电力电子技术试卷及答案
电力电子技术复习
一、选择题（每小题10分,共20分）
1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差度。
A、180°，
B、60°，c、360°，D、120°
2、α为度时，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。
A，0度，B，60度，C，30度，D，120度，
3、晶闸管触发电路中，若的大小，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。
4、可实现有源逆变的电路为。
A、三相半波可控整流电路，
B、三相半控桥整流桥电路，
C、单相全控桥接续流二极管电路，
D、单相半控桥整流电路。
5、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。
A、30o-35o，
B、10o-15o，
C、0o-10o，
D、0o。
6、在下面几种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪几种。
A、三相半波可控整流电路。
B、三相半控整流桥电路。
C、单相全控桥接续流二极管电路。
D、单相半控桥整流电路。
7、在有源逆变电路中，逆变角的移相范围应选为最好。
A、=90o∽180o，
B、=35o∽90o，
C、=0o∽90o，
8、晶闸管整流装置在换相时刻（例如：从U相换到V相时）的输出电压等于。
A、U相换相时刻电压u U，
B、V相换相时刻电压u V，
C、等于u U+u V的一半即：
9、三相全控整流桥电路，如采用双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪一种双窄脉
冲间距相隔角度符合要求。请选择。
10、晶闸管触发电路中，若使控制电压U C=0，改变的大小，可使直流电动
机负载电压U d=0，使触发角α=90o。达到调定移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。
B、同步电压，B、控制电压，
C、偏移调正电压。
11、下面哪种功能不属于变流的功能（）
A、有源逆变
B、交流调压
C、变压器降压
D、直流斩波
12、三相半波可控整流电路的自然换相点是( )
A、交流相电压的过零点；
B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；
C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°；
D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。
13、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，
则该晶闸管的额定电压应为（）
A、700V
B、750V
C、800V
D、850V
14、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )
A、0o-90°
B、0o-120°
C、0o-150°
D、0o-180°
15、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差度。
A 、180度；B、60度；C、360度；D、120度；
16、可实现有源逆变的电路为。
A、单相全控桥可控整流电路
B、三相半控桥可控整流电路
C、单相全控桥接续流二极管电路
D、单相半控桥整流电路
17、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选时系统工作才可靠。
A、300~350
B、100~150
C、00~100
D、00
18、α=度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形处
于连续和断续的临界状态。
A、0度；
B、60度；
C、30度；
D、120度；
19、变流装置的功率因数总是。
A、大于1；
B、等于1；
C、小于1；
20、变流器工作在逆变状态时，控制角α必须在度。
A、0°-90°；
B、30°-120°；
C、60°-150°；
D、90°-150°；
21、三相半波可控整流电阻性负载电路，如果三个晶闸管采用同一相触发脉冲，
α的移相范围。
A、0o--60o；
B、0o--90o；
C、0o--120o；
D、0o--150o；
22、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。
A、α、I d、X L、U2φ；
B、α、I d；
C、α、U2；
D、α、U2、X L；
23、在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是。
A、0°～90°
B、0°～180°
C、90°～180°
24、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0o时，输出的负载电压平均值为。
A、0.45U2；
B、0.9U2；
C、1.17U2；
D、2.34U2；
25、变流装置的功率因数总是。
A、大于1；
B、等于1；
C、小于1；
26、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是度。
A、0°-90°；
B、30°-120°；
C、60°-150°；
D、90°-150°；
27、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置来触发，α
的移相范围是。
A、0o--60o；
B、0o--90o；
C、0o--120o；
D、0o--150o；
28、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。
A、α、I d、X L、U2φ；
B、α、I d；
C、α、U2；
D、α、U2、X L；
29、在下面几种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪几种。
A、三相半波可控整流电路。
B、三相半控整流桥电路。
C、单相全控桥接续流二极管电路。
D、单相半控桥整流电路。
30、在晶闸管触发电路中，若使控制电压U C=0，改变的大小，可使直流电
动机负载电压U d=0，使触发角α=90o。达到调定移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。
C、同步电压，B、控制电压，C、偏移调正电压
二、判断题（每题2分,共20分）（正确的打√、错误的打×）
1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现
失控现象。（）
2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。（）
3晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（）
4、逆变角太大会造成逆变失败。（）
5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。（）
6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（）
7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（）
8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（）
9、在三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。（）
10、变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。
（）
11、两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜用电路电
压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。（）12、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变
角太小造成的。（）
13、变流装置其功率因数的高低与电路负载阻抗的性质，无直接关系。（）
14、并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式，无需专门换流关断电路。（）
15、触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。（）
16、三相半波可控整流电路，不需要用大于60o小于120o的宽脉冲触发，也不
需要相隔60o的双脉冲触发，只用符合要求的相隔120o的三组脉冲触发就能正常工作。
（）
17、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。（）
18、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。（）
19、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同（）
20、用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发
脉冲与晶闸管主电路实现同步。（）
21、三相桥式半控整流电路，带大电感性负载，有续流二极管时，当电路出故障
时会发生失控现象。（）
22、晶闸管并联使用时，必须采取均压措施。（）
23、供电电源缺相、逆变桥元件损坏、逆变换流失败等故障。也会引起逆变失败。
（）
24、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上
反并联反馈二极管。（）
25、用多重逆变电路或多电平逆变电路，可以改善逆变电路的输出波形，使它更
接近正弦波。（）
26、三相桥式全控整流电路，输出电压波形的脉动频率是150H Z。（）
27、在普通晶闸管组成的全控整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，
导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。（）
28、在桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波有
负面积。（）
29、提高电力电子装置的工作频率，可以使电力电子装置的体积和重量减小。
（）
30、无源逆变电路，是把直流电能逆变成交流电能，送给电网，（）
31、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（）
32、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。（）
33、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用（）
34、在三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反压为倍相电压U2。（）
35、逆变角太小会造成逆变失败。（）
36、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。（）
37、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（）
38、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置，则α的移
相范围只有120o。（）
39、三相半波可控整流电路也必需要采用双窄脉冲触发。（）
40、KP2—5表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。（）
41、在单结晶体管触发电路中，稳压管削波的作用是为了扩大脉冲移相范围。（）
42、在三相桥式全控整流电路中，采用双窄脉冲触发晶闸管元件时，电源相序还
要满足触发电路相序要求时才能正常工作。（）
43、双向晶闸管与普通晶闸管一样，额定电流也用通态电流平均值表示（）
44、双向晶闸管的结构与普通晶闸管一样，也是由四层半导体（P1N1P2N2）材
料构成的。
（）
45、电流型并联谐振逆变电路负载两端电压波形是很好的正弦波（）
46、变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。 ( ）
47、只要采用双窄脉冲触发三相桥式全控整流电路的晶闸管，电路就能正常工作。
（）
48、KP10—5表示的是额定电压1000V，额定电流500A的普通型晶闸管。（）
49、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。（）
50、并联谐振逆变电路采用负载换流方式时，谐振回路不一定要呈电容性。（）
51、双向晶闸管的结构与普通晶闸管不一样，它是由五层半导体材料构成的。（）
52、电压型并联谐振逆变电路，负载电压波形是很好的正弦波（）
53、有源逆变电路是把直流电能变换成50Hz交流电能送回交流电网。 ( ）
54、无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能送给交流电网。 ( ）
55、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。（）
56、KP100—5表示的是额定电压100V，额定电流500A的普通型晶闸管。（）
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；可关断晶闸管；功率场效应晶体管；绝缘栅双极型晶体管；IGBT是和的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。
3、多个晶闸管相并联时必须考虑的问题，解决的方法是。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为，输出电流波形为。
5、型号为KS100-8的元件表示、它的额定电压为伏、额定有效电流为安。
6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 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_ 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、正反向漏电流会；当温度升高时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会。
8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经、
而不流经的电流。环流可在电路中加来限制。为了减小环流一般采用控制角αβ的工作方式。
9、常用的过电流保护措施有、、
、。（写出四种即可）
10、双向晶闸管的触发方式有、、、四种。
11、双向晶闸管的触发方式有：
I+ 触发：第一阳极T1接电压，第二阳极T2接电压；门极G
接电压，T2接电压。
I- 触发：第一阳极T1接电压，第二阳极T2接电压；门极G接电压，T2接电压。
Ⅲ+触发：第一阳极T1接 电压，第二阳极T2接 电压,门极G 接 电
压，T2接 电压。Ⅲ-触发：第一阳极T1接 电压，第二阳极T2接 电压；门极G 接 电压，T2接 电压。
12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有 换流和 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 逆变器与 逆变器两大类。
14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK ； 200表示表
示 ，9表示 。
15、单结晶体管产生的触发脉冲是 脉冲；主要用于驱动 __________
功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为 脉冲；可以触发 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
()
V 220225.1倍- ；晶闸管的额定电流可选 为
()A
57
.115
25.1倍- 。
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 与 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 、 、 、 等四种。
19、PWM 逆变电路的控制方法有 、 、 三种。其中调制法又可分为 、 两种。 20
、
通
常
变
流
电
路
实
现
换
流
的
方
式
有 、 、 、 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 ，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 ； ； ； 和 等几种。 23
、
提
高
变
流
置
的
功
率
因
数
的
常
用
方
法
有 、 、 、 几种。
24、目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有、、、几种。
25、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是，和晶闸管的导通条件是；关断条件是.。
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作为栅极，以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；；；和等几种。
29、晶闸管的换相重叠角与电路的、、、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，和；双向晶闸管的的触发方式有 _____、______、__________、______ 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。三相半
波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。（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，一是用触发；二是用触发。
33、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达度；实际移相才能
达度。
34、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有、、、。
35、软开关电路种类很多，大致可分成电路、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角，用表示。
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，目前常用的方法有和。
39、交流零触发开关电路就是利用方式来控制晶闸管导通与关断的。
40、型号为KS100-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流
为安。
41、实现有源逆为的条件为和。
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
置分别工作在正组状态、状态、反组状态、状态。
43、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。
44、给晶闸管阳极加上一定的电压；在门极加上电压，并形成足够
的电流，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与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H Z；
这说明电路的纹波系数比电路要小。
47、造成逆变失败的原因有、、、等几种。
48、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于电流之前，如去掉脉冲，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度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为度。
50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围，三相全控桥电
阻性负载时，电路的移相范围，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围。
51、锯齿波触发电路的主要环节是由、、、、环节组成。
52、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为型逆变器和型逆变
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器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度；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滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度。
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、________、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I Tn等于倍I T（AV），
=100安培，则它允许的有效电流为安培。通常在选择晶闸管如果I T
（AV）
时还要留出倍的裕量。
56、晶闸管的维持电流I H是指在温度条件下，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电流。
57、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有______相导电；晶闸管
每隔度换一次流，每只晶闸管导通度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端，所以以两绕组的电流方向也，因此变压器的铁心不会被。
58、三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只
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。每隔换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有只晶闸管同时导通，，一个是共极的，另一个是共极的元件，且要求不是的两个元件。
59、PWM逆变电路的控制方式有、、。
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斩波电
路；斩波电路；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R L＝10Ω，当触发角α＝
90°时，计算R L吸收的交流电功率是多少？并画出R L上的电压波形图。导通区用阴影线表示。
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，t on=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u d、i d、i VT1、的波形。
B、计算负载平均电压U d、平均电流I d、流过晶闸管平均电流I dVT和
有效电流I VT的值。
6、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。
7、三相桥式全控整流电路，L d极大，R d=4Ω，要求U d从0—220V之间变化。
试求：
（1）不考虑控制角裕量时，整流变压器二次相电压。
（2）计算晶闸管电压、电流平均值，如电压、电流裕量取2倍，请选择晶闸管型号。
（3）变压器二次电流有效值I2。
（4）计算整流变压器二次侧容量S2
8．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，t on=25μs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。
9、三相半波整流电路，如图所示：将变压器二次侧绕组等分为二段，接成曲折
接法，每段绕组电压为100V。试求：
（1）晶闸管承受的最大反压是多少？
（2）变压器铁心有没有直流磁化？为什么？
10、用红笔或用阴影面积标出三相全控桥电路在α＝30°时，电阻性负载的直流
输出电压的波形图，同时要对应画出其所用的双窄脉冲（α＝30°），并标出序号。如V，计算此时的直流输出电压U d。
11、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 d、E D及i d的方向。
（2）、说明E与U d的大小关系。
（3）、当α与β的最小值均为30度时，控制角α的移向范围为多少？
12、三相半波可控整流电路，整流变压器的联接组别是D/Y—5，锯齿波同步触
发电路中的信号综合管是NPN型三极管。试确定同步变压器TS的接法钟点数为几点钟时，触发同步定相才是正确的，并画出矢量图。（8分）
13、如图所示：变压器一次电压有效值为220V，二次各段电压有效值为100V，
电阻性负载，R=10Ω，当控制角α=90o时，求输出整流电压的平均值U d，负载电流I d，并绘出晶闸管、整流二极管和变压器一次绕组电流的波形。（10分）
14、三相半波可控整流电路，大电感负载，电感内
阻为2Ω，直接由220V交流电源供电，控制角α为60度，计算负载平均电压U d、流过晶闸管的电流的平均值I dT与有效值I VT。
15、如图所示：具有中点连接二极管的单相半控桥式整流电路，分析电路的工作
情况，并求：
A、U dmax与U dmin。
B、写出Ud=f（α）的关系式。
C、绘出α=90o时的u d与u T1的波形。
16、已知三相桥式全控整流电路，整流变压器为Δ/Y-7接法，采用NPN锯齿波
同步触发电路，电路要求工作在整流和逆变状态，试求：
A、画出同步电压与对应阳极电压的波形图，确定相位关系；
B、画出矢量图，确定同步变压器TS的接法与钟点数。
17、已知三相桥式全控整流电路，整流变压器为Δ/Y-7接法，采用KC04集成触
发电路，电路要求工作在整流和逆变状态，试求：
A、画出同步电压与对应阳极电压的波形图，确定相位关系；
B、画出矢量图，确定同步变压器TS的接法与钟点数。
18、画出下图所示整流电路在控制角时的波形图，并说出该电路的移相
范围是多大？如果该电路的相电压为220V，则输出最大直流电压和最小直流电压分别为多少。
电力电子技术课后习题全部答案解析
电力电子技术 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I1、I2、I3。 解：a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t
电力电子技术实验指导书
实验一单结晶体管触发电路及示波器使用 班级学号姓名 同组人员 实验任务 一．实验目的 1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 3．详细学习万用表及示波器的使用方法。 二．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMCL—05E组件 4．MEL—03A组件 5．双踪示波器（自备） 6．万用表（自备） 7. 电脑、投影仪 三．实验线路及原理 将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接SMCL-02的U、V输出端，触发电路选择单结晶体管触发电路，如图1所示。 图1单结晶体管触发电路图 四．注意事项 双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外
壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。 五．实验内容 1.实验预习 （1）画出晶闸管的电气符号图并标明各个端子的名称。 （2）简述晶闸管导通的条件。 （3）示波器在使用两个探针进行测量时需要注意的问题。 2. 晶闸管特性测试 请用万用表测试晶闸管各管脚之间的阻值，填写至下表。 + A K G - A K G 3.单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察 按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲U GK不接（将NMCL—05E面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。 合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。这时候NMCL—05E内部的同步变压器原边接有220V，副边输出分别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。 合上NMCL—05E面板的右下角船形开关，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”），梯形电压（“4”），电容充放电电压（“5”）及单结晶体管输出电压（“6”）和脉冲输出（“G”、“K”）等波形，并绘制在下图相应位置。
现代电力电子技术作业及答案
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？
电力电子技术期末考试试题及答案(史上最全)
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_。
电力电子技术作业解答
电力电子技术 作业解答 教材：《电力电子技术》，尹常永田卫华主编
第一章 电力电子器件 1-1晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由哪些因素决定？ 答：晶闸管的导通条件是：（1）要有适当的正向阳极电压；（2）还有有适当的正向门极电压。 导通后流过晶闸管的电流由阳极所接电源和负载决定。 1-2维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是：流过晶闸管的电流大于维持电流。 利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，可使导通的晶闸管关断。 1-5某元件测得V U DRM 840=，V U RRM 980=，试确定此元件的额定电压是多少，属于哪个电压等级？ 答：根据将DRM U 和RRM U 中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，确定此元件的额定电压为800V ，属于8级。 1-11双向晶闸管有哪几种触发方式？常用的是哪几种？ 答：双向晶闸管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+和Ⅲ-四种触发方式。 常用的是：（Ⅰ+、Ⅲ-）或（Ⅰ-、Ⅲ-）。 1-13 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：因为 GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：（1）GTO 在设计时2α较大，这样晶体管 V2控制灵敏，易于 GTO 关断；（2）GTO 导通时的21αα+更接近于 1，普通晶闸管15.121≥+αα，而 GTO 则为05.121≈+αα，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；（3） 多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。 第二章 电力电子器件的辅助电路 2-5说明电力电子器件缓冲电路的作用是什么？比较晶闸管与其它全控型器件缓冲电路的区别，说明原因。 答：缓冲电路的主要作用是： ⑴ 减少开关过程应力，即抑制d u /d t ，d i /d t ；
电力电子技术实验指导书最新版
电力电子技术实验指导书 第一章概述 一、电力电子技术实验内容与基本实验方法 电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门新技术，广泛应用于工业领域、交通运输、电力系统、通讯系统、计算机系统、能源系统及家电、科研领域。 电力电子技术课程既是一门技术基础课程，也是一门实用性很强的应用型课程，因此实验在教学中占有十分重要的位置。 电力电子技术实验课的主要内容为：电力电子器件的特性研究，重点是开关特性的研究；电力电子变换电路的研究，包括：三相桥式全控整流电路（AC/DC 变换）、SPWM逆变电路（DC/AC变换）、直流斩波电路（DC/DC变换）、单相交流调压电路（AC/AC变换）四大类基本变流电路。 电力电子技术实验借助于现代化的测试仪器与仪表，使学生在实验的同时熟悉各种仪器的使用，以进一步提高实验技能。 波形测试方法是电力电子技术实验中基本的、常用的实验方法，电力电子器件的开关特性依据波形测试而确定器件的工作状态及相应的参数；电力电子变换电路依据波形测试来分析电路中各种物理量的关系，确定电路的工作状态，判断各个器件的正常与否。因此，掌握不同器件、不同电路的波形测试方法，可以使学生进一步掌握电力电子电路的工作原理以及工程实践的方法。
本讲义参考理论课的内容顺序编排而成，按照学生掌握知识的规律循序渐进，旨在加强学生实验基本技能的训练、实现方法的掌握；培养和提高学生的工程设计与应用能力。 由于编者水平有限，难免有疏漏之处，恳请各位读者提出批评与改进意见。 二、实验挂箱介绍与使用方法 （一）MCL—07挂箱电力电子器件的特性及驱动电路 MCL—07挂箱由GTR驱动电路、MOSFET驱动电路、IGBT驱动电路、PWM 发生器、主电路等部分组成。 1、GTR驱动电路：内含光电耦合器、比较器、贝克箝位电路、GTR功率器件、串并联缓冲电路、保护电路等。可对光耦特性（延迟时间、上升时间、下降时间），贝克电路对GTR导通关断特性的影响，不同的串、并联电路对GTR开关特性的影响以及保护电路的工作原理进行分析和研究。 2、MOSFET驱动电路：内含高速光耦、比较器、推挽电路、MOSFET功率器件等。可以对高速光耦、推挽驱动电路、MOSFET的开启电压、导通电阻R ON、跨导g m、反相输出特性、转移特性、开关特性进行研究。 3、IGBT电路驱动：采用富士IGBT专用驱动芯片EXB841，线路典型，外扩保护电路。可对EXB841的驱动电路各点波形以及IGBT的开关特性进行研究。 本挂箱的特点： （1）线路典型，有助于对基本概念的理解，力求通过实验，使学生对自关断器件的特性有比较深刻的理解。
现代电力电子技术
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.
电力电子技术仿真实验指导书
《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院
实验一电力电子器件 仿真过程： 进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境，如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程： 第一步：打开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。
提取出来的器件模型如图所示： 图 第二步，元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1”，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。 第三步，把元件的位置调整好，准备进行连接线，具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个器件的连接点上，放开左键，这样线就连好了，如果想要连接分支线，可以要在需要分支的地方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子，这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候，有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线，这时可以选中要改变方向的模块，使用Format菜单下的Flip block 和Rotate
现代电力电子技术的发展(精)
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.360docs.net/doc/e311731228.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.360docs.net/doc/e311731228.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。
电力电子技术习题与解答
《电力电子技术》习题及解答 思考题与习题 什么是整流它与逆变有何区别 答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。 单相半波可控整流电路中，如果： (1)晶闸管门极不加触发脉冲； (2)晶闸管内部短路； (3)晶闸管内部断开； 试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。 答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。
某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些 答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。 某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。 解：设α=0，T 2被烧坏，如下图： 相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么 答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量Λ ,,21U U 和Λ,,21I I ，负载上有功功率为Λ+++=22212P P P P d >d d d I U P =。
现代电力电子技术发展及其应用
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
电力电子技术期末考试试题及答案修订稿
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
《电力电子技术》习题解答
《电力电子技术》习题解答 第2章 思考题与习题 2.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。 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U A 决定。 2.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。 2.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？ 答：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。 2.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？ 答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。 2.5请简述晶闸管的关断时间定义。 答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。即gr rr q t t t +=。 2.6试说明晶闸管有哪些派生器件？ 答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。 2.7请简述光控晶闸管的有关特征。 答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。 2.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题2.8所示电路中是否合理，为什
电力电子技术实验指导书
景德镇陶瓷学院 机械电子工程学院 电子电子技术 实验指导书 专业：自动化 实验室：A1栋408 二零一五年六月制 实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电 路实验 一．实验目的 1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。 4．了解续流二极管的作用。
二．实验内容 1．单结晶体管触发电路的调试。 2．单结晶体管触发电路各点波形的观察。 3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。 4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。 三．实验线路及原理 将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图4-1所示的实验线路。 四．实验设备及仪器 1．MCL系列教学实验台主控制屏 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ） 3．MCL—33（A）组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．MCL—05组件或MCL—05A组件 5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器 6．二踪示波器 7．万用表 五．注意事项 1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。 2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：
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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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电力电子技术作业解答复习用
第一章作业 1. 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：u AK>0且u GK>0。 2. 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。 3. 图1-43 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I1、I2、I3。 解：（a） (b) (c)
第二章作业 1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60? 时的负载电流I d，并画出u d与i d波形。 解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立： 考虑到初始条件：当ωt＝0 时i d＝0 可解方程得： u d与i d的波形如下图： 当α＝60°时，在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放，因此在u2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立：
考虑初始条件：当ωt＝60 时i d＝0 可解方程得： 其平均值为 此时u d与i d的波形如下图： 2．图2-9为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 ；②当负载是电阻或电化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为 2 感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。 答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路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。 以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。 ①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕 。 组并联，所以VT2承受的最大电压为 2 ②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a 相同时，对于电阻
电力电子技术及电机控制实验指导书 第一章
第三章电力电子技术实验 本章节介绍电力电子技术基础的实验内容，其中包括单相、三相整流及有源逆变电路，直流斩波电路原理，单相、三相交流调压电路，单相并联逆变电路，晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率三极管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)等新器件的特性及驱动与保护电路实验。 实验一单结晶体管触发电路实验 一、实验目的 (1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。 (2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 二、实验所需挂件及附件 单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。 四、实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。 五、预习要求 阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。 六、思考题 (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系? (2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°? 七、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的观测 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“2”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；最后观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°～170°范围内移相? (2)单结晶体管触发电路各点波形的记录