电力电子技术课后复试资料.docx

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1、绪论第一部分：填空题1 .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技术。2 .电力电子技术是应用于电力变换领域的电子技术。3 .电能变换的含义是在输入和输出之间，将电压/电流/频率（包含直流）/相位/相数中的一项以上加以改变。4 .在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在开关状态，这样才能降低损耗。5 .电力电子技术的研究内容包括两大分支：电力电子器件制造技术和变流技术。6 .半导体变流技术包括用电力电子器件构成的电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。简答题：1 .什么是电力电子技术？答：电力电子技术是应用于电力领域的电

2、子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。2 .电能变换电路有什么特点，机械式开关为什么不适合做电能变换电路的开关？答：电能变换电路在输入和输出之间将电压，电流，频率，相位，相数中的一种加以变换。点能变换电路中理想开关应该满足切换时开关时间为0,使用寿命长，而机械开关不能满足这些要求。3 电力电子变换电路包括哪几个大类？答：交流变直流-整流，直流变交流-逆变，直流变直流-斩波，交流变交流-交流调压，变频。电力电子器件第一部分：1 .电力电子器件是直接用于主电路电路中，实现电能的变换或控制的器件。2 .主电路是在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制的电路3 .电力电子器件一般

3、工作在开关状态。4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。5 .按照器件能够被控制的性质，电力电子器件可分为以下三类：不可控器件，半控型器件，全控型器件。6 .按照驱动电路信号的性质，电力电子器件可分为以下两类：电流驱动型，电压驱动型。7 .电力二极管的工作性质可以概括为单向导电性。8 .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。9 .普通二极管又称整流二极管，多用于开关频率不高，一般为lkhz以下的整流电路，其反向恢复时间较长，一般在5um以上。10 .快恢复二极管简称快速二极管，其反向恢复时

4、间较短，一般在5um以下11 .肖特基二极管的反向恢复时间更短，其范围一般在10-40ns之间。12 .晶闸管的基本工作特性可概括为：承受反向电压时，不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通，承受正向电压时，仅在门极有触发电流情况下，晶闸管才能导通，晶闸管一旦导通，门极就会失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于0的某一数值以下。13 .通常取晶闸管的U中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2-3倍。14 .使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流，晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号之后，能维持导通所需的最小电流称为擎

5、住电流，对同一晶闸管来说，通常擎住电流为维持电流的2-4倍。15 .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。16 .普通晶闸管关断时间数百微妙，快速晶闸管数十微妙，高频晶闸管10um左右。高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额不易做高。”.双向晶闸管可认为是一对反并联的普通晶闸管的集成。18 .逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一个管心上的功率集成器件。19 .光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响。简答题1 .电力电子器件是如何定义和分类的？同处理信息的电力器件相

6、比，他的特点是什么？答：电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能变换或控制的电子器件。按照控制程度：不可控器件，半控型器件，全控型器件。按照驱动电路：电流驱动型，电压驱动型。特点：处理的功率大，器件处于开关状态，需要信息电子电路来控制，需要安装散热片。2 .使晶闸管导通的条件使什么？答：2个条件缺一不可，晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。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流过晶闸管的电流大于维持电流，欲使之关断，只需将流过晶闸管的电流减小至维持电流以下，可采用阳极电压

7、反向,减小阳极电压或增大回路阻抗等方式。计算题：1.晶闸管在单相正弦有效值电压22Ov时工作，若考虑晶闸管的安全裕量，其电压定额应选多大？解：晶闸管所承受的正反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值311v,取晶闸管的安全裕量为2倍，则晶闸管额定电压不低于2*311v=622v02.晶闸管电流计算按照有效值相等的原则进行计算，即先算的有效值，再推算出平均值。填空题：1 .GTO得多元结构是为了便于实现门极控制关断而设计得。2 .GTO得开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断。3 .GTO导通过程与普通晶闸管一样，只是导通时饱和程度较低，导通时管压降增大。4 .G

8、TO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值之比称为曳流关断增益，该值一般很小，只有5左右，这是GT。得一个主要缺点。5 .GTR导通的条件是：集电极承受正电压（NPN型）且基极施加驱动电流6在电力电子电路中，GTR工作在开关状态，在开关过程中，在截止区和饱和区之间过渡时，要经过放大区。7 .电力MOSFET导通的条件是：漏源极间加正电压且在栅源极间加正电压gs,且大于开启电压UT。Ugs=O关断8 .电力mosfet的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的截止区，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放大区。

9、9 .电力MOSFET的通态电阻具有正的温度系数。（温度越高，电阻值越大）10 .GBT是由mosfet和GTR两类器件取长补短结合而成的复合器件。U.IGBT导通的条件是：集射极间加正电源ce0且UGE大于开启电压GE（th）1.1 IGBT的输出特性分为三个区域：分别是阻断区，有源区和饱和区,IGBT的开关过程是在阻断区和饱和区之间切换。13 .GCT是由IGBT和GTO两类器件结合而成的复合器件，目前正在与GBT等新型器件激烈竞争，试图最终取代GT。在大功率场合的位置。14 .将多个电力电子器件封装在一个模块中，称为功率模块。15 .与单管器件相比，功率模块的优点是:可缩小装置体积，减小

10、线路电感。16 .功率集成电路将功率器件与逻辑,控制，保护，传感，检测，自诊断等信息电子电路制作在同一芯片上。17 .功率集成电路实现了电能和信息的集成，成为机电一体化的理想接口o18 .按照载流子参与导电的情况，可将电力电子器件分为：单极性，双极型，复合型三类。19 .在如下器件：电力二极管(powerdiode)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)属于不可控器件的是：电力二极管属于半控型器件的是：SCR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mosfe

11、t属于双极型器件的有：电力二极管，scr1gto,gtr属于复合型电力电子器件的有GBT在可控器件中，容量最大的是SCR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SCR,GTO,GTR20 .画出下面电力电子器件的电气符号电力二极管晶闸管GTOGTRIGBT电力场效应管简答题：Lgto和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO可以自关断，而普通晶闸管不能？答：gto能够通过门极关断的原因是与普通晶闸管有如下区别：设计2较大，使晶闸管V2控制灵敏，易于关断GT。导通时1+2更接近1,导通时接近临界饱和，有利于门极控制关断，但导通时管压降增大多元集成

12、结构使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。2.试说明IGBT,GTRzGTO和电力MOSFET的各自的优缺点答：GTR的容量中等，工作频率一般在10Khz以下，所需驱动功率较大，耐压高，电流大，开关特性好GTO容量大，但驱动复杂速度低，电流关断增益很小，功耗大,效率较低MOSFET器件工作频率最高,所需驱动功率最小，热稳定性好，但其容量较小,通态压降答，开通损耗相应较大，耐压低GBT的容量和GTR容量属于同一等级，但属于电压控制型器件，驱动功率小，工作频率高，通态压降低，输入阻抗高直流斩波电路：填空题：1 .直流斩波电路完成的是直流到另一固定电压或可调电压的直流电的变换。2 .直流斩

13、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调制)，脉冲频率调制和混合型，其中最常用的控制方式是：脉冲宽度调制。4 .脉冲宽度调制的方法是：周期不变，导通时间ton变化，即通过导通占空比的改变来改变变压比，控制输出电压。5 .脉冲频率调制的方法是：导通时间不变，周期变化，导通比也能发生变化，从而达到改变输出电压的目的，该方法的缺点是：导通占空比的变化范围有限，输出电压和输出电流中的谐波频率不固定，不利于滤波器的设计。6 .降压斩波电路中通常串联较大的电感，其目的是使负载电流连续。7 .生压斩波电路使电压升高的原因是：电感L储能使电压泵

14、升，电容C可将输出电压保持住。8 .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。9 .升降压斩波电路和CUK斩波电路呈现升压状态的条件是开关器件的导通占比为0.5-1,呈现降压状态的条件是开关器件的导通占空比为0-05逆变电路：1 .把直流电变成交流电的电路称为逆变电路，当交流侧有电源时称为有源逆变，当交流侧无电源时称为无源逆变。2 .电流从一个支路向另一个支路转移的过程称为换流，从大的方面，环流可以分为两类，即外部换流和内部换流，进一步划分，前者又包括电网换流和负载换流两种换流方式，后者包括器件换流和强迫换流两种换流方式，适合于全控型器件的换流方式是器件换流。3 .逆变电路可

15、以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为电压源型逆变电路，当直流侧为电流源时，称此电路为电流源型逆变电路。4生桥逆变电路输出交流电压的幅值m为0.5Ud,全桥逆变电路输出交流电压的幅值为Udo5 .单项全桥方波型逆变电路，180度导电角的控制方式下，改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压d来实现，改变两组开关切换频率可改变输出交流电频率，为防止同一桥臂的上下两个开关器件同时导通而引起直流侧电源短路，在开关控制上应采取先断后通的措施。6 .三相电压型逆变电路中,180度导电角的控制方式下，每个桥臂的导电角度为180。，各相开始导电的角度依次相差120。，在任一时刻，有3个桥臂导通。7 .电压型逆变电路一般采用全控型器件，换流方式为器件换流，电流型逆变电路中，较多采用半控型器件，换流方式有的采用强迫环流，有的采用负载换流。简答题：1 .无源逆变电路和有源逆变电路有何不同：答：有源逆变电路交流侧接有电源，无源逆变电路交流侧直接与负