算公式 U=E =1- 。降压斩波电路输出电压计算公式： U=E =占空比，E=电源电压 直流斩波电路的三种控制方式是PWM、 频率调制型 、 混合型 。16、 交流电力控制电路包括 交流调压电路 ，即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路， 调功电路 即以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路， 交流电力电子开关即控制串入电路中晶闸管根据需要接通或断开的电路。17、 普通晶闸管（用正弦半波电流平均值定义）与双向晶闸管的额定电流定义不一样，双向晶闸管 的额定电流是用电流有效值来表示的。（双向晶闸管工作在交流电路中，正反向电流都可以流过）18、 斩控式交流调压电路 交流调压电路一般采用全控型器件,使电路的功率因数接近1。19、 PWM控制技术的理论基础是 (面积等效原理)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 20、 PWM调制中常用的计算法有 特定谐波消去法 。 .21、 PWM逆变电路的控制方法有 计算法 、 调

4、制法 和 规则采样法 三种。其中调制法又可以分为 同步调制 和 异步调制 两种.（同步调制：载波比相等）22、 直流斩波电路的三种控制方式是PWM、 频率调制型 、 混合型 。23、 在调制信号上叠加 直流分量（三次谐波） 可以提高直流电压利用率。改变调制信号的频率就可以改变输出直流信号的频率改变调制比可以改变输出电压有效值电力电子器件串联必须考虑静态和动态 均压 （每个器件并联一个电阻） 。 静态均压：每个器件并联电阻 动态均压：每个器件串联电容 并联时要考虑均流 方法：一般是串联电感24、 电力电子器件的驱动电路的目的是给器件施加 开通、关断 的信号，提供控制电路与主电路之间的 电气隔离 。（光隔离（光耦）、磁隔离（变压器）等等）25、 电力MOSFET和IGBT由于具有正温度系数，所以在并联使用时能够实现 均流 。26、 晶闸管额定电流为100A，通过半波交流电时，电流的波形系数为Kf=1.57，电流的有效值计算为，则通过电流最大值为 314 A。27、 单相交流调压电阻性负载电路的移相范围在0度180度 内，在阻感性负载时移相范围在功率因素角 180度 内。28、 交流调压电路

5、和交流调功电路异同点： 电路结构相同，控制方式不同，（交流调压电路采用移相触发对一个周期内导通角控制，调功电路对导通周波数与阻断周波数的比值进行控制） 。29、 电压型逆变电路中的反馈二极管的作用是 给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道 。30、 180导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一相上下两个桥臂 元件之间进行；而120导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 上桥臂或者下桥臂组内 上的元件之间进行的。31、 在SCR(Silicon Controlled Rectifier)、GTO(Gate Turn-Off Thyristor)、GTR(Giant Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)中半控型器件有 SCR ，全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT ，电流驱动器件有 SCR、GTO、GTR 。32、 单相桥式可控整流电路带电阻性负载，在控制角为a时，其输出的直流电压为 。3

6、3、 带平衡电抗器的双反星型可控整流电路中平衡电抗器的作用是 使两组三相半波整流电路能够同时导电 。34、 有源逆变最小逆变角bbmin=d +g + q，其每个参数的意义是 dd：晶闸管关断时间，gg ：换相重叠角， q：安全裕量角 。35、 单相电压型桥式逆变电路输出给负载的电压波形是方波，电流波形是 近似正弦波 。36、 三相电流型桥式逆变电路的换流一般为同一组桥臂组内换流，称为 横向换流 。37、 交交变频是一种直接变频，其输出的电压是由多段电网电压拼接而成，决定了其输出频率不高，当采用50Hz工频电压，三相六脉波桥式逆变电路，其输出的上限频率一般不超过 20Hz 。38、 晶闸管串联使用的动态均压方法是 电阻电容串联后并联到晶闸管两端 。2、 简答题：1、 晶闸管的触发电路有哪些要求？1触发电路发U的触发信号应具有足够大的功率2不该触发时，触发电路因漏电流产生的漏电压应小于控制极不触发电压UGT3触发脉冲信号应有足够的宽度，4触发脉冲前沿要陡5触发脉冲应与主回路同步，且有足够的移相范围。导通：正向电压、触发电流 半控：晶闸管 全控：门极可关断晶、电力晶体管、电力场效应管，IG

7、BT电流控门极可关断晶、电力晶体管、 电压控 电力场效应管，IGBT半控型器件有 SCR（晶闸管） ，全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT 电流驱动器件有 SCR、GTO、GTR 电压型驱动器件：MOSFET、IGBT半控器件：大电压大电流，即大功率场合全控器件：中小功率2、 具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路中，因为变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题（变压器变流时双向流动的就没有磁化 存在磁化的：单相半波整流、三相半波整流）3、 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。在电流型逆变电路中,直流

8、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。电压型有电容器（电源侧），电流型一般串联大电感4、 绘制直流升压斩波电路原理图。直流降压斩波电路：升降压：5、 电压型逆变电路的特点。（1）直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；(2)输出电压为矩形波（电流为正弦波），输出电流因负载阻抗不同而不同；(3)阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。电流型压型逆变电路的特点 流侧串联有大电感，交流侧输出电流为矩形波（电压为正弦波），并且与负载阻抗角无关。 不必给开关器件反并联二极管6、 什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？（频率高异步调制，频率低同步调制）分段调制优点：1载波频率不会太高 2开关损耗不会太大 3载波频率在低频时不会太低波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中，通常保持载波频率fc固定不变，因而当信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。异步调制的主要特点是

9、：在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。而当信号波频率增高时，载波比N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。这就使得输出PWM波和正弦波的差异变大。对于三相PWM型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率fc也很低。fc过低时由调制带来的谐小组不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率fc会过高。使开关器件难以承受。此外，同步调制方式比异步调制方式复杂一些。分段同步高调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的

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