第一章
电力电子技术的概念
根据电力电子器件的特性、采用一种有效的静态变换和控制方法，将一种电能形式转换为另一种电能形式的技术。
电力电子功率变换的分类 AC/DC 变换 整流器 DC/AC 变换 逆变
有源逆变 DC/AC 变换时，交流输出与电网相连。
无源逆变 DC/AC 变换时，交流输出直接与负载相连 。 AC/AC 变换 变频器 DC/DC 变换 直流斩波 第二章
功率半导体器件分类
不可控型: 功率二极管:导通和关断均由电路潮流决定。
半可控型: 晶闸管:在器件在承受正向电压时，由控制信号控制器件的导通，而关断状态由电路潮流决定。
全控型: 可控开关 :由控制信号控制器件的导通和关断。 绝缘栅双极晶体管（IGBT ） 门极可关断晶闸管（GTO ） 电力场效应晶体管（MOSFET ） 双极结型晶体管（BJT ）
绝缘栅门极换流晶闸管（IGCT ）
二极管的工作原理、特性和分类
当功率二极管承受正向电压时，它的正向导通压降很小，大约在1V 左右。 当功率二极管承受反向电压时，只有极小的漏电流可通过该器件。 正向平均电流IF （AV ）
设正弦半波电流的峰值为Im ，则额定电流为:
()
I 1I sin ()2m
F AV m I td t π
ωωπ
π
==
?
额定电流有效值为：
I 2
m
F I =
=
某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流的波形系数:
f K =电流有效值电流平均值()F F AV I 1.57
I 2f K π==≈
额定电流IF(AV)=100A 的电流功率二极管，其额定电流有效值IF =Kf IF(AV)=157A 。
正向压降UF
几种常用的功率二极管 肖特基二极管 快恢复二极管 工频二极管
—晶闸管承受正向电压时，在门极注入正向脉冲电流可将它触发导通。
晶闸管一旦开始导通，门极就失去控制作用。不论门极触发电流是否存在，晶闸管都保持导通。
通过外电路使阳极电流反向，并且降到接近于零的某一数值，可使已导通的晶闸管关断。
晶闸管通过电源电压的正半波控制其导通。当晶闸管电流开始反向时，电源电压变负，晶闸管所承受的电压也同时反向。理想晶闸管将会使其电流在t=T/2后立即变为0 。
波形如图所示。
额定电压U R
选用晶闸管时，应使其额定电压为正常工作电压峰值UM的2~3倍，以作为安全裕量。
U R=(2~3)U M
根据所使用具体电流波形来计算出允许使用的电流平均值选用晶闸管时，设三相工频半波电流峰值为Im时的波形，通态平均电流为：
()0
I
1
I sin()
2
m
T AV m
I td t
π
ωω
ππ
==
?
正弦半波电流有效值为：
2
I
1
(I sin)()
22
m
m
I t d t
π
ωω
π
==
?
晶闸管有效值与通态平均电流的比值为：
()
AV
I
1.57
I2
T
π
=≈
有效值与平均值的比为(波形系数)：
()
1.57
f d T AV
I K I I
=≈
实际电路中，由于晶闸管的热容量小，过载能力低，因此在实际选择时，一般取1.5~2倍的安全系数，故在给定晶闸管的额定电流后，可计算出该晶闸管的任意波形时允许的电流平均值为：
()
1.57
(1.5~2)
T AV
d
f
I
I
K
=
半导体功率器件开关能量损耗的计算
()()
1
()
2
s c on c off
d s
P U I f t t
=+
1
1
cos?
?
?
=I
U
P
—
可控开关的理想特性描述
① 关断时，不论正、反向阻断电压有多高，都没有电流流过该器件。 ② 导通时，压降为零，此时可传导任意大的电流。
③ 该器件一旦被触发，立即从导通状态到关断状态，反之亦然。 ④ 该器件只需很小的电流就能触发。
BJT 、达林顿管、MOSFET 、GTO 和IGBT 的基本原理 IGBT
像MOSFET 一样，IGBT 的输入阻抗高，只需很小的能量来开关器件。 如同BJT 一样，即使当它承受较高电压时，它的导通压降也很小。 与GTO 类似，IGBT 能够被设计承受一定的反向压降。
IGBT 的耐压可以做得较高，最大允许电压UCEM 可达4500V 以上。
第三章
似稳态过程的概念
电力电子技术的应用中非正弦的稳态运行过程。
网络换流整流器单相桥路：视在功率，有功功率，畸变功率和谐波
S=UI=UId απcos 22d UI P = απ
sin 221d UI Q =
2
122Q P S D --= d I U D ?-=2
81π
畸变功率与控制角a 无关，但在电压、电流中产生以下特征频率分量: 网络电流: n = 1,3,5,7,9,11,? 输出电压: m = 0,2,4,6,8,?
网络换流整流器三相桥路：视在功率，有功功率，畸变功率和谐波
交流侧总电流i s 和对应的基波电流有效值i s1分别为：
d s I I 32
=
d s I I π
321=
2122Q P S D --= d s UI UI S 23== απ
cos 2
3
d UI P =
απ
sin 2
31d UI Q =
2
9
12π
-
=d UI D
此处的畸变功率与控制角a 无关
① 与单相整流桥路相同，但没有3及3的倍数次谐波 n = 1，5，7，11，13，17，19……
② 直流电压中的谐波 m = 0，6，12，18……
直流电流的谐波次数： m = k ×p ， k = 0,1,2,3,?
交流侧电流中的谐波次数 n = k ×p ±1，k =1,2,3,…
以上各式中， p 为每周期的脉冲次数。
稳态下的非正弦波形：THD，PF, DPF，浪涌（峰值）系数的计算
电流的总谐波含有量为：
∑
≠
??
?
?
?
?
?
=
-
?
=
?
=
1
2
1
1
2
1
2
1
100
100
100
%
h s
sh
s
s
s
s
dis
i I
I
I
I
I
I
I
THD
浪涌系数:电流峰值和电流有效值的比值
s
peak
s
I
I
.
=
非正弦量的功率因数（PF）: PF=P/S
1
1
11
cos
cos
s s s
s s s
U IφI
PFφ
V I I
==
位移功率因数（DPF ): DPS=cos j1
非正弦电流条件下的功率因数:
1s
s
I
PF DPF
I
=
傅立叶级数的展开方法，及其在谐波分析中的应用（基波和谐波的表达式、幅值、有效值的计算）
方波：?
?
?
??
?
+
+
+
=L
)
5
sin(
5
1
)
3
sin(
3
1
)
sin(
4
)(t
t
t
A
t
fω
ω
ω
π
第四章
单相桥式二极管整流电路Ls=0 的波形和计算(输出电压、交流侧电流有效值、谐波表达式、基波分量、谐波分量、功率因数）.
s
s
U
U
U9.0
2
π
2
d
=
=
Is=Id
d
d
s
I
I
I9.0
2
2
1
=
=
π
为奇数
为偶数
1
h
h
/h
I
I
s
sh
?
?
?
=
谐波总畸变率为：THD=48.43%
i s1波形曲线与u s波形同相位: DPF=1.0
9.0
I
I
1=
=
s
s
DPF
PF
右图所示单相二极管整流电路，L s为零，直流侧为恒定电流，Id=10A。试计算负载所吸收的平均功率。
①若u s为正弦电压曲线，
U s = 120V，频率50Hz；
②若us为下图所示的矩形波。
(1) us为正弦电压曲线，U s = 120V，
∴Ud=0.9Us=108V
Pd=UdId=1080W
(2) 根据整流电路的工作原理可知，直流输出电
压波形如图所示，所求平均电压和负载吸收的功率分别为：
()()
V
U
d
33
.
133
3
2
200
180
60
120
200
=
?
=
?
?
?
+
?
?
=
W
I
U
P
d
d
d
3.
1333
=
=
单相桥式二极管整流电路Ls>0 的波形和计算(换相重叠角、输出电压）
换流：电流从一个二极管转到另一个二极管的过程。
换流重叠角:换流时间所对应的电角度用符号r表示
单相半波：
s
d
s
U
I
L
2
1
cos
ω
γ-
=
s
U
U45
.0
d0
=
d
s
d
I
L
A
U
π2
2π
ω
γ=
=
?
d
π2
45
.0I
L
U
U s
s
d
ω
-
=
单相全波
d
s
s I
U
L
2
2
1
cos
ω
γ-
=
π
2
9.0
π
d
s
d0
d
I
L
U
A
U
U
s
ω
γ-
=
-
=
分析图中电路的换流基本过程，其中us 为正弦电压曲
线，Id = 10A 。
① Us =120V ，频率50Hz ，Ls =0，计算Ud 和平均功率Pd ；
② Us = 120V ，频率50Hz ，Ls =5mH ，计算g 、
Ud 和Pd ；
(1) Ls = 0
V
U U s d 5412045.02
9.0=?==W I U P d d d 5401054=?==
(2)Ls =5mH
9074
.0120
210
105502121cos 3=?????-=-=-πωγs d
s U I L ∴ r = 24.85°
V I L U U d s s d 5.5110210550212045.0245.03
=????-?=-=-πππωW I U P d d d 515105.51=?==
三相桥式二极管整流电路Ls=0 的波形和计算(输出电压、交流侧电流有效值、谐波表达式、
基波分量、谐波分量、功率因数）.
六脉动整流电路
直流电压由6个线电压的部分区间所形成，每个二极管导通120°
LL LL LL
π/6π/6d035.12π
3
)(d cos 23/π1U U t t U U ===
?-ωω U U d 34.20= 线电流is 的有效值d d s 816.03
2
I I I ==i s 的基波分量is1的有效值为: d d s178.06π
1
I I I ==
i s1与相电压u s 同相位,所以： DPF=1.0
h I I h 1
s s =
h = 5，7，11，13，… 955.0π
3
PF ==
LL
d
s 221cos U I L ωγ-=
d s d
s d π
3
3
/πI L I L U ωω=
=
? d s LL d d0d π
3
35.1I L U U U U ω-=?-=
第五章
单相全控桥整流电路Ls=0 （纯电阻负载、阻感负载、反电动势负载）的波形和计算(输出电压、交流侧电流有效值、谐波表达式、基波分量、谐波分量、功率因数）
s
s s d U U t d t U U 9.02
2)(sin 21
0==
?=
?
π
ωωππ
α
απ
ωωπ
α
παcos 9.0cos 2
2)(sin 21
s s s d U U t d t U U ==
?=
?
+)cos 1(9.00ααα-=-=?s d d d U U U U
交流有效值等于对应的直流电流: Is =I d
d d s I I I 9.022
1==π h I I s sh 1=
位移功率因数为：DPF=cos
=cosa
αcos 9.01
==
DPF I I PF s
s 单相全控桥整流电路Ls>0 的波形和计算(换相重叠角、输出电压）
s
d
s U I L 22cos )cos(ωαγα-
=+ π
ωπ
γ
γd
s d I L A U 2=
=
?
d s s d I L U U ωπ
α2
cos 9.0-
=
已知图中，交流电的额定电压为230V ，工作频率为50Hz ，线路电感Ls 上的压降为额定电压的5%，线路的传输容量S=5kVA 、控制角a=30o 、有功消耗为3kW 。试计算在额定输入电压下的换流重叠角r 和Ud 各为多少？
根据已知条件，求得线路电流的额定值为
A U S I s s 74.21230
5000===
线路的等效电感为：Ls=0.05·Zb /w=1.684mH
根据d s s d I L U U ωπ
α2
cos 9.0-=
整流器吸收的有功功率为：
kW I L I U I U P d s d s d d 32cos 9.02
=-==ωπ
α
将已知条件代入上式中得：
032.10714236.6402=+-d d I I Id=17.196A
将Id=17.196A 分别代入
s
d s U I L 22cos )cos(ωαγα-
=+ d s s d I L U U ωπα2
cos 9.0-=
解得：r= 5.9o Ud = 173.47V
有源逆变产生的原理和条件，逆变失败的原因及其防止措施。 条件：
①直流侧要有电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压； ②要求晶闸管的控制角α>π/2，使U d 为负值。
逆变失败的原因 ：
逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。 整流电路多重化的目的
一是可以使装置总体的功率容量大
二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰 三是提高功率因素
第六章
直流斩波的基本概念、基本的斩波电路类型
利用一个或多个开关将某个直流电压等级转换成另一个电压等级。 降压斩波器―Buck 斩波电路 升压斩波器―Boost 斩波电路
降压/升压斩波器―Buck-Boost 斩波电路 Cúk 斩波器 全桥斩波器
降压斩波电路的工作原理和计算
在开关闭合期间，图中的二极管变为反向偏置，此时，
输入电源将能量送到负载和电感中。
在开关断开时，电感中的电流则经过二极管将它所储存的能量转移到负载中。
)
(
)
(
0on
s
on
d
t
T
U
t
U
U-
?
=
?
-
D
T
t
U
U
s
on
d
=
=
升压斩波电路的工作原理和计算
当开关器件处于导通状态时，电源将能量传送到电感中；当开关器件处于断开状态时，电源和电感同时都向输出部分提供能量。
)
(
=
-
+
off
d
on
d
t
U
U
t
U
D
T
T
U
U
off
s
d
-
=
=
1
1
升降压斩波电路的工作原理和计算
当开关闭合时，电感从电源得到能量，此时二
极管由于反偏而处于截止状态；
当开关断开时，储存在电感中的能量转移到输
出负载之中，而电源此时并不提供任何能量给
负载。
由D
T
T
U
U
off
s
d
-
=
=
1
1
与
D
T
t
U
U
s
on
d
=
=
可得D
D
U
U
d
-
=
1
1
)
1(
)
(
=
-
?
-
+
s
s
d
T
D
U
DT
U移项得：D
D
U
U
d
-
=
1
1
第七章
换流方式：
熄灭：换流电流不是从一个支路向另一个支路的转移，而是在支路内部终止而变为零。
反馈二极管：负载向直流侧提供反馈能量通道的二极管
续流二极管：使负载电流连续作用的二极管。
控制方式：方波控制方式和PWM控制方式
SPWM波的基本原理、波形，幅值调制比、频率调制比。
控制信号uctr是正弦波，逆变器输出的是幅值和频率均可控的正弦波。
直流–交流逆变电路中的控制信号uctr可以是恒定的或随时间变化，该调制信号的输出是这个调制信号与开关频率恒定的三角波进行比较后产生。
SPWM通过改变占空比实现控制，它不仅可有效的控制平均直流输出电压的幅值，而且还能根据调制信号的频率来控制逆变器的基波输出频率。
trim
ctrm
a U
U
m=
1
f
f
m s
f
=
Uctrm：:控制信号峰值
Utrim：三角波信号幅值
f1: 调制频率
f s:三角波utri的频率, 载波频率, 开关频率(Uctrm≤Utrim)
SPWM波的谐波构成。
PWM所产生的谐波频率以旁瓣的形式围绕着开关频率及开关频率的倍数附近。
谐波幅值越靠近mf及其倍数次谐波的位置时，对应的谐波幅值越大。
当频率调制比mf ≤9时，谐波存在的位置与上述情况相同，但谐波幅值与mf无关。
幅值调制比的选择，超调制的概念和特点。
调制波的幅值大于载波幅值。
在超调制工作方式下基波幅值将不随幅值调制比ma线性变化。
—
下式确定。)0.1(2
)(10≤=a d
a
m A m U m U
在ma >1.0时的超调制中，基波输出电压的幅值应在下面的范围内变化： 2
4)(210d m A d U
U U ?<<π 单相全桥逆变器双极性SPWM 波形，基波幅值和幅值调制比之间的关系和谐波构成。 U 01m = m a ?U d (m a ≤ 1.0) U d < U 01m < 4U d /π (m a > 1.0)
h
U U m A h m A 100)
()(=
三相逆变器SPWM 波形，基波和幅值调制比之间的关系和谐波构成(相电压和线电压)。
桥臂输出中基波分量的电压峰值为：
2
)(1d
a
ANm U m U = 基波线电压的有效值为：
)0.1(612.02
23)(2311≤≈==
a d a d a AN LL m U m U m U U
d d d LL U U U U 78.062
4231≈=??=
ππ（m a >1.0）
谐波表达式：d LLh U h
U 78.0= h =6k ±1 （k=1,2,3…）
一、填空（每空1分） 1、请在正确的空格内标出下面元件的简称： 电力晶体管GTR；图形符号为； 可关断晶闸管GTO；图形符号为； 功率场效应晶体管MOSFET；图形符号为； 绝缘栅双极型晶体管IGBT ；图形符号为；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波，输出电流波形为方波。 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。 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） 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。 16、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的大电 流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为V 5.1( ；晶闸管 )2 220 2
的额定电流可选为A 57 .115)35.1(倍 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 。 18、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 φ—180o 变化。 20、晶闸管的换相重叠角与电路的 触发角α 、 变压器漏抗 X B 、 平均电流I d 、 电源相电压U 2 等到参数有关。 21、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。 27、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 √2U2 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 √6 U2 。（电源电压为U2） 28、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 α 表示。 29、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 。 30、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 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 。
南通大学电气工程学院电力电子技术 题 库
第二章电力电子器件 一、填空题 1、若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为100A。若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV，则其额定电压应为60V。（不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量。） 2、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是导通损耗；另一方是开关损耗。 3、在电力电子电路中，常设置缓冲电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。 4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。 5、电力开关管由于承受过电流，过电压的能力太差。所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路。 二、判断题 1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。（√） 2、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压为700V，则该晶闸管的额定电压是700V。（×） 3、晶闸管导通后，流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。（×） 4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。（√） 5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后，去掉门极触发信号，晶闸管级能维护导通。（×） 6、在GTR 的驱动电路设计中，为了使GTR 快速导通，应尽可能使其基极极驱动电流大些。（×） 7、达林顿复合管和电力晶体管属电流驱动型开关管；而电力场效应晶体管和绝缘栅极双极型晶体管则属电压驱动型开关管。（√） 8、IGBT 相比MOSFET，其通态电阻较大，因而导通损耗也较大。（×） 9、整流二级管、晶闸管、双向晶闸管及可关断晶闸管均属半控型器件。（×） 10、导致开关管损坏的原因可能有过流、过压、过热或驱动电路故障等。（√） 三、选择题 1、下列元器件中，（ BH ）属于不控型，（ DEFIJKLM）属于全控型,（ ACG ）属于半控型。 A、普通晶闸管 B、整流二极管 C、逆导晶闸管 D、大功率晶体管 E、绝缘栅场效应晶体管 F、达林顿复合管 G、双向晶闸管 H、肖特基二极管 I、可关断晶闸管 J、绝缘栅极双极型晶体管 K、MOS 控制晶闸管 L、静电感应晶闸管 M、静电感应晶体管 2、下列器件中，（ c ）最适合用在小功率，高开关频率的变换器中。 A、GTR B、IGBT C、MOSFET D、GTO 3、开关管的驱动电路采用的隔离技术有（ ad ） A、磁隔离 B、电容隔离 C、电感隔离 D、光耦隔离 四、问答题 1、使晶闸管导通的条件是什么？ 答：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流或脉冲（uak＞0且ugk＞0）。
电力电子技术的简介、产品、技术及前沿动态摘要：本文简要地介绍了电力电子技术的内涵、产品；回顾了电力电子技术的发展历程以及主要应用；介绍了我国电力电子技术产业的发展现状以及电力电子技术将来的发展趋势。 关键词：电力电子、电力电子器件、电力电子设备和系统 如今，公认的是“电力技术是通向可持续发展的桥梁”，因为在保证相同的能源服务水平的前提下, 使用电力这种优质能源最清洁、方便，易于控制、效率最高。以下将对若干电力电子技术的产品，发展历史，以及前沿技术的现状和未来发展前景进行论述。 一、电力电子技术简介 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。电力电子技术其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,促进了电力电子技术在许多新领域的应用。现在已经进入现代电力电子时代。 电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。它包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，与以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于功率变换。 二、电力电子技术的应用及产品 电力电子设备和系统种类繁多、行业应用范围极广，主要包括三大类产品：变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。
电力电子技术应用领域十分广泛几乎涉及到国民经济各个工业部门和社会生活各个方面。下面具体说一下其的应用领域。 1、一般工业 工业中大量应用各种交直流电动机。例如，很多交流电机都广泛采用电力电子交直流调速技术来提高调速性能。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。 2、交通运输 电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置；直流斩波器也广泛用于铁道车辆；车辆中的各种辅助电源、蓄电池的充电也应用了电力电子技术；此外，一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。 3、电力系统 电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。直流输电其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。此外，近年发展起来的柔性交流输电也是依靠电力电子装置才得以实现的。晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器都是重要的无功补偿装置。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
《电力电子技术》课程标准 一、课程信息 课程名称：电力电子技术课程类型：电气自动化专业核心课 课程代码：0722006 授课对象：电气自动化专业 学分：3.0 先修课：电路、电子技术 学时：50 后续课：交流调速系统 制定人：杨立波制定时间：2010年10月10日 二、课程性质 电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养本专业人才中占有重要地位。通过本课程的学习，使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。为后续课程打好基础。 三、课程设计 1、课程目标设计 （1）能力目标 总体目标：1、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 2、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 具体目标：1、单相、三相可控整流技术的工程应用 2、降压斩波变换技术的工程应用 3、升压斩波变换技术的工程应用 4、交流调压或交流调功技术的工程应用 5、变频技术的工程应用 6、有源、无源逆变技术的工程应用 （2）知识目标 1、熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法； 2、熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流—交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。 3、掌握PWM技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理。
4、了解电力电子技术的应用范围和发展动向。 5、掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。 2、课程内容设计 （1）设计的整体思路：以工作过程和教学进程为设计依据，以相对独立的知识为模块。（2）模块设计表：
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_。
作业1 一、判断题(C第1-10题每题4分) 1. 逆变器采用负载换流方式实现换流时，负载谐振回路不一定要呈电容性。 (A) A (B) B 2. 双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是?用电流有 效值来表示的。 (A) A (B) B 3. 在DC/DC变换电路中，可以采用电网换流方法。 (A) A (B) B 4. 为避免三次谐波注入电网，晶闸管整流电路中的整流变压器应采用Y/Y接法 (A) A (B) B 5. 电流可逆斩波电路可实现直流电动机的四象限运行。 (A) A (B) B
6. 过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。 (A) A (B) B 7. 在变流装置系统中，增加电源的相数也可以提高电网的功率因数。 (A) A (B) B 8. PWM脉宽调制型逆变电路中，采用不可控整流电源供电，也能正常工作。 (A) A (B) B 9. 对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电路才能正常工 作。 (A) A (B) B 10. 无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。 (A) A (B) B
[参考答案：B] 分值：4 二、单选题(第1-15题每题4分) 1. 在晶闸管触发电路中，改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目 的 (A) 同步电压 (B) 控制电压 (C) 脉冲变压器变比 (D) 整流变压器变比 2. 直流斩波电路是一种______变换电路 (A) AC/AC (B) DC/AC (C) DC/DC (D) AC/DC 3. 功率晶体管的安全工作区由以下4条曲线限定：集电极-发射极允许最高击穿电压，集电 极最大允许直流功率线，集电极最大允许电流线和______ (A) 基极最大允许直流功率线
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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一、填空题(每空1分，共５０分) 1、对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L __大于__ I H。 2、功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是______智能功率集成电路_________。 3、晶闸管断态不重复电压U DSM与转折电压U BO数值大小上应为，U DSM __小于__ U BO。 U _，设U2 4、电阻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U Fm等于_ Fm2 为相电压有效值。 5、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°_______。 6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值_______下降______。 7、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_____________静态均压________________措施。 8、三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有___Y形和△形___二种方式。 9、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。 10、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。 11、改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_________________输出电压基波________的幅值。 12、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__________。 13、恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是_________减小存储时间________________。 14、功率晶体管缓冲保护电路中二极管要求采用___快速恢复__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。 15、晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为：_____________________维持电流 _______________________。 16、晶闸管的额定电压为断态重复峰值电压U DRm和反向重复峰值电压U RRm中较_____小___的规化值。 17、普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，双向晶闸管的额定电流用____正弦电流有效值___标定。 18、晶闸管的导通条件是：晶闸管______阳极____和阴极间施加正向电压，并在___门极____和阴极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。 19、温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而____减小__，正反向漏电流随温度升高而____增大___，维持电流I H会_____减小______，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而____减小____。 导通后流过晶闸管的电流由_____负载阻抗____决定，负载上电压由_____输入阳极电压UA _____决定。20、晶闸管的派生器件有： __快速晶闸管____ 、 ___双向晶闸管__ 、 ____逆导晶闸管___ 、 __光控晶闸管___等。 21、功率场效应管在应用中的注意事项有： （1）____________过电流保护________，（2）___________过电压保护________，
1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。
15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。
电力电子技术选择题 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1、三相全控桥整流电路的同一相上下两个桥臂晶闸管的触发脉冲依次应 相差180度 2、α为30度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形， 处于连续和断续的临界状态。 3、可实现有源逆变的电路为（三相半波可控整流电路，）。 4、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理 （30o-35o）。 5、快速熔断器熔体额定电流的选择是电流的（有效值）。 6、三相桥式半控整流电路，大电感负载时的移相范围为（0o～ 180o）。 7、三相半波整流电路，电阻性负载时的移相范围为（0o～ 150o）。 8、三相桥式全控整流电路，大电感负载时的移相范围为（0o～90o）。 9、单相半控桥电感性负载电路，在负载两端并联一个二极管的作用是 （防止失控）。 10、具有锁定效应的电力电子器件是（绝缘栅双极型晶体管）。 10、单相半控桥电感性负载电路，在负载两端并联一个二极管的作用是 （防止失控） 20、某型号为KP100-10的普通晶闸管工作在单相半波可控整流电路中，晶闸管能通过的电流有效值为（ 157A ）。 21、图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，两个波形的电流最大值均相同，
则波形的电流有效值I 1、I 2的关系为：（I 2 = 2 I 1 ）。 22、下列关于Power MOSFET 的描述，哪一项是错误的也称为绝缘栅极双 极型晶管(这是IGBT) 23、三相半波整流电路输出波形如图所示，则以下判断正确的是 :控制角为0°，电阻性负载， 24、下面哪种功能不属于变流的功能（变压器降压 ） 25、 三相半波可控整流电路的自然换相点是（本相相电压与邻相电压正半 周的交点处。 ）。 26、三相电压型逆变器采用的导电方式为 1 8 0o 度导电方式。 27、三相电流型逆变器采用的导电方式为 120 度导电方式。 28、可实现有源逆变的电路为 三相半波可控整流电路， 29、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有 关αI d 、 X L 、U 2 30、α=60度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路， 31、某电流分解为)5sin 513sin 31(sin 4 2 +++= ωωωπt t I i d ，其中基波的有效值d I π22 32、逆变角的大小等于（απ- ） A απ+ B απ- C απ-2 D απ+2 33、升压斩波电路的电压输入输出关系是（ U0=(T/Toff)E ） 34、下图中阴影部分为晶闸管处于一个周期内的电流波形，平均电流是 M I )4 221(1+π (无图)
四种电力变换:①交流变直流（AC—DC）、②直流变交流（DC—AC）、③直流变直流（DC—DC）、④交流变交流（AC—AC）。晶闸管的导通条件：晶闸管承受的正向电压且门极有触发电流。 晶闸管关断条件是：（1）晶闸管承受反向电压时，无论门极是否触发电流，晶闸管都不会导通；(2)当晶闸管承受正向电压时，反在门极有触发电流，晶闸管都不会导通；(3)晶闸管一旦导通，门极就是去控制作用；(4)若要使已导通的晶闸管关断，只能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一下。 晶闸管额定电流是指：晶闸管在环境温度40和规定的冷却状态下，稳定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 晶闸管对触发电路脉冲的要求是：1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通 2）触发脉冲应有足够的幅度3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压，电流和功率额定且在门极伏安特性的可靠触发区域之内4）应有良好的抗干扰性能，温度稳定性与主电路的电气隔离。 单相桥式全控整流电路结构组成： A．纯电阻负载：α的移相范围0~180o，U d和I d的计算公式， 要求能画出在α角下的U d，I d及变压器二次测电流的波形(参图3-5); B．阻感负载：R+大电感L下，α的移相范围0~90o，U d和I d计算公式 要求能画出在α角下的U d,I d，U vt1及I2的波形(参图3-6); 三相半波可控整流电路：α=0 o的位置是三相电源自然换相点 A）纯电阻负载α的移相范围0~150 o B）阻感负载（R＋极大电感L）①α的移相范围0~90 o②U d I d I vt计算公式 ③参图3-17 能画出在α角下能U d I d I vt的波形（Id电流波形可认为近似恒定） 3、A）能画出三相全控电阻负载整流电路，并括出电源相序及VT器件的编号。 B）纯电阻负载α的移相范围0~120 o C）阻感负载R＋L（极大）的移相范围0~90 o D) U d I d I dvt I vt 的计算及晶闸管额定电流I t（AV）及额定电压U tn的确定 三相桥式全控整流电路的工作特点： 1）每个时刻均需要两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个共阳极组的，且不能为同一相得晶闸管。 2）对触发脉冲的要求：六个晶闸管的脉冲按V T1-V T2-V T3-V T4-V T5-V T6的顺序，相位一次差60 o；共阴极组V T1,V T3,V T5的脉冲依次差120 o，共阴极组V T4,V T6,V T2也依次差120 o；同一相得上下两个桥臂，即V T1与V T4，V T3与V T6，V T5与V T2，脉冲相差180o 3）整流输出电压U d一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。 4）在整流电路合闸启动过程种或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证导通的两个晶闸管均有脉冲。为此可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60o（一般取80~100o），称为宽脉冲触发；另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲代替宽脉冲，连个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20~30 o,称为双脉冲触发。 5）α=0 o时晶闸管承受最大正、反向电压的关系是根号6Uα 有源逆变：当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源是，称为有源逆变。 逆变条件：1）要有直流电动势，其极性和晶闸管的到导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。 2）要求晶闸管的控制角α大于π/2，使U d为负值。 有源逆变失败：逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶体管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败。 有源逆变失败原因： 1）触发电路工作不可靠，不能适时，准确的给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路。 2）晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通，造成逆变失败。 3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势Em的存在，晶闸管仍可导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。 4）换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角，对逆变电路换相的影响。
HefeiUniversity 合肥学院电力电子技术课程综述 系别：电子信息及电气工程系 专业：自动化 班级： 姓名: 学号：
目录 摘要： (3) 绪论 (4) 1.1电力电子技术简介： (4) 1.2电力电子技术的应用： (4) 1.3电力电子技术的重要作用： (5) 1.4电力电子技术的发展 (5) 本课程简介 (6) 2.1电力电子器件： (6) 2.1.1根据开关器件是否可控分类 (6) 2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 (6) 2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同，开关器件又可分为单极型器件、双极型器 件和复合型器件。 (6) 2.2 DC-DC变换器 (7) 2.2.1主要内容： (7) 2.2.2直流-直流变换器的控制 (7) 2.3 DC-AC变换器（无源逆变电路） (8) 2.3.1电压型变换器 (8) 2.3.2电流型变换器 (8) 2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 (9) 2.4 AC-DC变换器（整流和有源逆变电路） (9) 2.4.1简介 (9) 2.4.2工作原理 (9) 2.5 AC-AC变换器 (10) 2.5.1 简介 (10) 2.5.2 分类 (10) 2.6 软开关变换器 (10) 2.6.1分类 (10) 2.6.2 重点 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)
摘要：电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交 叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（Power Electronics）或称为电力电子技术。近20年来，电力电子技术已渗透到国民经济各领域，并取得了迅速的发展。作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。 关键词：电力电子技术控制技术自动化电力电子器件 Abstract: Power electronic technology is in Electronics, electric Power and control technology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation. Keywords:Power electronic technology control technology automation power electronics device
交通大学电力电子复习 一、 选择题 1、下列电力电子器件中，存在电导调制效应的是（ABD ） A 、GOT B 、GTR C 、power MOSFET D 、IGBT 2、单相桥式全控整流电路，阻感性负载R L ?? ω 。设变压器二次侧电压为U 2，则晶体管承受的最高正、反向电压分别为（D ） A 、2222 ,22U U B 、 222,2 2U U C 、 222 2 , 2U U D 、222,2U U 3、单相半控桥式整流电路带大电感负载，为了避免出现一只晶体管一直导通，另两只整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联一个（D ） A 、电容 B 、电感 C 、电阻 D 、二极管 4、逆变电路的功能是将直流电能转换为（B ） A 、直流电能 B 、交流电能 C 、磁场储能 D 、电场储能 5、三相桥式变流电路工作在有源逆变状态，其输出侧平均电压U d 与外接直流电动势 E 间的关系为（C ） A 、E U d = B 、E U d > C 、E U d < D 、U d =-E 6、三相桥式全控整流电路变压器二次侧电流中有（C ） A 、12±k B 、13±k C 、16±k D 、112±k (k 为整数) 7、交—直—交电流型逆变器中间直流环节的储能元件是（B ）
A、大电容 B、大电感 C、蓄电池 D、电动机 8、无源逆变电路不能采用的换流方式是（A） A、电网换流 B、负载换流 C、强迫换流 D、器件换流 9、、电压型逆变电路的输出电压波形为（A） A、矩形波 B、三角波 C、正弦波 D、与负载性质有关 10、支路控制三角形连接三相交流调压电路的典型应用是（B） A、TSC B、TCR C、SVC D、SVG 二、填空题 1、晶闸管是一种由四层半导体材料构成的三端器件，它有3个PN节，阳极用字母A表示，阴极用字母K表示，门极用字母G 表示。 2、在规定条件下，晶闸管取正、反向重复峰值电压中较小的作为其额定电压。 3、晶闸管的维持电流I H是指晶闸管维持导通所需的最小电流。 4、如图：
考试试卷( 1 )卷 一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分） 1、电子技术包括______________和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属 于前者。 2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在_________状态。当器件的工作频率较高时， _________损耗会成为主要的损耗。 3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为_____________，当它为常数时的调制方式称为 _________调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为___分段同步_________调制。 4、面积等效原理指的是，___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。 5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是__MOSFET_，单管输出功率最大 的是__GTO_，应用最为广泛的是__IGBT___。 6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可能承受的最大 反向电压为电源线电压的峰值，即，其承受的最大正向电压为。 7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为逆变，如果接到负载，则称为逆变。 8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用V1,VD1,V2,VD2表示)。 (1) 0~t1时间段内，电流的通路为___VD1_____；(2) t1~t2时间段内，电流的通路为___V1____； (3) t2~t3时间段内，电流的通路为__VD2_____；(4) t3~t4时间段内，电流的通路为__V2_____；(5) t4~t5 时间段内，电流的通路为___VD1____；
电力电子技术复习题库 第二章： 1.使晶闸管导通的条件是什么？ ①加正向阳极电压；②加上足够大的正向门极电压。 备注：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流。 2.由于通过其门极能控制其开通，但是不能控制其关断，晶闸管才被称为（半控型）器件。 3.在电力电子系统中，电力MOSFET通常工作在（A）状态。 A. 开关 B. 放大 C. 截止 D. 饱和 4.肖特基二极管（SBD）是（A）型器件。 A. 单极 B. 双极 C. 混合 5.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度可以分为： ①不可控器件；②半控型器件；③全控型器件 6.下列电力电子器件中，（C）不属于双极型电力电子器件。 A. SCR B. 基于PN结的电力二极管 C. 电力MOSFET D. GTR 7.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件（电力二极管除外）分为（电流驱动型）和（电压驱动型）两类。 8.同处理信息的电子器件类似，电力电子器件还可以按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为（单极性器件）、（双极型器件）和（复合型器件）。 9.（通态）损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。当器件的开关频率较高时，（开关）损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。（填“通态”、“断态”或“开关”） 10.电力电子器件在实际应用中，一般是由（控制电路）、（驱动电路）和以电力电子器件为核心的（主电路）组成一个系统。 11.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，肖特基二极管（SBD）属于（不可控）型器件。 12.型号为“KS100-8”的晶闸管是（双向晶闸管）晶闸管，其中“100”表示（额定有效电流为100A），“8”表示（额定电压为800V）。 13.型号为“KK200-9”的晶闸管是（快速晶闸管）晶闸管，其中“200”表示（额定有效电流为200A），“9”表示（额定电压为900V）。 14.单极型器件和复合型器件都是（电压驱动）型器件，而双极型器件均为（电流驱动）型器件。（填“电压驱动”或“电流驱动”）