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电力电子技术期末考试试题及答案(1)

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。

12.GTO的__多元集成 __结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。

13.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 _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。

15.IGBT 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。

17.IGBT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。

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 MOSFE，T 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 _0-180 _。

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 __0-180 O _ ，其承受的最大正反向电压均为 _ 2U 2 __，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 __0-180 O _，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 _0-90 O _，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为 __ 2U 2 _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 _。

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 _。

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 __ 2U 2_，晶闸管控制角α

的最大移相范围是 _0-150 o_，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 __0-90 o _ 。

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_0-120 o _，u d 波形连续的条件

是_ 60o _。

9.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 __ 2U2_，随负载加重 Ud逐渐趋近于 _0.9 U2_，通常设计时，应取 RC≥_1.5-2.5_ T，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）。

10.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 3 _，电路中的二极管承受的最大反向电压为 _ 6 _U2。

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> 90 O，使输出平均电压 U d为负值 _。

14.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 _，随的增加，进入断续区的电流 _加大 _。

15.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 _状态；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。

16.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 _和_同步环节 _。

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。

3.斩波电路有三种控制方式： _脉冲宽度调制（ PWM）_、_频率调制 _和_（t on和T都可调，改变

占空比）混合型。

4.升压斩波电路的典型应用有 _直流电动机传动 _和 _单相功率因数校正 _等。

5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为 __0.5 1 （为导通比）。

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使电动机工作于第 1 和第 2 象限。

9.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。

10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个 _升压 _斩波电路和一个 __降压_斩波电路的组

合；多相多重斩波电路中， 3 相 3重斩波电路相当于 3 个__基本__斩波电路并联。

第 4 章交流—交流电力变换电路

1.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 _。

2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为 _0-180 O_，随的增大， Uo_降低 _，功率

因数 _ 降低 __。

3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角 < （ =arctan（ L/R））时 ,VT1 的导通时间 _逐渐缩

短 _,VT2 的导通时间 __逐渐延长 _。

4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种

TCR属于 _支路控制三角形 _联结方式， TCR的形式，控制角的移相范围为 _90O-180 O_，线电流中所含谐波

的次数为 _6k±1_。

5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是： _该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压

相等_。

6.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 _。

7.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。

8.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

中主要用于中等容量的交流调速系统是 _公共交流母线进线方式 _。

10.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 _。

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波波，输出电流波形为方波波。

5、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。

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，环流指的是只流经两组变流器之间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 = 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、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，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元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 180o 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元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 120o 度。

11 、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。

12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。

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。

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

来可分为零电流开关与零电压开关两大类。

18、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。

则它允许的有效电流为 157 安培。通常在选择晶闸管时还要留出 1.5—2 倍的裕量。

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；整流式阻容吸收等几种。

23、。晶闸管的维持电流 I H是指在温 40度以下温度条件下，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。

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 I H 时，导通的晶闸管关断。 .。

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，以以电力晶体管集电极和发射极复合而成。

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；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 X B；平均电流 I d；电源相电压 U2。等到参数有关。

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2U 2 。三相半波可控整流电路中，晶闸管承

受的最大反向电压为6U 2 。（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。

35、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有两相相导电；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。

36、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。

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角，用α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管、它的额定电压为 800V、伏、额定电流为 100A

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；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。

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。

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 90o 度较合

适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为 60o 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0o--150 o ，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 。

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。

电力电子技术问答分析题

1、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。、

2、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β<90o（α >90o）区域，使 Ud< 0, 才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。

3、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。

8、指出下图中①～⑦各保护元件及 VD 、Ld 的名称和

u VT1 、整流二极管 VD2 电

4、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。当控制角α =90o时，画出：负载电压 u d、晶闸管 VT1 u VD2，

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。

8、指出下图中①～⑦各保护元件及 VD 、Ld 的名称和

①星形接法的硒堆过电压保护；②三角形接法的阻容过电压保护；

③桥臂上的快速熔断器过电流保护；④晶闸管的并联阻容过电压保护；

⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；⑥直流侧的压敏电阻过电压保护； ⑦直流回路上过电流快速开关保护； VD 是电感性负载的续流二极管； L d 是电动机回路的平波电抗器； 9、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；

C 、触发脉冲

要有一定的

宽度，且脉冲前沿要陡； D 、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；

Q 置于位置 2：正半周，双向晶闸管 Ⅰ +触发方式导通。负半周，由于二极管 VD 反偏，双向晶闸

管得不到触发信号，不能导通，负载上得到半波整流电压。

Q 置于位置 3：正半周，双向晶闸管 Ⅰ+触发方式导通。负半周，双向晶闸管Ⅲ - 触发方式导通，

负载上得到近似单相交流电压。 1.1 什么是电力电子技术电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技术：信息电子技术和电力电子技术。

1.2 电力变换的类型交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。

2.1 电力电子器件一般工作在开关状态损耗：通态损耗、断态损耗开通损耗和关断损耗。总称开关损耗

2.2 电力电子器件损耗的主要因素 ?

通常来讲，除一些特殊器件外，电子电子器件的断态漏电流都极其微小，因而通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。当器件开关频率较高时，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。

2.3 电子器件在实际应用中的系统组成：控制电路、检测电路、主电路。主电路和控制电路的连接路径上一般需要进行电气隔离，而通过其他手段来传递信号。主电路和控制电路中要附加保护电路。

2.4 电力电子器件的分类？通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件被称为半控型器件。主要是指晶闸管及其大部分派生器件。

通过控制信号既可以控制导通又可以控制关断的电力电子器件被称为全控性器件，又称自关断器件。目前最常用的是绝缘栅双极晶体管和电力场效应晶体管。

不能用控制信号控制其通断的电力电子器件就是电力二极管，又被称为不可控器件。 2.5晶闸管导通、关断的条件？

10、下图为一单相交流调压电路，试分析当开关 Q

置于位 Q 置于位置 1 ：双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，

置 1、 2、 3 时，电路的工作形。

负载上无电压。

3.1换相过程持续的时间用电角度γ表示，称为换相重叠角。3.2变压器漏感对整流电路有什么影响？

1.出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值Ud 降低。

2.整流电路的工作状态增多

3.晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。

4.换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的

du/dt ，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。5.换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

3.3换相重叠角γ的变化规律？

1.Id 越大，γ越大。

2.XB越大，γ越大。

3.α≤90°时，α越小，γ越大。

3.4什么叫有源逆变？什么叫无源逆变？交流侧和电网连接时，这种逆变电路称为有源逆变电路。如果交变电路的交流侧不与电网连接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变。

3.5产生逆变的条件？

1.要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，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>π/2，使Ud 为负值。

3.6有源逆变用在什么方面？直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等方面。

3.7 什么是逆变失败？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成顺向串联。由于逆变电路的内阻很小，就会形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败。

3.8逆变失败的原因

1.触发电路工作不可靠。

2.晶闸管发生故障。

3.在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失。

4.换相的裕量角不足，引起换相失败。

3.9最小逆变角βmin 一般取30°~35°

4.1换流方式的分类？器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流。

4.2管子用什么样的换流方式

4.3三相电压桥式逆变电路的工作方式

180°导电方式和120°导电方式。

4.4三相电流型逆变电路换流过程可分为恒流放电和二极管换流两个阶段。

5.1斩波电路控制方式

脉冲宽度调整（脉冲调宽型）、频率调制（调频型）、混合型

6.1 几种控制方式把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，称为交流调压电路。以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变童泰周期数和断态周期数的比，可以方便调节输出功率的平均值，称为交流调功电路。如果并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路，则称串入电路的晶闸管为交流电力电子开关。

7.1什么是异步调制？什么是同步调制？载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。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。

为了克服同步调制的缺点，可采用分段同步调制的方法。

8.1什么是软开关电路？解决了什么问题？通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低它们的变化率，从而大大减小甚至消除开关损耗。同时，谐振过程限制了开关过程中电压和电流的变化率，使得开关噪声也明显减小。这样的电路被称为软开关电路。这样的开关过程称为软开关。解决电路中的开关损耗和开关噪声问题，是开关频率可以大幅度提高。第九章电力电子器件的

制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节（驱动电路的任务）按照驱动性质，可将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型两类。

电力电子技术：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。（分为信息电子技术，电力电子技术）。电力变换：整流，逆变，直流变直流，交流变交流

电力电子器件特征：其承受功率的能力远大于处理信息的电子器件为减少本身损耗，提高效率，一般工作在开关状态在实际应用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制尽管工作在开关状态，但电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件

开关损耗分为开通损耗和关断损耗，频率较高时成为主要影响因素。电力电子器件的系统由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路构成，电气隔离：光隔离，磁隔离。在主电路和控制电路中要附加保护电路。电力电子器件分为（器件被控制电路信号控制的能力）：半控型（晶闸管及其派生器件），全控型（绝缘栅双极晶体管，电力场效应管），不可控器件

电流驱动型，电压驱动型脉冲触发型，电平控制型单极性器件，双，，复合，晶闸管导通：承受正向电压，且有门极触发电流

晶闸管关断：利用外加电压电流使晶闸管电流降到接近于零的某一数值以下。典型全控型器件：门极可关断晶闸管，电力晶体管，电力场效应管，绝缘栅双极晶体管单极型，复合型器件都是电压驱动型器件双极型器件都是电流驱动器件电压驱动器件都是电平控制，电流驱动器件有脉冲驱动，也有电平驱动电压驱动器件：输入阻抗高，所需驱动功率小，驱动电路简单，工作频率高电流驱动器件：具有电导调制效应，因而通态压降低，导通损耗小，但工作频率较低，所需驱动功率大，驱动电路比较复杂

逆变电路换流方式：器件换流（适用于全空型器件），电网换流（不适用于无源逆变），负载换流（适用于负载为容性）

直流斩波电路包括降压，升压，升降压， Cuk， sepic，Zeta

交流-交流变流电路分为交流电力控制电路（只改变电压，电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率），变频电路（只改变频率）

斩波电路控制方式：固定频率调脉宽，固定脉宽调频率，调频调宽

PWM （主要用于逆变）基本原理：面积等效原理载波频率f c 调制信号频率f r N

异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式

同步调制：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

分段调制：把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内都保持载波比 N 为恒定，不同频段的载波率不同

软开关解决了电路中的开关损耗和开关噪声的问题，使开关频率可以大幅度提高驱动电路基本任务就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。

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？

电力电子技术试题及答案(B)

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.

电力电子技术试题及答案(1)

《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.wendangku.net/doc/0b117552.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.wendangku.net/doc/0b117552.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。

王兆安版电力电子技术试卷及答案

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

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：

电力电子技术试题及答案(3)

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

电力电子技术期末考试试题及答案最新版本

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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