电力电子技术试题
第1章电力电子器件
J电力电子器件一般工作在—开关—状态。
2.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—。
生按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为一单极型器件_、一双极型器件_、一复合型器件_三类。
乞电力二极管的工作特性可概括为_正向电压导通，反相电压截止_。
L晶闸管的基本工作特性可概括为—正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止—。
匚逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_ （如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
^GTO勺__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
^MOSFET勺漏极伏安特性中的三个区域与GTF共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区
对应后者的—放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区—。
生按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。
旦在如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR、门极可关断晶闸管（GTO、电力晶体管（GTR、电力场效应管（电力MOSFE）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是—电力二极管—，属于半控型器件的是—晶闸管_，属于全控型器件的是_GTO、GTR、电力MOSFET IGBT _; 属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET _属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR _，属于复合型电力电子器件得有—IGBT _ ;在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力MOSFET属于电压驱动的是电力MOSFET IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO、GTR_。第2章整流电路
11.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是_0-180O_Q
虫阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中, 晶闸管控制角a的最大移相范围是_0-180O
_，其承受的最大正反向电压均为_J2U2_，续流二极管承受的最大反向电压为_J2U2_（设U2为相电压有效值）。
生单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，a角移相范围为__0-180°_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_J2U2/2_和
_J2U2；带阻感负载时，a角移相范围为0-90 °_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__J2U2_和_J2U2_；带反电动势负载时，欲使
电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。
14^单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a大于不导电角§时，晶闸管的导通角0=_n-a-^_；当控制角a小于不导电角6时，晶闸管的导通角
0=_ n-2 乞。
15.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于= J2U2_，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-150°_,使负载电流
连续的条件为_^a <30°__（U2为相电压有效值）。
鱼三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°，当它带阻感负载时，a的移相范围为0-90°。
企三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最高—的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_的相电压；这种电路ot角的移相范围是0-120 °, u d波形连续的条件是_o <60°=Q
込对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值下降。
尘电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为_J2U2―随负载加重Ud逐渐趋近于_0.9 U2_,通常设计时,应取RO_1.5-2.5_「
此时输出电压为Ud~ _1.2_U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期）。
込电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id断续和连续的临界条件是_^RC=J3_,电路中的二极管承受的最大反向电压为_J6_U2。
21^实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当a从0°?90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而_增大_，当a
从90°?180°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随ot的增大而减小。
垒逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路；对于单相全波电路，当控制角0<。<兀/2
时，电路工作在整流状态；兀/豪0（<兀时，电路工作在逆变状态。
23^在整流电路中，能够实现有源逆变的有单相全波、三相桥式整流电路等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是有直流电动势，
其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压和晶闸管的控制角口>90°,使输出平均电压Ud为负值。
24.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，当电流连续时，电动机的机械特性为一组
.平行的直线_,当电流断续时，电动机的理想空载转速将_抬高空直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行，当其处于第一象限时，电动机作_电动—运行，电动机_正—转，正组桥工作在_整流_犬态；当
其处于第四象限时，电动机做_发电_运行，电动机_反转_转,___正_组桥工作在逆变状态。
込大、中功率的变流器广泛应用的是_晶体管—触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即—脉冲的形成与放大 _、_锯齿波的
形成与脉冲移相_禾廿—同步环节_。
第3章直流斩波电路
27.直流斩波电路的形成是直流到—直流_的变换。
28^直流斩波电路最基本的两种电路是_降压斩波电路和_升压斩波电路_。
込斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制（PWM _、_频率调制_和_ （ton和T都可调，改变占空比）混合型。
込桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第_1、2、3、4_象限。
第4章交流一交流电力变换电路
31.改变频率的电路称为_变频电路_,变频电路有交交变频电路和—交直交变频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路__,后者也称为_间接变频电路
。
込单相调压电路带电阻负载，其导通控制角a的移相范围为_0-180°_,随口的增大,Uo_降低_，功率因数7」降低__。
型单相交流调压电路带阻感负载，当控制角a v叭Aarctan（时L/R））时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时间—逐渐延长_。
生把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为__交交变频电路_。
込单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由_输出电流的方向_决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据_输出电流方向和输出
电压方向是否相同_决定的。
36.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为_20Hz__。
37J矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是_全控_器件；控制方式是_斩控方式—。
38. 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。
39. 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 ________________ 。
40. 在电流型逆变器中，输出电压波形为_正弦波_波，输出电流波形为 _方波波。
41. 型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管_晶闸管、它的额定电压为_800V _______ 伏、额定有效电流为_ 100A_安。
42. 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_________ 。
43. 最常用的过电流保护措施是 _快速熔断器 _______________ 。
44. 逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为_电压型_型逆变器和 _电流型___________ 型逆变器。
45. 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； _________ 升降压_________ 斩波电路。
46. 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。
47. 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 ___ 。
48. 单结晶体管产生的触发脉冲是 _尖脉冲 ___________ 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_________ 脉
冲；可以触发 ___ 大_功率的晶闸管。
49. 直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制三种。
50. 在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是_0—；丨，负载是阻感性时移相范围是—二
51. 普通晶闸管的三个电极分别是—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I H时，导通的晶闸管关断。.。
52. 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—以电力晶体管集电极和发射极 _______ 复合而成。
53. 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；直流快速开关；等几种。
54. 晶闸管的换相重叠角与电路的_触发角a ;变压器漏抗X B;平均电流I d；电源相电压U2。等到参数有关。
55. 单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为_ I2U2一。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为—，飞丄_______ 。（电源相
电压为U?）
56. 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。
57. 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度—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—不在同一桥臂上___________________ 的两个元件。
58. 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—角，用_______ a _表示。
59. 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。
60. 型号为KS100-8的元件表示—双向晶闸管—管、它的额定电压为_800V、____________ 伏、额定电流为—100A ________ 安。
61. 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。
62.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。
63.三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
150
H Z ；
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 300 H Z ；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。
64.对三相桥式全控变流电路实施触发
时， 如米用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般取 90o 度较合适；如米用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为
60o
度。
65. 三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围
_0o--150o_，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围 _________ 0o--120o_，三相半控桥电阻性负载
时，电路的移相范围 ______ 0O--150 ________ 。 66. 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。
电力电子技术问答分析题
67. 晶闸管两端并联R 、C 吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻 R 的作用是什么？
R 、C 回路的作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。 R 的作用为：使L 、C 形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的
开通电流上升率，降低开通损耗
。、
68. 实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？
直流侧必需外接与直流电流 Id 同方向的直流电源 E ,其数值要稍大于逆变器输出平均电压
Ud ，才能提供逆变能量、
逆变器必需工作在 3 <90o ( a >90o )区域，使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网、 69. 晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？ A ：触发信号应有足够的功率、
B 触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通、 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求、
70. 单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角
a =90o 时，画出：负载电压 U d 、晶闸管VT1电压U VTI 、整流二极管 VD2电压U VD 2，在一周期内的电压波形图。
6、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么
逆变失败指的是：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导 通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败后果是严重的，会 在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的原因：一是逆变角太
小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。 71. 为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？ A 、触发电路必须有足够的输出功率；
B 、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;
移相范围应能满足主电路的要求；
72. 请在正确的空格内标出下面元件的简称：
电力晶体管GTR ;可关断晶闸管GTQ ;功率场效应晶体管-MOSFET;绝缘栅双极型晶体管」GBT ； IGBT 是 MOSFE 丁和—GTR 的复合管。
73. 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 亠 74. 多个晶闸管相并联时必须考虑—均流一的问题，解决的方法是—串专用均流电抗器。 75. 在电流型逆变器中，输出电压波形为一正弦波一，输出电流波形为—方波_。 76. 由晶闸管构成的逆变器换流方式有 _ 负载一换流和_强迫(脉冲)换流。 77. 有一晶闸管的型号为
KK200- 9,请说明KJ 快速晶闸管200表示表示—200A_ , 9表示 __________________ 900L 。
78. 单结晶体管产生的触发脉冲是 _尖脉冲_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
脉冲；可以触发—大—功率的晶闸管。
/腫
79. 普通晶闸管的图形符号是 _______ ,三个电极分别是一阳极A _阴极K_和一门极［ 晶闸管的导通条件是一阳极加正电压，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I H 时，导通的晶闸管关断 _。
80. 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 ______ ；
点丰JE
C 、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；
D 、触发脉冲的
填空
81. 单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在_ 0o—180o_变化，在阻感性负载时移相范围在P ■<.—180o变化。
82.变流电路的换流方式有—器件换流电网换流、负载换流强迫换流—等四种。
84. 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。
85. 晶闸管的换相重叠角与电路的_触发角
a_、_变压器漏抗X B 、—平均电流儿_、—电源相电压u_等参数有关。
86. 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、2匕_。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压
为_疋5_。（电源相电压为12）
87. 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
60。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。
88. 在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达 _240j 度；实际移相才能达_ 0o-180_o_度。 89. 软开关电路种类很多，大致可分成_零电压—电路、一零电流 _电路两大类。
90. 逆变器环流指的是只流经_两组反并联的逆变桥_、而不流经—负载_的电流，环流可在电路中加_采用串联电抗器—来限制。 91.
绝缘栅双极型晶体管是以—电力场效应晶体管栅极为栅极—作为栅极，以_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。
92. 晶闸管的图形符号是 ' ，三个电极分别是一阳极A 、一阴极K 、和门极G ，双向晶闸管的图形符号是_ _，它的三个极
分是—第一阳极T1、一第二阳极T2、和」门极G o
93. 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。
94. 同步电压为锯齿波的触发电路锯齿波底宽可达
_240o_度；正弦波触发电路的理想移相范围可达
180o.度，实际移相范围只有-150o_。
95. 一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，经常使用的保护方法是 一阻容保护—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_0
96. 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。
97. 电路如图所示，已知
l=1A ，R=5Q, U= 5 V
—
— I=1A O —|
|―O
------ ?
U
旦有只额定值分别为40Q 、10W 的电阻，其电流为0.5_ A,额定电压为20_V 。 99. 三极管分别有放大、饱和、截止 状态。
100. 电容的基本符号单位有
f 、uf 、mf 、pf 、nf o
四、问答分析题
1、 在晶闸管两端并联 R C 吸收回路的主要作用有哪些？其中电阻 R 的作用是什么? 答：（1） R 、C 回路的作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率， 动态均压作用。
（2） R 的作用为：使L 、C 形成阻尼振荡，不会产生振 荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。、 2、 由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。
答:
83.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
O'
r
单结晶怖管触发电路各点的电压液形（心
3、 实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？
答：(1)直流侧必需外接与直流电流Id 同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压 Ud,才能提供逆变能量。
(2)逆变器必需工作在B <90o ( a >90o )区域，使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。 4、 晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？ 答：(1)触发信号应有足够的功率。
(2) 触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 (3) 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 5、 对晶闸管的触发电路有哪些要求？
答：为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率；
门极正向偏压愈小愈好；触发脉冲
的前沿要陡、宽度应满足要求；要能满足主电路移相范围的要求；触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。 6、 正确使用晶闸管应该注意哪些事项？
答：由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多，使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外， 在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。另外，使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外，还要定期对设备进行 维护，如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。
五、计算题
1、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态。
(1) 、标出U 、E D 及i d 的方向。 (2) 、说明E 与U d 的大小关系。
解: 整流电动机状态：
电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势 E 方向上正下负，Ud 大于E ,控制角的移相范围0° ~90° 逆变发电机状态：
电流方向从上到下，电压 Ud 方向上负下正，发电机电势 E 方向上负下正，Ud 小于E ,控制角的移相范围90° ~150 2. 单相桥式全控整流电路，U 2 =100V ，负载中R =2「，L 值极大，当:=30时，要求:
(1)作出U d 、i d 和i 2的波形;
(2)求整流输出平均电压U d 、平均电流I d ，变压器二次电流有效值丨2 ； 解：(1)作图。
(3)、当a 与B 的最小值均为30度时，控制角a 的移向范围为多少
?
逆受一发电机状态
2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。 2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些？ 2.3 阅读参考文献一，说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。 2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。 3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流？ 3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数（基波功率因素）和整流输入功率因数？ 3.3 简述谐波与低功率因数（电力公害）的危害，并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。 4.1 画出降压换流器（Buck电路）的基本电路结构，简要叙述其工作原理，并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时，如何避免负载电流断续。 4.2 画出升压换流器（Boost电路）的基本电路结构，推证其输入/输出电压的变压比M表达式，说明Boost电路输出电压的外特性。 4.3 画出升降压换流器（Buck-Boost电路）的基本电路结构，说明电路工作原理，推证其输入/输出电压（电流）间的关系式。 4.4 画出丘克换流器（Cuk电路）的基本电路结构，说明电路工作原理及主要优点，推证其输入/输出电压（电流）间的关系式。 5.1 正弦脉宽调制SPWM的基本原理是什么？幅值调制率ma和频率调制率mf的定义是什么？ 5.2 逆变器载波频率fs的选取原则是什么？ 5.3 简要说明逆变器方波控制方式与PWM控制方式的优缺点。 5.4 画出三相电压型逆变器双极性驱动信号生成的电路原理图，指出图中各变量的含义，简要叙述其工作原理。 6.1 柔性交流输电系统（FACTS）的定义是什么？FACTS控制器具有哪些基本功能类型？ 6.2 什么是高压直流输电（HVDC）系统？轻型高压直流输电系统在哪些方面具有良好的应用前景？ 6.3 晶闸管控制电抗器（TCR）的基本原理是什么？晶闸管触发控制角α<90°与α=90°两种情况下等效电抗是否相等，为什么？ 6.4 作图说明静止无功发生器（SVG）的工作原理与控制方式，分析其与5.4节所述三相逆变器的异同点？ 6.5 简要说明有源电力滤波器（APF）和动态电压恢复器（DVR）的基本功能和系统组成？ 6.6 阅读参考文献三，简要说明当前在风力发电技术领域中运用的储能技术、输电技术以及滤波与补偿技术？
电力电子技术答案 2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？ 答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区，也称漂移区。低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 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，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK>0且uGK>0。 2-3. 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大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断， 可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。 2-4图2-27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I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 、I 、I 。 πππ4 π4 π2 5π4a) b)c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形 解：a) I d1= π21?π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π1?π πωω4)(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ? π π ωωπ 4 2) ()sin (1 t d t I m = 2 2m I π 21 43+ ≈0.6741I m c) I d3=π21?2 )(π ωt d I m =41 I m I 3 =? 2 2 ) (21π ωπt d I m = 2 1 I m 2-5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I d1、I d2、I d3各为多少?这时，相应的电流最大值I m1、I m2、 I m3各为多少? 解：额定电流I T(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) I m1≈4767.0I ≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b) I m2≈ 6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3= 4 1 I m3=78.5 2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答：GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构，由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2，分别具有共基极电流增益 1α和2α， 由普通晶阐管的分析可得， 121=+αα是器件临界导通的条件。1 21＞αα+两个等效晶体管过饱和而导通；
《电力电子技术》试题2 一、填空题（每空1分，共26分） 1、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。 2、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。 3、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。 4、单结晶体管的内部一共有个PN结，外部一共有3个电极，它们分别是极、极和极。 5、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发，才能得到稳定的直流电压。 6、整流是把电变换为电的过程；逆变是把电变换为 电的过程。 7、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通；低于电压时就截止。 8、逆变电路分为逆变电路和逆变电路两种。 9、由两套晶闸管组成的变流可逆装置中，每组晶闸管都有四种工作状态，分别是状态、状态、状态和状态。 10、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直流电压的装置称为器。 11、型号为KP50—7的晶闸管，其额定电流 A，额定电压 V。 二、判断题对的用√表示、错的用×表示（每小题1分、共10分） 1、只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。（） 2、晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管也会导通。（） 3、增大晶闸管整流装置的控制角α，输出直流电压的平均值会增大。（） 4、晶闸管串联使用须采取“均压措施”。（） 5、晶闸管变流可逆装置中出现的“环流”是一种有害的不经过电动机的电流，必须想办法减少或将它去掉。（） 6、普通单向晶闸管不能进行交流调压。（） 7、晶闸管变流装置会对电网电压波形产生畸变。（） 8、双向触发二极管中电流也只能单方向流动。（） 9、单结晶体管组成的触发电路也可以用在双向晶闸管电路中。（ ）
电力电子技术试题 第1章电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高 时，功率损耗主要为__开关损耗__。 3.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__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _ 双极型器件_ 、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 6.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_。 7.肖特基 二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 | 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系， 其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以 上区段具有__正___温度系数。 18.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属 于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是_ GTO 、GTR 、电力MOSFET 、IGBT _；属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET _，属于双 极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR _，属于复合型电力电子器件得有 __ IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力MOSFET，属于电压驱动 的是电力MOSFET 、IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO 、GTR _。 . 第2章整流电路 1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0-180O_。 2.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续 流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是__0-180O _ ，其承受的最大正反向电压均为___，续流二极管承受的最大反向电压为___（设U2为相电压有效值）。 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为__0-180O _，单个晶闸管 所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 和_；带阻感负载时，α角移相范围为_0-90O _， 单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为___和___；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角=_π-α-_; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=_π-2_。
现代电力电子技术第1次作业 二、主观题(共12道小题) 11.电力电子技术的研究内容？ 答：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12.电力电子技术的分支？ 答：电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13.电力变换的基本类型？ 答： 包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ （２）逆变ＤＣ－ＡＣ （３）斩波ＤＣ－ＤＣ （４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ 14.电力电子系统的基本结构及特点？ 答： 电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。' 15.电力电子的发展历史及其特点？ 答：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势 16.电力电子技术的典型应用领域？ 答：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。 17.电力电子器件的分类方式？ 答： 电力电子器件的分类 （１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 答：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。
19.维持晶闸管导通的条件是什么？ 答：流过晶闸管的电流大于维持电流。 20.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 答：I L__〉____I H 21.整流电路的主要分类方式？ 答： 按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种； 按电路结构可分为桥式电路和半波电路； 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。 22.单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。 答：180o 现代电力电子技术第2次作业 二、主观题(共12道小题) 11.单相全控桥式整流阻性负载电路中，晶闸管的移相范围________。 答：0-180o 12.有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________，且满足|Ud|<|Ed|。 答：相反 13.
《电力电子技术》试卷 一．填空（共15分，1分/空） 1.电力电子技术通常可分为（）技术和（）技术两个分支。 2.按驱动电路信号的性质可以将电力电子器件分为（）型器件和（）型器件两类，晶闸管属于其中的（）型器件。 3.晶闸管单相桥式全控整流电路带反电动势负载E时（变压器二次侧电压有效值为U ，忽略主电路 2 各部分的电感），与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为（）角，数量关系为δ=（）。 4.三相桥式全控整流电路的触发方式有（）触发和（）触发两种，常用的是（）触发。 5.三相半波可控整流电路按联接方式可分为（）组和（）组两种。 6.在特定场合下，同一套整流电路即可工作在（）状态，又可工作在（）状态，故简称变流电路。 7.控制角α与逆变角β之间的关系为（）。 二．单选（共10分，2分/题） 1．采用（）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。 A.直流断路器 B. 快速熔断器 C.过电流继电器 2．晶闸管属于（）。 A.不可控器件 B. 全控器件 C.半控器件 3．单相全控桥式整流电路，带阻感负载（L足够大）时的移相范围是（）。 A．180O B.90O C.120O 4．对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说，正常工作时触发脉冲相位应依次差（）度。 A.60 B. 180 C. 120 5．把交流电变成直流电的是（）。 A. 逆变电路 B.整流电路 C.斩波电路 三．多选（共10分，2分/题） 1．电力电子器件一般具有的特征有。 A.所能处理电功率的大小是其最重要的参数 B.一般工作在开关状态 C.一般需要信息电子电路来控制 D.不仅讲究散热设计，工作时一般还需接散热器 2．下列电路中，不存在变压器直流磁化问题的有。 A.单相全控桥整流电路 B.单相全波可控整流电路 C.三相全控桥整流电路 D.三相半波可控整流电路 3．使晶闸管关断的方法有。 A.给门极施加反压 B.去掉阳极的正向电压 C.增大回路阻抗 D.给阳极施加反压 4．逆变失败的原因有。 A.触发电路不可靠 B.晶闸管发生故障 C.交流电源发生故障 D.换相裕量角不足 5．变压器漏抗对整流电路的影响有。 A.输出电压平均值降低 B.整流电路的工作状态增多 C.晶闸管的di/dt减小 D.换相时晶闸管电压出现缺口 四．判断（共5分,1分/题） 1.三相全控桥式整流电路带电阻负载时的移相范围是150O。（） 2.晶闸管是一种四层三端器件。（）
电力电子技术 试题（A ） 注：卷面85分，平时成绩15分 一、 回答下列问题 1、下列器件的分类表中，将符合每一类别的全部选项添入表中。（8分） 选项：（根据选项填空时，只需写选项的代号，如：A,B,….） A. SCR F.电力二极管 。 2、判断下列各题的正确性，正确的打“√”，不正确的打“×” 。（6分） （1） 某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V ，反向重复峰值电压700V ，则该晶 闸管的额定电压是700V 。（ ） 第 1 页 （共 8 页） 试 题：电力电子技术 班号： 姓名：
（2） 对于输入接整流变压器的可控整流电路，变压器存在直流磁化的有三相半波 整流电路、单相半波整流电路和单相全波整流电路。（ ） （3）单相全控桥式变流电路，“阻感——反电势” 负载，已知60β=o ，2100U V =， 50E V =,电路处于可逆变状态。 （ ） 3、画出全控型器件RCD 关断缓冲电路，并分析缓冲电路中各元件作用。（6分） 第 2 页 （共 8 页） 试 题： 电力电子技术 班号： 姓名：
二、对于三相全控桥式变流电路，在不同的负载形式和控制要求下， 回答下列问题。 1、 画出该电路带“阻感——反电势” 负载，并工作于整流方式时的电路图 （要标明反电势极性）。（5分） 3、设该电路为大电感负载且工作于整流状态，V U 1002=，负载中E=47V ， Ω=5R ,当60α=o 时，试计算整流输出平均电压d U 、负载电流d I 和晶闸管电流 平均值dVT I 。（5分） 第 3 页 （共 8 页） 试 题：电力电子技术 班号： 姓名： u u u 2、当该电路工作于整流状态时，设触发角60α=o 且负载电流连 续，请在图中画出此时整流器 输出电压u d 和晶闸管电流1VT i 在一个周期内的波形。（5分） i VT10
现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/0e7946699.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/0e7946699.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
20××－20××学年第一学期期末考试 《电力电子技术》试卷(A) （时间90分钟 满分100分） （适用于 ××学院 ××级 ××专业学生） 一、 填空题（30分,每空1分）。 1．如下器件：电力二极管（Power Diode ）、晶闸管（SCR ）、门极可关断晶闸管（GTO ）、电力晶体管（GTR ）、电力场效应管（电力MOSFET ）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有 ________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是________，属于电流驱动的是________。（只写简称） 2．单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为 _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 ；带阻感负载时，α角移相范围为 ，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 。 3．直流斩波电路中最基本的两种电路是 和 。 4．升降压斩波电路呈现升压状态时，占空比取值范围是__ _。 5．与CuK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有 、 和 。 6．当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz 时，单相交交变频电路的输出上限频率约为 。 7．三相交交变频电路主要有两种接线方式，即 _和 。 8．矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是 ；控制方式是 。 9．逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为 型逆变器和 型逆变器。 10．把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为 。 二、简答题（18分,每题6分）。 1．逆变电路多重化的目的是什么？如何实现？串联多重和并联多重逆变电路各应用于什么场合？ 2．交流调压电路和交流调功电路有什么异同？ 3．功率因数校正电路的作用是什么？有哪些校正方法？其基本原理是什么？ 三、计算题（40分，1题20分，2题10分，3题10分）。 1．一单相交流调压器，电源为工频220V ，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH 。 试求：①开通角α的变化范围；②负载电流的最大有效值；③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；④当2πα＝时，晶闸管电流有效值，晶闸管导通角和电源侧功率因数。 2．.三相桥式电压型逆变电路，工作在180°导电方式，U d =200V 。试求输出相电压的基波幅值U UN1m 和有效值U UN1、输出线电压的基波幅值U UV1m 和有效值U UV1、输出线电压中7次谐波的有效值U UV7。 3 ．如图所示降压斩波电路E=100V ，L 值极大，R=0.5Ω，E m =10V ，采用脉宽调制控制方式，T=20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值
现代电力电子技术发展及其应用 摘要：电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。 一、引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台，标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢？电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前，电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断出现，特别是与微控制器技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压
和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 3、变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能
德州科技职业学院机电系14级机电专业 期末考试试题 《电力电子技术》试卷 一、选择（每题1.5分，共60分） 1、 晶闸管内部有（ ）个PN 结。 A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 2、晶闸管在电路中的门极正向偏压（ ）越好。 A 、越大 B 、越小 C 、不变 D 、越稳定 3、晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（ ）来表示的。 A 、有效值 B 、最大值 C 、平均值 D 、瞬时值 4、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（ ）个电极。 A 、一个 B 、两个 C 、三个 D 、四个 5、下列电力半导体器件电路符号中，表示IGBT 器件电路符号的是（ ） 6、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 7、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 8、比较而言，下列半导体器件中性能最好的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 9、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的的是（ ） A 、IGBT B 、MOSFET C 、GTR D 、GTO 10、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（ ） A 、IPM B 、MOSFET C 、IGBT D 、GTO 11、逆变电路输出频率较高时，电路中的开关元件应采用（ ） A 、晶闸管 B 、单结晶体管 C 、电力晶体管 D 、绝缘栅双极型晶体管 12、电力场效应管MOSFET 适于在（ ）条件下工作 A 、直流 B 、低频 C 、中频 D 、高频 13、要使绝缘栅双极型晶体管导通，应（ ） A 、在栅极加正电压 B 、在集电极加正电压 C 、在栅极加负电压 D 、
电力电子技术模拟试题2（开卷，时间：120分钟） （所有答案必须写在答题纸上） 一、填空题（40分，每空1分） 1. GTO的结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 2.GTO的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极使其关断。 3. GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度,导通时管压降。 4. GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值I GM之比称 为, 该值一般很小，只有左右，这是GTO的一个主要缺点。 5. GTR导通的条件是：且。 6. 在电力电子电路中GTR工作在开关状态, 在开关过程中，在区和 区之间过渡时，要经过放大区。 7. 电力MOSFET导通的条件是：且。 8. 电力MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的、前者的饱和区对应后者的、前者的非饱和区对应后者的。 9.电力MOSFET的通态电阻具有温度系数。 10.IGBT是由和两类器件取长补短结合而成的复合器件10.PWM控制的理论基础是原理，即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。 11.根据“面积等效原理”，SPWM控制用一组的脉冲（宽度按 规律变化）来等效一个正弦波。 12.PWM控制就是对脉冲的进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM波是等效波形，SPWM控制得到的是等效波形。 13.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称控制方式，PWM 波形在正负极性间变化的控制方式称控制方式，三相桥式PWM型逆变电路采用控制方式。 14.SPWM波形的控制方法：改变调制信号u r的可改变基波幅值；改变
电力电子技术期末考试 试题及答案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
电力电子技术试题 第1章电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为__开关损耗__。 3.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__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_、_双极型器件_、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 6.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_。 7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。 18.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是_GTO 、GTR 、电力
考试试卷 一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分） 1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。 2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。 3、晶闸管的导通条件是。 4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为U DSM U BO。 5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。 6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。 7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是 触发方法。 8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。 9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。 10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。 11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。 12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。 13、有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压U d的极性必 须保证与直流电源电势E d的极性成相连，且满足|U d|<|E d|。 14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取，以保 证逆变时能正常换相。 15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。设正弦调制波的频率为f r，三 角波的频率为f c，则载波比表达式为K= 。 16、抑制过电压的方法之一是用吸收可能产生过电压的能量，并用 电阻将其消耗。 17、斩波器的时间比控制方式分为、、三种方式。 二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分） 1、晶闸管的伏安特性是指( ) A、阳极电压与门极电流的关系 B、门极电压与门极电流的关系 C、阳极电压与阳极电流的关系 D、门极电压与阳极电流的关系
电力电子技术试题
第 1 章 电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 6.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_。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 18.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力 MOSFET）、绝缘 栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是_ GTO 、GTR 、电力 MOSFET 、 IGBT _；属于单极型电力电子器件的有_电力 MOSFET _，属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO 、GTR _，属于复合型电力电子器件得有 __ IGBT _；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力 MOSFET，属于电压驱动的是电力 MOSFET 、IGBT _，属于电流驱动的是_晶闸管、
GTO 、GTR _。2、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
；
第 2 章 整流电路 1.电阻负载的特点是_电压和电流成正比且波形相同_，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角 α 的最大移相范围是_0-180O_。 2.阻感负载的特点是_流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角 α 的最大移相范围是__0-180O
_ ，其承受的最大正反向电压均为_ 2U2 __，续流二极管承受的最大反向电压为__ 2U2 _（设 U2 为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α 角移相范围为__0-180O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 2U2 2 和_ 2U2 ；
带阻感负载时，α 角移相范围为_0-90O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__ 2U2 _和__ 2U2 _；带反电动势负载时，欲使电阻上的电
流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。
5.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压 UFm 等于__ 2U2 _，晶闸管控制角 α 的最大移相范围是_0-150o_，使负载电流连
续的条件为__ 30o __(U2 为相电压有效值)。
6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120o _，当它带阻感负载时， 的移相范围为__0-90o _。 7.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最高__的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_
的相电压；这种电路
角的移相范围是_0-120o _，ud 波形连续的条件是_ 60o _。
8.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值__下降_。
11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当
从 0°～90°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随
的增大而 _增大_，
当
从 90°～180°变化时，整流输出的电压 ud 的谐波幅值随
的增大而_减小_。
12. 逆 变 电 路 中 ， 当 交 流 侧 和 电 网 连 结 时 ， 这 种 电 路 称 为 _ 有 源 逆 变 _ ， 欲 实 现 有 源 逆 变 ， 只 能 采 用 __ 全 控 _ 电 路 ； 对 于 单 相 全 波 电 路 ， 当 控制 角
0<
<
时，电路工作在__整流_状态；
时，电路工作在__逆变_状态。
13.在整流电路中，能够实现有源逆变的有_单相全波_、_三相桥式整流电路_等（可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是_有直流电动势，
其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压_和__晶闸管的控制角 a > 90O，使输出平均电压 Ud 为负值_。 第 3 章 直流斩波电路
1.直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。
2.直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路 和_升压斩波电路_。
3.斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制（PWM）_、_频率调制_和_（ton 和 T 都可调，改变占空比）混合型。
6.CuK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有__升压斩波电路___、__Sepic 斩波电路_和__Zeta 斩波电路__。
7.Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：_ Sepic 斩波电路_的电源电流和负载电流均连续，_ Zeta 斩波电路_的输入、输
出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为__正_极性的 。
8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第__1__象限，升压斩波电路能使电动机工作于第__2__象限，_电流可逆斩波电路能
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现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合