电力电子技术期末复习资料汇总.doc

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” ）
15. 对同一晶闸管，维持电流IH < 擎住电流IL。（填“>”、“<”或“=” ）
16.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阳极电流大于维持电流（保持晶闸管导通的最小电流）；
要使晶闸管由导通变为关断，可使阳极电流小于维持电流可以使晶闸管由导通变为关断。在实际电路中，常采用使阳极电压反向、减小阳极电压，或增大回路阻抗等方式使晶闸管关断。
17.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：CTO的开通控制方式与晶闸管相似，但是可以通过门极施加负的脉冲电流使其关断。
GTO 和普通晶闸管同为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1 a 和2 a ，由普通晶闸管的分析可得： 1 a + 2 a =1 是器件临界导通的条件。
1 a + 2 a ＞1，两个等效晶体管过饱和而导通；1 a + 2 a ＜1，不能维持饱和导通而关断。
GTO 之所以能够自行关断，而普通晶闸管不能，是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：
② GTO 在设计时2 a 较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO 关断；
② GTO 导通时的1 a + 2 a 更接近于1，普通晶闸管1 a + 2 a 3≥1.15，而GTO 则为1 a + 2 a ≈1.05，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。
18.下面电力电子器件中（ D ）属于电压驱动型器件。
A. GTR (电力晶体管) B. GTO（门极可关断晶闸管）
C. SCR（晶闸管） D. IGBT（绝缘栅双极性晶体管）
19.下面电力电子器件中（ B ）不属于全控型器件。
A. GTR B.SCR C. 电力MOSFET D. IGBT
20.下面电力电子器件中（ A ）属于全控型器件。
A. GTR B.SCR C. 肖特基二极管
第三章：
1.整流电路按组成的器件可分为（ 不可控型电路 ）、（ 半控型电路 ）和（ 全控型电路 ）。
2.整流电路按电路结构可分为（ 桥式电路 ）和（ 零式电路 ）。
3.整流电路按交流输入相数分为（ 单相电路 ）和（ 双相电路 ）。
4.整流电路按变压器二次电流的方向是单向或双向，分为（ 单拍电路 ）和（ 双拍电路 ）。
5.整流电路按控制方式可分为（ 相控式电路 ）和（ 斩波式电路 ）。
6.什么叫触发延迟角？
答：从晶闸管开始承受正向阳极电压起，到施加触发脉冲上的电角度，称之为触发延迟角。
7.带电阻负载的单相半波可控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 180 ）°。
8.带阻感负载的单相半波可控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 180 ）°。
9.单相半波可控整流电路中晶闸管承受的最大正向电压为（ 2U2 ），最大反向电压为（ 2U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
10.带电阻负载的单相桥式全控整流电路中晶闸管承受的最大正向电压为（ 22 U2 ），最大反向电压为（ 2U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
11.带阻感负载的单相桥式全控整流电路中晶闸管承受的最大正向电压为（ 2U2 ），最大反向电压为（ 2U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
12.带电阻负载的单相桥式全控整流电路中晶闸管的a移相范围为（ 0 ）°~（ 180 ）°。
13.带阻感负载的单相桥式全控整流电路中晶闸管的a移相范围为（ 0 ）°~（ 90 ）° 。
14.单相全波可控整流电路中晶闸管承受的最大电压为（ 22U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
15.三相半波可控整流电路又称为（ B ）脉波整流电路，三相桥式全控整流电路又称为（ C ）脉波整流电路。
A. 双 B. 三 C. 六 D. 十二
16.什么叫自然换相点？
答：三相正弦波，无论在正半周还是在负半周,两相相交的点,就是三相整流波形的自然换相点。
17.带电阻负载的三相半波可控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 150 ）°。
18.带阻感负载的三相半波可控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 90 ）°。
19.三相半波可控整流电路中晶闸管承受的最大反向电压为（ 6U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
20.带电阻负载的三相桥式全控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 120 ）°。
21.带阻感负载的三相桥式全控整流电路中晶闸管的α移相范围为（ 0 ）°~（ 90 ）°。
22.三相半波可控整流电路中负载电流连续时，整流输出电压的平均值Ud=（ 1.17 U2cosα ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2，晶闸管的触发延迟角为α）
23.三相桥式全控整流电路中负载电流连续时，整流输出电压的平均值Ud=（ 2.34 U2cosα ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2，晶闸管的触发延迟角为α）
24.三相桥式全控整流电路中晶闸管承受的最大反向电压为（ 6U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
25.什么叫换相重叠角？
答：换相过程持续时间用电角度用g表示，称为换相重叠角。
26.出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值Ud将（ 降低 ）。（填“降低”或“增加” ）
27.由于电路中的电力电子器件采用整流二极管，不可控整流电路也称为（ 二极管 ）整流电路。
28.电容滤波的单相不可控整流电路，通常在设计时根据负载的情况选择电容C值，使，T为交流电源的周期，此时输出电压Ud≈（ 2U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
29.电容滤波的三相不可控整流电路，负载电流Id断续和连续的临界条件是（ WRC=3 ）。
30.电容滤波的三相不可控整流电路中二极管承受的最大反向电压为（ 6 U2 ）。（假设变压器二次侧电压的有效值为U2）
31.什么是谐波？什么是谐波次数？
答：谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
谐波次数为整数，用谐波频率同基波频率之比给出。（谐波次数是能引起谐振的谐波次数）
32.在电压波形为正弦波、电流波形为非正弦波的电路中，功率因数由（ 基波电流相移 ）和（ 电流波形畸变 ）这两个因素共同决定。
33.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次电流中含有哪些次数的谐波？其中主要是哪几次？
答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有2k（k=1、2、3…）次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2k＋1（k＝1、2、3……）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。
34.三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次电流中含有哪些次数的谐波？其中主要是哪几次？
答：三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有6k（k=1、2、3…）次谐波，其中幅值最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6k＋1（k＝1、2、3……）次，其中主要的有5次、7次谐波。
35.什么是有源逆变？
答：当交流侧和电网连接时，这种逆变电路称为有源逆变电路。
备注：将直流电变为和电网频率的交流电，并返送到交流电网去的过程称为有源逆变。
36.整流电路中产生有源逆变的条件是什么？
答：①直流电动势E>Ud，且极性与晶闸管方向一致。
②晶闸管的控制角a>π2，使Ud为负值。
37.什么是逆变失败（或逆变颠覆）？
答：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，称为逆变失败或者逆变颠覆。
补充：逆变失败的原因：①逆变角太小；②出现触发脉冲丢失；③主电路期间损坏④电源缺失等。
防止逆变失败的方法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b等。
38.逆变时允许采用的最小逆变角一般取（30 ）o ~（35 ）o。
39.带阻感负载的三相桥式全控整流电路中，功率因数λ=（ 0.955cosα ）。（假设晶闸管的触发延迟角为α）3πcosα=0.955cosα
40.变流器工作在逆变状态时，控制角a必须在（ D ）。
A.0°~90° B. 30°~120° C. 60°~150° D. 90°~150°
41.对于单相全波电路，当控制角 0 < a < π2 时，电路工作在（ 整流 ）状态；π2 < a < π时，电路工作在（ 逆变 ）状态。（填“整流”或“逆变”）
42.教材第50页例3-1。 43.教材第63页例3-2。
44.教材第95页第3题。 45.教材第95页第4题。
第四章：
1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？
答：有源逆变电路的交流侧接电网， 即交流侧接有电源。 而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
有源逆变电路是把交流低压或220V通过改变频率的方法，逆变成我们需要的电压或电流。
无源逆变电路应是纯逆变电路，它是将储存在电瓶中的电能变成我们所需要的交流电源。
有源逆变本质上是触发角大于90度的整流，有源逆变的拓扑结构与整流一模一样，只是当触发角大于90度时整流电路的功率方向发生了变化，相当于实现了逆变功能。所以有源逆变的交流侧一定需要电源
2.换流方式可分为（ 器件换流 ）、（ 电网换流 ）、（ 负载换流 ）和（ 强迫换流 ）四种。
3.逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为（ 电压逆变电路 ）和（ 电流型逆变电路 ）两种。
4.电压型逆变电路的特点有哪些？
答：（1）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
（2）由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位负载阻抗情况的不同而不同。
（3）当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
5.电流型逆变电路的特点有哪些？
答：（1）直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
（2）电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流测输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位侧因负载阻抗情况的不同而不同。
（3）当交流测为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量是直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
6.电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多，就其换流方式而言，有的采用（ 负载 ）换流，有的采用（ 强迫 ）换流。
7.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？
答：电压型逆变电路中反馈二极管的作用是使负载电流连续。
在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。
在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。
8.由晶闸管构成的逆变器换流方式有 负载换流 和 强迫换流 。
第五章：
1.最基本的斩波电路有（ 降压斩波电路 ）和（ 升压斩波电路 ）两种。
2.根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路有（ 冲宽度调制 ）、（ 频率调制 ）和（ 混合型 ）三种控制方式。
3.电流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（ C ）象限。
A．1 B. 2 C. 1，2 D. 1，2，3，4
4.升降压斩波电路中占空比 a 需满足______12_< a <1____才能使之呈现升压状态。（a为导通比）
5.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（ 一 ）象限，升压斩波电路能使电动机工作于第（ 二 ）象限。
6.升降压斩波电路中占空比 a 需满足_______ 0 < a < 12 _______才能使之呈现降压状态。
7.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 。
8.教材第138页第1题。 9.教材第138页第2题。 10.教材第138页第3题。
11.教材第138页第4题。 12.教材第138页第5题。 13.教材第122页例5-1。
14.教材第122页例5-2。 15.教材第124页例5-3。
第六章：
1.什么叫交流电力控制电路？
答：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。
2.带电阻负载的三相交流调压电路，三相三线时触发延迟角a的移相范围是（ 0 ）°~（ 150 ）°。
3.带电阻负载的单相交流调压电路，其触发延迟角a的移相范围为（ 0 ）°~（ 180 ）°。
4.带阻感负载的单相交流调压电路，其触发延迟角a的移相范围为（ w ） ~ （ p ）。
5.三相交-交变频电路主要有两种接线方式，即（ 公共交流母线进线方式 ）进线方式和（ 输入星型联结方式 ）联结方式。
6．交流调压电路喝交流调功电路有什么区别？
答：交流调压电路和交流调功的电路形式完全相同，二者区别在于控制方式不同。
交流调功电路是交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
7.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__20__Hz。
8.教材第161页第1题。
9.教材第161页第2题。
第七章：
1.什么叫PWM控制技术？
答：PWM控制技术：对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。
2.什么是SPWM波形？
答：通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。
3.PWM逆变电路的控制方法中，调制法通常采用（ 等腰三角波 ）波作为载波应用最多。
4.PWM逆变电路的控制方法中实际应用的主要是调制法，三相桥式PWM逆变电路都是采用（ 双极性 ）控制方式。（填“单极性”或“双极性” ）
5.在PWM控制电路中，（ 载波 ）频率与（ 调制信号 ）频率之比称为载波比。N=fcfr
6.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为（ 同步调制 ）和（ 异步调制 ）两种。
7.逆变电路的直流电压利用率是指 ( 逆变电路所能输出的交流电压基波最大幅值Um ）和（ 直流电压Udc ）之比。
8.PWM逆变电路的控制方法有（ 计算法 ）、（ 调制法 ）和（ 跟踪控制法 ）。
9. PWM跟踪控制法中常用的有（ 滞环比较 ）方式和（ 三角波比较 ）方式。
10.教材第184页第1题。 11.教材第184页第3题。
12.教材第184页第5题。
第八章：
1.根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分成两大类：
①零电压电； ②零电流电路。
2.根据软开关技术发展的历程，可以将软开关电路分为三类：
①零开关准谐振电路； ②零电压开关PWM电路； ③零电压转换PWM电路。