山東科技大學電力電子技術期末復習題

山東科技大學繼續(xù)教育學院

電力電子技術

復習思考題一

一、填空題（每空1分，共20分）

1、對同一晶閘管，維持電流h與擎住電流L.在數值大小上有L.____IHO

2、功率集成電路PIC分為二大類,一類是高壓集成電路,另一類是o

3、晶閘管斷態(tài)不重復電壓UDSY與轉折電壓心數值大小上應為,UzUBOo

4、電阻負載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓Ik等于

,設L為相電壓有效值。

5、三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差

6、對于三相半波可控整流電路，換相重疊角的影響，將使用輸出電壓平均值

7、晶閘管串聯時，給每只管子并聯相同阻值的電阻R是措施。

8、三相全控橋式變流電路交流側非線性壓敏電阻過電壓保護電路的連接方式有

和二種方式。

9、抑制過電壓的方法之一是用吸收可能產生過電壓的能量，并用電阻

將具消耗。

10、180°導電型電壓源式三相橋式逆變電路，其換相是在________的上、下二

個開關元件之間進行。

11、改變SPWM逆變器中的調制比，可以改變的幅值。

12、為了利于功率晶體管的關斷，驅動電流后沿應是o

13、恒流驅動電路中抗飽和電路的主要作用是o

14,功率晶體管緩沖保護電路中二極管要求采用_______型二極管，以便與功率

晶體管的開關時間相配合。

15、晶閘管門極觸發(fā)剛從斷態(tài)轉入通態(tài)即移去觸發(fā)信號，能維持通態(tài)所需要的最

小陽極電流，稱為：。

16、晶閘管的額定電壓為斷態(tài)重復峰值電壓U網和反向重復峰值電壓U.中較

的規(guī)化值。

17、普通品閘管的額定電流用通態(tài)平均電流值標定，雙向晶閘管的額定電流用

________標定。

18、晶閘管的導通條件是：晶閘管和陰極間施加正向電壓，并在

和陰極間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。

二、判斷題（每題1分，共10分，正確的打人錯誤的打X）

1、兩個以上晶閘管串聯使用，是為了解決自身額定電壓偏低，不能勝用電路電

壓要求，而采取的一種解決方法，但必須采取均壓措施。（）

2、逆變失敗，是因主電路元件出現損壞，觸發(fā)脈沖丟失，電源缺相，或是逆變

角太小造成的。（）

3、變流裝置其功率因數的高低與電路負載阻抗的性質，無直接關

系。（）

4、并聯與串聯諧振式逆變器屬于負載換流方式，無需專門換流關斷電路。（）

5、觸發(fā)普通晶閘管的觸發(fā)脈沖，也能觸發(fā)可關斷晶閘

管。（）

6、三相半波可控整流電路，不需要用大于60。小于120。的寬脈沖觸發(fā)，也不需

要相隔60。的雙脈沖觸發(fā)，只用符合要求的相隔120。的三組脈沖觸發(fā)就能正常工

作。（）

7、變頻調速裝置是屬于無源逆變的范疇。（）

8、有源逆變裝置是把逆變后的交流能量送回電網。（）

9、雙向晶閘管額定電流的定義，與普通晶閘管的定義相同。（）

10、用穩(wěn)壓管削波的梯形波給單結晶體管自激振蕩電路供電，目的是為了使觸發(fā)

脈沖與晶閘管主電路實現同步。（）

三、選擇題（每題1分，共10分）

1、功率晶體管GTR從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現象稱為（）。

A.一次擊穿B.二次擊穿C.臨界飽和D.反向截止

2、逆導晶閘管是將大功率二極管與何種器件集成在一個管芯上而成（）o

A.大功率三極管B.逆阻型晶閘管C.雙向晶閘管D.可關斷晶間管

3、在晶閘管應用電路口，為了防止誤觸發(fā)應將幅值限制在不觸發(fā)區(qū)的信號是（）。

A.干擾信號B.觸發(fā)電壓信號C.觸發(fā)電流信號D.干擾信號和觸發(fā)信

號

4、當晶閘管承受反向陽極電壓時，不論門極加何種極性觸發(fā)電壓，管子都將工

作在（）o

A.導通狀態(tài)B.關斷狀態(tài)C.飽和狀態(tài)D.不定

5、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角a的最大移相范圍是（）

A.90°B.120°C.1500D.I8O0

6、單相全控橋大電感負載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為（）

42

A2B.6U?c2后5立限2

7、單相全控橋電阻性負載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為（）

也〃

A,叵力B.2廊2c,彳2D.電

8、單相全控橋式整流大電感負載電路中，控制角a的移相范圍是（）

A。。?90°B.0°?180°C.90°?180°D.180°?360°

9、單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角a大于不導電角5時，晶閘管的

導通角0=（）

A.n-aB.n+aC.n-6-aD.n+6-a

10、對于三相半波可控整流電路，換相重疊角V與哪幾個參數有關（）

A.a、負載電流ld以及變壓器漏抗XCB.a以及負載電流ld

C.a和6D.a、6以及變壓器漏抗Xc

四、簡答題（每題4分，共40分）

1、晶閘管的導通條件是什么？導通后流過晶閘管的電流和負載上的電壓由什

么決定？

2、晶閘管的關斷條件是什么？如何實現？晶同管處于阻斷狀態(tài)時其兩端i勺電

壓大小由什么決定？

3、某晶閘管型號規(guī)格為KP200-8D,試問型號規(guī)格代表什么意義？

4、無源逆變電路和有源逆變電路有何區(qū)別？

5、試說明直流斬波器主要有哪幾種電路結構？試分析它們各有什么特點？

6、晶閘管的非正常導通方式有哪幾種？

7、請簡述晶閘管的關斷時間定義。

8、怎樣確定GTR的安全工作區(qū)S0A?

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電力電子技術

復習思考題一答案

一、填空題（每空1分，共20分）

1、大于（或七（2?4））2、智能功率集成電路3.小于（或。

U

4、Fm=V2U25、120°6、下降

7、靜態(tài)均壓8、Y形和△形9、儲能元件10、同一相

11、輸出電壓基波12、（一個）較大的負電流

13、減小存儲時間14、快速恢復15、維持電流16、小

17、正弦電流有效值

18、陽極、門極

二、判斷題（每題1分，共10分）

1-5WX6-10VVVXV

三、選擇題（每題1分，共10分）

1、B2、B3、A4、B5、D

6、B7、C8、A9、C10、A

四、簡答題（每題4分，共40分）

1、晶閘管的導通條件是H么？導通后流過晶閘管的電流和負載上的電壓由H

么決定？

答：晶閘管的導通條件是：晶閘管陽極和陽極間施加正向電壓，并在門極和陽極

間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖）。

導通后流過晶閘管的電流由負載阻抗決定，負載上電壓由輸入陽極電壓U決定。

2、晶閘管的關斷條件是什么？如何實現？晶間管處于阻斷狀態(tài)時其兩端的電

壓大小由什么決定？

答：晶閘管的關斷條件是：要使晶閘管由正向導通狀態(tài)轉變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用

陽極電壓反向使陽極電流IA減小，IA下降到維持電流IH以下時，晶閘管內部

建立的正反饋無法進行。進而實現晶閘管的關斷，其兩端電壓大小由電源電壓UA

決定。

3、某晶閘管型號規(guī)格為KP200-8D,試問型號規(guī)格代表什么意義？

解：KP代表普通型晶閘管，200代表其晶閘管的額定電流為200A,8代表晶閘管

的正反向峰值電壓為800V,D代表通態(tài)平均壓降為0.6V<UT<0.7VO

4、無源逆變電路和有源逆變電路有何區(qū)別？

答：有源逆變電路是把逆變電路的交流側接到電網上，把直流電逆變成同頻率的

交流反送到電網去。無源逆變電路的交流側直接接到負載，將直流電逆變成某一

頻率或可變頻率的交流供給負載。

5、試說明直流斬波器主要有哪幾種電路結構？試分析它們各有什么特點？

答：直流斬波電路主要有降壓斬波電路（Buck）,升壓斬波電路（Boost）,升

降壓斬波電路（Buck-Boost）和庫克（Cook）斬波電路。

降壓斬波電路是：一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的變換電路。它主要

用于直流穩(wěn)壓電源和直流直流電機的調速。

升壓斬波電路是：輸出電壓的平均值高于輸入電壓的變換電路，它可用于直流穩(wěn)

壓電源和直流電機的再生制動。

升降壓變換電路是輸出電壓平均值可以大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸

入電壓極性相反。主要用于要求輸出與輸入電壓反向，其值可大于或小于輸入電

壓的直流穩(wěn)壓電源。

庫克電路也屬升降壓型直流變換電路，但輸入端電流紋波小，輸出直流電壓平穩(wěn),

降低了對濾波器的要求。

6、晶閘管的非正常導通方式有哪幾種？

答：非正常導通方式有：（1）Ig=0,陽極電壓升高至相當高的數值；（D陽極電

壓上升率du/dt過高；（3）結溫過高。

7、請簡述晶閘管的關斷時間定義。

答：晶閘管從正向陽極電流下降為冬到它恢復正向阻斷能力所需的這段時間稱為

關斷時間。即％

8、怎樣確定GTR的安全工作區(qū)SOA?

答：安全工作區(qū)是指在輸出特性曲線圖上GTR能夠安全運行的電流、電壓的極限

范圍。按基極偏量分類可分為:正偏安全工作區(qū)FBSOA和反偏安全工作區(qū)RBS0A。

正偏工作區(qū)乂叫開通工作區(qū)，它是基極正向偏量條件下由GTR的最大允許集電極

功耗Pcx以及二次擊穿功率PSB,%,BUCEO四條限制線所圍成的區(qū)域。反偏安全

工作區(qū)又稱為GTR的關斷安全工作區(qū)，它表示在反向偏置狀態(tài)下GTR關斷過程中

電壓UCE,電流IC限制界線所圍成的區(qū)域。

9、與GTR、VDMOS相比,IGBT管有何特點?

答：IGBT的開關速度快，其開關時間是同容量GTR的1/10,IGBT電流容量大,

是同容量M0S的10倍；與VDM0S、是R相比，IGBT的耐壓可以做得很高,最大

允許電壓UCEM可達4500V,IGBT的最高允許結溫TJM為150℃,而且IGBT的通

態(tài)壓降在室溫和最高結溫之間變化很小，具有良好的溫度特性；通態(tài)壓降是同一

耐壓規(guī)格VDM0S的1/10,輸入阻抗與M0S同。

10、試簡述Buck-Boost電路同Cuk電路的異同。

答：這兩種電路都有升降壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，而且兩

種電路的輸入、輸出關系式完全相同，Buck-Boost電路是在關斷期內電感L給

濾波電容C補充能量，輸出電流脈動很大，而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合

電容C1,若使C1足夠大，輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低

了對流波電路的要求。

五、設計題(本題10分)

整流電動機狀態(tài)：

電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E方向上正下負，Ud大于

E,控制角的移相范圍0。?90。。

逆變發(fā)電機狀態(tài)：

電流方向從上到下，電壓Ud方向上負下正，發(fā)電機電勢E方向上負下正，

Ud小于E,控制角的移相范圍90°150°。

六、計算題(本題10分)

/二幺=幽=I333V〃=力=%=12八

解：(1)單相半波時，~0.450.45,Rd50

晶閘管的最大電流有效值=L57〃=18.84

>-^-=

品閘管額定電流為IT(AV)1.5712(A)

RM>V2l/

晶閘管承受最大電壓為U2=1885v

取2倍安全裕量，晶間管的額定電壓、額定電流分別為4000V和30A。

S>%=18.%=3.13mm2

所選導線截面積為

PR2

負載電阻上最大功率=rTR=\7.7kW

U_6(X)

⑵單相全控橋。=?！銜r,"二嘉"零=66〃d=124

/=1.11/=I3.3A

負載電流有效值/(Kf=l.11)

>-^-=

晶閘管的額定電流為IT(AV)1.576(A)IT=7?

RM之四心二1885V

品閘管承受最大電壓為U

取2倍安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為4000V和20A。

匕-、“口心自=13。%a2.22mm2

所選導線截面積為/3/6

2

(3)負載電阻上最大功率PH=lR=S.9kW

山東科技大學繼續(xù)教育學院

電力電子技術

復習思考題二

一、選擇題(每小題1分，共20分)

1、單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖依次應相差()度。

A、180°,B、60°,c、360°,D、120°

2、a為()度時，三相半波可控整流電路，電阻性負載輸出的電壓波形，處

于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。

A,0度，B,60度，C,30度，D,120度，

3、晶閘管觸發(fā)電路中，若改變()的大小，則輸出脈沖產生相位移動，達到移

相控制的目的。

A、同步電壓，B、控制電壓，C、脈沖變壓器變比。

4、可實現有源逆變的電路為()。

A、三相半波可控整流電路，B、三相半控橋整流橋電路，

C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路，D、單相半控橋整流電路。

5、在一般可逆電路中，最小逆變角Bmin選在下面那一種范圍合理()。

A、30°-35°,B.10°-15°,C、0°-10°,D、0°o

6、在下面幾種電路中，不能實現有源逆變的電路府哪幾種()o

A、三相半波可控整流電路。B、三相半控整流橋電路。

C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路。D、單相半控橋整流電路。

7、在有源逆變電路中，逆變角的移相范圍應選()為最好。

A、=90°^180°,B、=35°^90°,C、=0°^90°,

8、晶閘管整流裝置在換相時刻(例如:從U相換到Y相時)的輸出電壓等于Oo

A、U相換相時刻電壓uU,B、V相換相時刻電壓uV,

C、等于uU+uV的一半

9、三相全控整流橋電路，如采用雙窄脈沖觸發(fā)晶閘管時，下圖中哪一種雙窄脈

沖間距相隔角度符合要求。請選擇()。

10、晶間管觸發(fā)電路中，若使控制電壓UOO,改變（）的大小，可使直流電動

機負載電壓Ud=0,使觸發(fā)角Q=90°。達到調定移相控制范圍，實現整流、逆變的

控制要求。

A、同步電壓，B、控制電壓，C、偏移調正電壓。

11、下面哪種功能不屬于變流的功能（）

A、有源逆變B、交流調壓C、變壓器降壓D、直流斬波

12、三相半波可控整流電路的自然換相點是（）

A、交流相電壓的過零點；

B、本相相電壓與相鄰相電壓正、負半周的交點處；

C、比三相不控整流電路的自然換相點超前30“；

D、比三相不控整流電路的自然換相點滯后60°。

13、如某晶閘管的正向阻斷重復峰值電壓為745V,反向重復峰值電壓為825V,

則該晶閘管的額定電壓應為（）

A、700VB、750VC、800VD、850V

14、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角Q的最大移相范圍是（）

A、0°-90°B、0°-120°C、0°-150°D、0°-180°

15、在單相全控橋整流電路中，兩對晶閘管的觸發(fā)脈沖，應依次相差（）度。

A、180度；B、60度；C、360度；D、120度；

16、可實現有源逆變的電路為（）。

A、單相全控橋可控整流電路B、三相半控橋可控整流電路

C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路D、單相半控橋整流電路

17、由晶閘管構成的可逆調速系統(tǒng)中，逆變角Bmin選（）時系統(tǒng)工作才可

靠。

A、30c35°B、10。~15°C、0°"10°D、0°

18、a二（）度時，三相全控橋式整流電路帶電阻負載電路，輸出負載電壓波

形處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。

A、0度;B、60度；C、30?；D、120度;

19、變流裝置的功率因數總是（）。

A^大于1；B、等于1；C、小于1；

20、變流器工作在逆變狀態(tài)時，控制角。必須在（）度。

A、0°-90°；B、30°-120°；C、60°-150°；D、90°-150°；

二、判斷題（每題2分，共20分，正確的打人錯誤的打X）

1、在半控橋整流帶大電感負載不加續(xù)流二極管電路中，電路出故障時會出現失

控現象。（）

2、在用兩組反并聯晶閘管的可逆系統(tǒng)，使直流電動機實現四象限運行時，其中

一組逆變器工作在整流狀態(tài)，那么另一組就工作在逆變狀

態(tài)。（）

3、晶閘管串聯使用時，必須注意均流問題。（）

4、逆變角太大會造成逆變失敗。（）

5、并聯諧振逆變器必須是略呈電容性電路。（）

6、給晶閘管加上正向陽極電壓它就會導通。（）

7、有源逆變指的是把直流電能轉變成交流電能送給負載。（）

8、在單相全控橋整流電路中，晶閘管的額定電壓應取U2。（）

9、在三相半波可控整流電路中，電路輸出電壓波形的脈動頻率為300Hz。（）

10、變頻調速實際上是改變電動機內旋轉磁場的速度達到改變輸出轉速的目的。

（）

三、名詞解釋（每題3分，共30分）

1、電力電子技術

2、二次擊穿

3、安全工作區(qū)

4、相控方式

5、換相重疊角Y

6、電力電子器件

7、電流波形的波形系數Kf

8、晶閘管的伏安特性

9、門極觸發(fā)電流3

10、電流關斷增益

四、簡答題(每題5分，共10分)

1、晶閘管的導通條件是什么？導通后流過晶閘管的電流和負載上的電壓由什么

決定？

2、晶閘管的關斷條件是什么？如何實現？晶閘管處于阻斷狀態(tài)時其兩端的電

壓大小由什么決定？

五、計算題(每題10分，共20分)

1、有一開關頻率為50kHz的庫克變換電路，假設輸出端電容足夠大，使輸出電

壓保持恒定，并且元件的功率損耗可忽略，若輸入電壓UF10V,輸出電壓U。

調節(jié)為5V不變。試求：

⑴占空比；

⑵電容器G兩端的電壓LU

⑶開關管的導通時間和關斷時間。

2、有一開關頻率為50kHz的Buck變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，

L=0.05mH,輸入電壓Ud=15V,輸出電壓U。=10V

(1)求占空比D的大??；

(2)求電感中電流的峰-峰值△1；

(3)若允許輸出電壓的紋波△U°/IV5%,求濾波電容C的最小值。

山東科技大學繼續(xù)教育學院

電力電子技術

復習思考題二答案

一、選擇題（每空1分，共20分）

l.A2.C3.B4.A5.A6.BCD7.B8.C9.B1O.C

11.C12.B13.B14.D15.A16.A17.A18.B19.C2O.D

二、判斷題（每題2分，共20分）

1-5VXXXV6-10XXXXV

三、名稱解釋（每題3分，共30分）

1、電力電子技術：將電子技術和控制技術引入傳統(tǒng)的電力技術領域，利用半導

體電力開關器件組成各種電力變換電路實現電能的變換和控制，構成了一門完整

的學科，被國際電工委員會命名為電力電子學（PowerElectronics）或稱為電

力電子技術。

2、二次擊穿：一次擊穿發(fā)生時L增大到某個臨界點時會突然急劇上升，并伴隨

電壓的陡然下降。常常立即導致器件的永久損壞，或者工作特性明顯衰變。

3、安全工作區(qū)SOA（SafeOperationArea）：是指在輸出特性曲線圖上GTR能夠

安全運行的電流、電壓的極限范圍。按基極偏置分類可分為正偏安全工作區(qū)

FBSOA和反偏安全工作區(qū)RBSO/\o

4、相位控制方式：這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方

式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。

5、換相重疊角丫：實際工作中，整流變壓器存在漏抗，晶閘管之間的換流不能

瞬時完成，會出現參與換流的兩個晶閘管同時導通的現象，同時導通的時間對應

的電角度稱為換相重疊角丫。

6、電力電子器件：電力電子電路中能實現電能的變換和控制的半導體電子器件

稱為電力電子器件。

7、電流波形的波形系數：定義某電流波形的有效值與平均值之比為這個電流波

k―電流有效值

八/一電流平均值

形的波形系數，用K,表示。

8、晶閘管的伏安特性：晶閘管陽極與陰極之間的電壓Ua與陽極電流la的關系

曲線稱為晶閘管的次安特性。

9、門極觸發(fā)電流珀：在室溫下，晶閘管加6V正向陽極電壓時，使元件完全導通

所必須的最小門極電流，稱為門極觸發(fā)電流IGTO

10、電流關斷增益：GT0的門極可關斷能力可用電流關斷增益8例來表征，最大

可關斷陽極電流%。與門極負脈沖電流最大值以之比稱為電流關斷增益：B.「產

IATO/IGM

四、簡答題（每題5分，共10分）

1、晶閘管的導通條件是什么？導通后流過品閘管的電流和負載上的電壓由什

么決定？

答：晶閘管的導通條件是：晶閘管陽極和陽極間施加正向電壓，并在門極和陽極

間施加正向觸發(fā)電壓和電流（或脈沖工

導通后流過晶閘管的電流由負載阻抗決定，負載上電壓由輸入陽極電壓”決定。

2、晶閘管的關斷條件是什么？如何實現？晶閘管處于阻斷狀態(tài)時其兩端的電

壓大小由什么決定？

答：品閘管的關斷條件是：耍使晶閘管由正向導通狀態(tài)轉變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用

陽極電壓反向使陽極電流IA減小，IA下降到維持電流IH以下時，晶閘管內部

建立的正反饋無法進行。進而實現晶閘管的關斷，其兩端電壓大小由電源電壓U

決定。

五、計算題（每題10分，共20分）

1、解：

（1）因為U0二一丁二U.O二先二-5J

則（注意

\—L）U0-Ud-5-103

U0=-5V)

⑵Uc、=匕力=—*1°=15V

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3

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off350x103

2、解:

"」，D=^=^=0,667

U。DU（i15

,、AIU0（U「U。）URl-D）15x0.^7（1-0.667）

⑵"=JLL=50x*0.。5,底"333A

⑶因為簧4"。亨f=50kHz人嬴

則0.05=4（1一。）（與了f；=°，x2尸

2fJCTT2（\-D）

\-D1-0.667

Cnin=6.66x10°F=6.66NF

0.05X8L/-20.05X8X0.05X10-3x（50x10,）2

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電力電子技術

復習思考題三

一、填空題（每空1分，共20分）

1、晶閘管導通的條件是、O

2、無源逆變是將直流電源轉化為負載所需要的。

3、斬波器的工作方式通常有兩種、o

4、最小逆變角應大與等于o

5、控制晶閘管導通的電路稱為o

6、對同一晶閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數值大小上有ILIHo

7、三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次

互差______。

8、晶閘管串聯時，給每只管子并聯相同阻值的電阻R是措施。

9、有一個開關頻率為50Hz的降壓變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，

L=0.05mll,輸入電壓Ud=15V,輸出電壓Uo=10V.其占空比的大小為。

10、逆變器根據輸入直流電源特點來分包括和電流型兩種。

11、兩組三相半波整流電路串聯就構成了電路。

12、電壓源型變頻器采用電容來濾波，電流型變頻器采用來濾波。

13、在升壓斬波器中，已知電源電壓Ud=16V,導通比Kt=1/3,則輸出電壓

Uo二Vo

14、三相半波可控整流電路，電源電壓為控制角為），大感性負載，負載電

壓，設整流后負載電流為1“則晶閘管電流的有效值為o

15.三相全控橋式有源逆變電路，每個晶閘管導通角,每隔產

生一次換相v

16、整流電路的觸發(fā)角a與有源逆變電路的逆變角的關系是o

二、選擇題（每題1分，共10分）

1、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角Q的最大移相范圍是（）

A.90°B.120°C.150°D.180°

2、單相全控橋大電感負載電路中，晶閘管可能承受的最大正向電壓為（）

A.TU2B.6U2C.2/U2D.癡U2.

3、當品閘管承受反向陽極電壓時，不論門極加何種極性觸發(fā)電壓，管子都將工

作在（）

A.導通狀態(tài)B.關斷狀態(tài)C.飽和狀態(tài)D.不定

4、單相半波可控整流電路中,晶閘管可能承受的反向峰值電壓為（）

A.U2B,瓜2

r2庖2n瘋2

5、單相全控橋電阻性負載電路中，［晶閘管可能承受的最大正向電壓為（

A.板U2B.2^U2C.2^U2D.而U2

6、單相全控橋式整流大電感負載電路中，控制角Q的移相范圍是（）

A.0°?90°B.0°?180°C.90°?180°D.180°?360°

7、在型號為KP10T2G中，數字10表示（）。

A.額定電壓10VB.額定電流10A

C.額定電壓1000VD.額定電流1000A

8、卜列兀器件中，（）屬于不控型，（）屬于全控型，（）屬于

半控型。

A.普通品閘管B.整流二極管

C.逆導晶閘管D.大功率晶體管

E.絕緣柵場效應晶體管F.雙向晶閘管

G.可關斷晶閘管H.絕緣柵極雙極型晶體管

9、晶閘管電流的波形系數定義為（）

A,?B,

C.Kf=IdT-lTD.Kf=IdT-lT

10、三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態(tài)，輸出電壓平均值Ud的表達式

是（）

A.Ud=-2.34U2cosBB.Ud=l.17U2cosp

C.Ud=2.34U2cospD.Ud=-0.9U2cosp

三、簡答題（每題4分，共40分）

1、什么是相控電路？

2、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？

3、晶閘管關斷的條件是什么？

4,電力電子技術的應用按其功能可分為哪幾種類型？

5、什么是維持電流？什么是擎住電流？兩者之間的關系是什么？

6、電流型逆變電路的主要特點是什么？

7、有源逆變最小逆變角受那些因素限制？

8、三相全控整流電路，當一只晶閘管短路時，電路會發(fā)生什么情況？

9、有源逆變電路必須具備什么條件才能進行逆變工作？

10、三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點是同

一點嗎？如果不是，他們在相位上差多少？

四、論述題（本題10分）

單相可控整流電路供電給電阻負載或蓄電池充電（反電勢負載），在控制角

a相同，負載電流平均值相等的條件下，哪一種負載晶閘管的額定電流值大一些?

為什么？

五、計算題（每題10分，共20分）

1、單相橋式全控整流電路,U2=100V,負載中R=20C,L值極大當。二30。時，

要求：

（1）作出Ud、Id、和12的波形;

（2）求整流輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次電流有效值12；

（3）考慮安全裕量,確定品閘管的額定電壓和額定電流。

2、調壓范圍為2T5V的直流電源，采用三相半波可控整流電路帶電阻負載，輸

出電流不小于130A,求：

（1）整流變壓器二次側相電壓有效值，

（2）試計算9V時的a角

（3）選擇晶閘管的型號

（4）計算變壓器二次側的容量。

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電力電子技術

復習思考題三答案

一、填空題（每空1分，共20分）

1、陽極電壓正偏、門極電壓正偏2、交流電源

3、脈沖頻率調制、脈沖寬度調制4、30?35度

5、觸發(fā)電路（驅動電路）6、>

7、120°8、均壓

9、0.6710、電壓型

11、三相橋式12、電感

13、2414、Ud=l.17U2C0S^>0.577Id

15、120°、60°16、互補關系

二、選擇題（每題1分，共10分）

l.D2.B3.B4.B5.C6.A7.B8.（B\DEGH\ACF）9.B1O.C

三、簡答題（每題4分，共40分）

1、通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相控方式。

2、在電壓型逆變電路中，當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流測電

容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆

變橋各臂都并聯了反饋二極管。當輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經電

路中的可控開關器件流通，而當輸出電壓與電流極性相反時，由反饋二極管提供

電流通道。

3、晶閘管的關斷條件是：要使晶閘管由正向導通狀態(tài)轉變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，可采用

陽極電壓反向使陽極電流IA減小，IA卜降到維持電流IH以卜時，晶閘管內部

建立的正反饋無法進行。進而實現晶閘管的關斷，其兩端電壓大小由電源電壓UA

決定。

4、分成直流變換電路、逆變電路、整流電路、交流變換電路和電力電子控制技

術。

5、在室溫下門極斷開時，元件從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持導通的最小陽

極電流稱為維持電流。

給晶閘管門極上加上觸發(fā)電壓，當元件剛從阻斷狀態(tài)轉為導通狀態(tài)就撤除觸發(fā)電

壓，此時元件維持導通所需要的最小陽極電流稱為擎住電流。

對同一晶閘管來說，擎住電流要比維持電流大2-4倍。

6、直流側串聯有大電感，相當于電流源，直流電流基本無脈動，直流回路呈現

高阻抗。

因為各開關器件主要起改變直流電流流通路徑的作用，故交流側電流為矩形波，

與負載性質無關，而交流側電壓波形和相位因負載阻抗角的不同而不同。

直流側電感起緩沖無功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并我二

極管。

當用于交一直一交變頻器且負載為電動機時，若交一直變換為可控整流，則很方

便地實現再生制動°

7、答：最小有源逆變角受晶閘管的關斷時間tq折合的電角度5、換相重疊角,

以及安全裕量角夕的限制。如果不能滿足這些因素的要求的話，將導致逆變失敗。

8、同一接法的另外兩個晶閘管被燒壞。

9、有源逆變的條件：

一定要有直流電動勢，其極性必須與晶閘管的導通方向一致，其值應稍大于變流

器直流側的平均電壓；

71

（X>——

變流器必須工作在2的區(qū)域內使Ud<Oo

10、不是，相差180度。

四、論述題（每題10分）

解：反電動勢負載電路中晶閘管的額定電流大一些。

因為當控制角為Q時，電阻性負載時，晶閘管的導通角e=n-a。而反電勢

式負載時，當a小于停止導電角b時，0=n-26；當a大于停止導電角6時，晶

閘管的導通角e=Ti-a-5。在控制角a相同的情況下，帶反電勢負載電路的晶閘

管導通角小于帶電阻性負載電路。

所以，當負載電流平均值相等的條件下，反電動勢負載時的晶閘管電流的有

效值大于電阻性負載時的晶閘管電流的有效值。因此，反電勢負載晶閘管的額定

電流大一些。

五、計算題(每題10分，共20分)

1、(1)Ud、Id、和12的波形;如下圖：

(2)輸出平均電壓Ud、電流Id,變壓器二次電流有效侑12分別為

Ud=0.9U2coscr=0.9xl00xcos30°=77.97(V)

Id=Ud/R=77.97/2=38.99(A)

l2=ld=38.99(A)

(3)晶閘管承受的最大反向電壓為：

V2U2=100\/2=141.4(V)

考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓為：

UN=(2-3)X141.4=283-424(V)

具體數值可按晶閘管產品系列參數選取。

流過晶閘管的電流有效值為：

lvT=ld/J2=27.57(A)

晶閘管的額定電流為：

Z

IN=(1.5-2)X27.57/1.57=26~35(A)

具體數值可按晶間管產品系列參數選取。

2、解：(1)因是電阻負載，且Udmax=15V,可視為ot=O。,

Ud=1.17U2cosa,U2=15/1.17=12.8V

(2)當a=30。時，Ud=1.17U2cosa=12.97V,因此Ud=9V時，a>30°,故

Ud=1.17U2d)[l+cos(300+a)]/31/2,a=57.7°

(3)當a=57.7。時，IT=0.5125U2/Rd,ld=1.17U2(t/Rd[l+cos(30°+a)]/31/2=130A,

故IT=0.733ld=95.34A,

IT(AV)=IT/1.57=60.72A,

UTm=61/2U2=31.4V

晶閘管型號：KP100-1

(4)因為I2=IT,S2=3l2U2=3*80.4*12.8=3.08KVA.,

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電力電子技術

復習思考題四

一、選擇題（每空1分，共10分）

1、下面哪種功能不屬于變流的功能（）

A、有源逆變B、交流調壓C、變壓器降壓D、直流斬波

2、三相半波可控整流電路的自然換相點是（）

A、交流相電壓的過零點；

B、本相相電壓與相鄰相電壓正、負半周的交點處；

C、比三相不控整流電路的自然換相點超前30°；

D、比三相不控整流電路的自然換相點滯后60°。

3、如某晶閘管的正向阻斷重復峰值電壓為745V,反向重復峰值電壓為825V,則

該晶閘管的額定電壓應為（）

A、700VB、750VC、800VD、850V

4、單相半波可控整流電阻性負載電路中，控制角Q的最大移相范圍是（）

A、0°-90°B、0°-120°C、0°-150°D、0°-180°

5、在單相全控橋整流電路中，兩對晶閘管的觸發(fā)脈沖，應依次相差（）度。

A、180度；B、60度；C、360度；I）、120度；

6、可實現有源逆變的電路為（）。

A、單相全控橋可控整流電路B、三相半控橋可控整流電路

C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路D、單和半控橋整流電路

7、由晶閘管構成的可逆調速系統(tǒng)中，逆變角8.選（）時系統(tǒng)工作才可靠。

A、30。~35°B、10八15°C、0^10°D、0°

8、。二（）度時，三相全控橋式整流電路帶電阻負載電路，輸出負載電壓波形

處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。

A、0度；B、60度；C、30度；D、120度；

9、變流裝置的功率因數總是（）。

A、大于1；B、等于1；C、小于1；

io、變流器工作在逆變狀態(tài)時，控制角。必須在；）度。

A、00-90°；B、30°-120°；C、60°-150°；D、90°-150°；

二、判斷題（每題1分，共10分，正確的打J、錯誤的打X）

1、三相橋式半控整流電路，帶大電感性負載，有續(xù)流二極管時，當電路HI故障

時會發(fā)生失控現象。（）

2、晶閘管并聯使用時，必須采取均壓措施。（）

3、供電電源缺相、逆變橋元件損壞、逆變換流失敗等故障。也會引起逆變

失。（）

4、電壓型逆變電路，為了反饋感性負載上的無功能量，必須在電力開關器件上

反并聯反饋二極管。（）

5、用多重逆變電路或多電平逆變電路，可以改善逆變電路的輸出波形，使它更

接近正弦波。（）

6、三相橋式全控整流電路，輸出電壓波形的脈動頻率是150H7。（）

7、在普通晶閘管組成的全控整流電路中，帶電感性負載，沒有續(xù)流二極管時，

導通的晶閘管在電源電壓過零時不關斷。（）

8、在橋式半控整流電路中，帶大電感負載，不帶續(xù)流二極管時，輸出電壓波形

中沒有負面積。（）

9、提高電力電子裝置的工作頻率，可以使電力電子裝置的體積和重量減小。

（）

10、無源逆變電路，是把直流電能逆變成交流電能，送給電網。（）

三、填空題（每題1分，共20分）

1、請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管；可關斷晶閘管；

功率場效應晶體管；絕緣柵雙極型晶體管；

1GBT是和的復合管。

2、多個晶閘管相并聯時必須考慮的問題，解決的方法是o

3、型號為KS100-8的元件表示晶閘管、它的額定電壓為伏、

額定有效電流為安。

4、180°導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在上的上、下二個元件

之間進行；而120。導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在上的元件之

間進行的。

5、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類

有斬波電路；斬波電路；斬波電路。

6、由晶閘管構成的逆變器換流方式有換流和換流。

7、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為兩種

類型即：逆變器與逆變器兩大類。

四、名稱解釋(每題4分，共20分)

1、換流

2、整流器

3、電壓紋波系數Yu

4、輸入功率因數PF

5、相控方式

五、簡答題(每題4分，共20分)

1、晶閘管兩端并聯R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R作用是什么？

2、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？

3、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？異步調制與同步調制各有哪些優(yōu)點？

4、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

5、根據對輸出電壓平均值進行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制

方式？并簡述其控制原理。

六、分析計算題(每題10分，共20分)

1、有一開關頻率為50kHz的Buck變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，

L=0.05mH,輸入電壓Ud=15V,輸出電壓U°=10V

(1)求占空比D的大??；

(2)求電感中電流的峰-峰值△1；

(3)若允許輸出電壓的紋波AU/U廣5%,求濾波電容C的最小值。

2、單相橋式全控整流電路，3=100丫，負載中R=2Q,L值極大，當。=30"時，

要求：

（1）作出%、i和i2的波形；

（2）求整流輸出平均電壓U”、平均電流/”，變壓器二次電流有效值乙；

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電力電子技術

復習思考題四答案

一、選擇題（每空1分，共10分）

1、C2、B3、B4、D5、A

6、A7、A8、B9、C10、D

二、判斷題（每題1分，共10分）

1-5XXVVV6-10XVXVX

三、填空題（每空1分，共20分）

1、GTRGTOMOSFETIGBTMOSFETGTR

2、均流串專用均流電抗器

3、雙向晶閘管800V100A

4、同一橋臂不同橋臂

5、降壓升壓升降壓

6、負載強迫

7、有源無源

四、名稱解釋（每題4分，共20分）

1、換流：電流從一個臂向另一個臂轉移的過程稱為換流（或換相）。

2、整流器：利用電力電子器件的可控開關特性把交流電能變?yōu)橹绷麟娔艿恼?/p>

電路構成的系統(tǒng)稱為整流器。整流器的輸出電壓是脈動的，其中除了有主要的直

流成分外，還有一定的交流諧波成分。

3、電壓紋波系數丫“：定義整流器的輸出電壓的交流紋波有效值也與直流平均值

L之比為電壓紋波系數Yu。即Y產UH/UD

4、輸入功率因數PF：定義交流電源輸入有功功率平均值P與其視在功率S之比

為輸入功率囚數PF（Powerfactor）,即PF-P/S,S-UsIs

5、相位控制方式：這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方

式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。

五、簡答題（每題4分，20分）

2、晶閘管兩端并聯R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是

什么?

R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態(tài)均壓作

用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小晶閘管的開

通電流上升率，降低開通損耗八

2、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？

直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E,其數值要稍大于逆變器

輸出平均電壓Ud,才能提供逆變能量。

逆變器必需工作在B<90°（a>90°）區(qū)域，使Ud<0,才能把直流功率逆變?yōu)?/p>

交流功率返送電網。

3、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調制與同步調制各有哪

些優(yōu)點？

答：（l）PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計算法；二是調制法。其

中調制法又可分為兩種，一是異步調制法；二是同步調制法。

（2）通常異步調制法是保持載波頻率不變，信號頻率根據需要而改變時，載

波比是變化的。優(yōu)點是：信號頻率較低時載波比較大，一周期內脈沖數較多，輸

出較接近正弦波。

（3）同步調制時，保持載波比為常數，并在變頻時使載波和信號波保持同步

變化。優(yōu)點是：信號波一周內輸出的脈沖數是固定的，脈沖相位也是固定的，對

稱性好。

4、什么是逆變失敗？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

答：（1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某和原因使換流失敗，該關斷的器

件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向

聯接，形成短路。

（2）逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環(huán)流,

損壞開關器件。

（3）產生逆變失敗的原因：一是逆變角太??；二是出現觸發(fā)脈沖丟失；三是

主電路器件損壞；四是電源缺相等。

5、根據對輸出電壓平均值進行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控

制方式？并簡述其控制原理。

答：(1)第一種調制方式為：保持開關周期不變，改變開關導通時間/稱為

脈寬調制。簡稱“PWM”調制。

(2)第二種調制方式為：保持開關導通時間端不變，改變開關周期，稱為頻率

調制。簡稱為“P制”調制。

(3)笫三種調制方式為：同時改變周期T與導通時間心。使占空比改變，稱為

混合調