电力电子技术复习总结.docx
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电力电子技术复习总结.docx
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电力电子技术复习总结
电力电子技术复习题1
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、电力电子器件组成得系统,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与电流得过冲,往往需添加_保护电路__。
4、按内部电子与空穴两种载流子参与导电得情况,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、电力二极管得工作特性可概括为_承受正向电压导通,承受反相电压截止_。
6、电力二极管得主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
7、肖特基二极管得开关损耗_小于_快恢复二极管得开关损耗。
8、晶闸管得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、逆导晶闸管就是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上得功率集成器件。
12、GTO得__多元集成__结构就是为了便于实现门极控制关断而设计得。
13、MOSFET得漏极伏安特性中得三个区域与GTR共发射极接法时得输出特性中得三个区域有对应关系,其中前者得截止区对应后者得_截止区_、前者得饱与区对应后者得__放大区__、前者得非饱与区对应后者得_饱与区__。
14、电力MOSFET得通态电阻具有__正__温度系数。
15、IGBT得开启电压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与公共端之间得性质,可将电力电子器件分为_电压驱动型_与_电流驱动型_两类。
17、IGBT得通态压降在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(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)中,属于不可控器件得就是_电力二极管__,属于半控型器件得就是__晶闸管_,属于全控型器件得就是_GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT_;属于单极型电力电子器件得有_电力MOSFET_,属于双极型器件得有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_,属于复合型电力电子器件得有__IGBT_;在可控得器件中,容量最大得就是_晶闸管_,工作频率最高得就是_电力MOSFET,属于电压驱动得就是电力MOSFET、IGBT_,属于电流驱动得就是_晶闸管、GTO、GTR_。
第2章整流电路
1、电阻负载得特点就是_电压与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得最大移相范围就是_0-180O_。
2、阻感负载得特点就是_流过电感得电流不能突变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管得电路中,晶闸管控制角α得最大移相范围就是__0-180O_,其承受得最大正反向电压均为___,续流二极管承受得最大反向电压为___(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_,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为__与_;带阻感负载时,α角移相范围为_0-90O_,单个晶闸管所承受得最大正向电压与反向电压分别为___与___;带反电动势负载时,欲使电阻上得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δ时,晶闸管得导通角θ=_π-α-δ_;当控制角α小于不导电角δ时,晶闸管得导通角θ=_π-2δ_。
5、电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受得最大正向电压UFm等于___,晶闸管控制角α得最大移相范围就是_0-150o_,使负载电流连续得条件为____(U2为相电压有效值)。
6、三相半波可控整流电路中得三个晶闸管得触发脉冲相位按相序依次互差_120o_,当它带阻感负载时,α得移相范围为__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得晶闸管对应得就是_最高__得相电压,而共阳极组中处于导通得晶闸管对应得就是_最低_得相电压;这种电路α角得移相范围就是_0-120o_,ud波形连续得条件就是__。
8、对于三相半波可控整流电路,换相重迭角得影响,将使用输出电压平均值__下降_。
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___,随负载加重Ud逐渐趋近于_0、9U2_,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为交流电源得周期)。
10、电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中,电流id断续与连续得临界条件就是__,电路中得二极管承受得最大反向电压为__U2。
11、实际工作中,整流电路输出得电压就是周期性得非正弦函数,当α从0°~90°变化时,整流输出得电压ud得谐波幅值随α得增大而_增大_,当α从90°~180°变化时,整流输出得电压ud得谐波幅值随α得增大而_减小_。
12、逆变电路中,当交流侧与电网连结时,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<α<π/2时,电路工作在__整流_状态;π/2<α<π时,电路工作在__逆变_状态。
13、在整流电路中,能够实现有源逆变得有_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得条件就是_有直流电动势,其极性与晶闸管导通方向一致,其值大于变流器直流侧平均电压_与__晶闸管得控制角α>90O,使输出平均电压Ud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,电动机得机械特性为一组_平行得直线_,当电流断续时,电动机得理想空载转速将_抬高_,随α得增加,进入断续区得电流_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、中功率得变流器广泛应用得就是_晶体管__触发电路,同步信号为锯齿波得触发电路,可分为三个基本环节,即_脉冲得形成与放大__、_锯齿波得形成与脉冲移相_与_同步环节_。
第3章直流斩波电路
1、直流斩波电路完成得就是直流到_直流_得变换。
2、直流斩波电路中最基本得两种电路就是_降压斩波电路与_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_与_(ton与T都可调,改变占空比)混合型。
4、升压斩波电路得典型应用有_直流电动机传动_与_单相功率因数校正_等。
5、升降压斩波电路呈现升压状态得条件为________。
6、CuK斩波电路电压得输入输出关系相同得有__升压斩波电路___、__Sepic斩波电路_与__Zeta斩波电路__。
7、Sepic斩波电路与Zeta斩波电路具有相同得输入输出关系,所不同得就是:
_Sepic斩波电路_得电源电流与负载电流均连续,_Zeta斩波电路_得输入、输出电流均就是断续得,但两种电路输出得电压都为__正_极性得。
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与第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瞧作一个_升压_斩波电路与一个__降压_斩波电路得组合;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、改变频率得电路称为_变频电路_,变频电路有交交变频电路与_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α得移相范围为_0-180O_,随α得增大,Uo_降低_,功率因数λ_降低__。
3、单相交流调压电路带阻感负载,当控制角α<ϕ(ϕ=arctan(ωL/R))时,VT1得导通时间_逐渐缩短_,VT2得导通时间__逐渐延长_。
4、根据三相联接形式得不同,三相交流调压电路具有多种形式,TCR属于_支路控制三角形_联结方式,TCR得控制角α得移相范围为_90O-180O_,线电流中所含谐波得次数为_6k±1_。
5、晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻得原则就是:
_该时刻交流电源电压应与电容器预先充电电压相等_。
6、把电网频率得交流电直接变换成可调频率得交流电得变流电路称为__交交变频电路_。
7、单相交交变频电路带阻感负载时,哪组变流电路工作就是由_输出电流得方向_决定得,交流电路工作在整流还就是逆变状态就是根据_输出电流方向与输出电压方向就是否相同_决定得。
8、当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时,单相交交变频电路得输出上限频率约为_20Hz__。
9、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_与_输出星形联结方式_,其中主要用于中等容量得交流调速系统就是_公共交流母线进线方式_。
10、矩阵式变频电路就是近年来出现得一种新颖得变频电路。
它采用得开关器件就是_全控_器件;控制方式就是_斩控方式__。
电力电子技术复习题2
一、简答题
1、晶闸管导通得条件就是什么?
(1)晶闸管阳极与阴极之间施加正向阳极电压
(2)晶闸管门极与阴极之间必须施加适当得正向脉冲电压与电流
2、有源逆变实现得条件就是什么?
(1)晶闸管得控制角大于90度,使整流器输出电压Ud为负
(2)整流器直流侧有直流电动势,其极性必须与晶闸管导通方向一致,其幅值应大于变流器直流侧得平均电压
3、电压源逆变电路与电流源逆变电路得区别?
(1)电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波,输出电压为方波交流,输出电流得波形与负载性质有关;电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波,输出电流为方波交流,输出电压得波形与负载性质有关
(2)电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管,以提供之后得感性负载电流回路;电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管,但就是应在负载两端并联电容,以吸收换流时负载电感中得储能
4、单极性调制与双极性调制得区别?
(1)单极性调制就是指逆变器输出得半个周期中,被调制成得脉冲输出电压只有一种极性,正半周为+Ud与零,负半周为-Ud与零
(2)双极性调制就是指逆变器输出得每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化得等幅不等宽得脉冲列
在近似相同得条件下,单极性调制比双极性调制具有更好得谐波抑制效果。
5、电力变换得基本类型包括哪些?
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
6、半控桥能否用于有源逆变?
为什么。
半控桥不能用于有源逆变,因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。
7、直流斩波器得控制方式?
时间比控制方式:
定频调宽定宽调频调频调宽
瞬时值控制与平均值控制
8、电压型无源逆变得特点就是什么?
电压型无源逆变电路输入为恒定得直流电压,输出电压为方波交流电压,输出电流波形与负载得性质有关,阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管,以提供滞后电流得续流回路。
9、简述正弦脉宽调制技术得基本原理?
正弦脉宽调制技术就是把正弦波调制成一系列幅值相等,宽度按正弦规律变化得脉冲列,实现得方式有计算法与调制法两种,调制法分为单极型调制与双极型调制。
10、电力电子技术得定义与作用
电力电子技术就是研究利用电力电子器件实现电能变换与控制得电路,内容涉及电力电子器件、功率变换技术与控制理论,作用就是把粗电变成负载需要得精电。
11、电力电子系统得基本结构
电力电子系统包括功率变换主电路与控制电路,功率变换主电路就是属于电路变换得强电电路,控制电路就是弱电电路,两者在控制理论得支持下实现接口,从而获得期望性能指标得输出电能。
12、电力电子器件得分类
(1)从门极驱动特性可以分为:
电压型与电流型
(2)从载流特性可以分为:
单极型、双极型与复合型
(3)从门极控制特性可以分为:
不可控、半控及全控型
13、有源逆变与无源逆变得区别
有源逆变就是把直流电能逆变成交流电能后送给电网;
无源逆变就是把直流电能逆变正交流电能后送给负载;
14、直流斩波器得控制方式
(1)定频调宽
(2)定宽调频
(3)调频调宽
二、图1所示得单相桥式整流电路中,、触发角,负载为阻感负载,电感L得值极大,。
1、绘制输出电压、输出电流、变压器副边电流得波形;2、计算输出电压、输出电流得平均值及功率因数;
3、计算晶闸管得电流有效值。
图1
答案:
1.波形绘制如图
2.电路参数计算)
3.电路参数计算
三、三相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载,已知:
负载电阻,电感,相电压,,当反电动势,控制角α=120°或逆变角β=60°时,请计算输出电压平均值、输出电流平均值与换相重叠角。
答案:
代入数据,解得:
换相重叠角计算:
解得:
四、图3所示单相交流调压电路,为正弦交流输入电压,有效值,接阻感负载,其中,,求负载电流得最大有效值、最大输出功率及此时功率因数。
图3
答案:
负载电流最大时,电路必须工作在连续模式,此时控制角等于负载阻抗角。
负载阻抗角:
那么控制角等于时,电流波形连续,负载电流最大
负载电流最大值:
最大输出功率:
此时功率因数:
五、图1所示得单相桥式整流电路中,、触发角,负载为阻性负载,。
1、绘制输出电压、输出电流、变压器副边电流得波形;2、计算输出电压、输出电流得平均值及功率因数;
3、请计算晶闸管得电流有效值;
图1
答案:
1.波形绘制如图(9分)
2.电路参数计算
3.电路参数计算
六、图2所示得三相半波可控电路中,相电压、触发角,电感L得值极大,。
1、计算输出电压、输出电流得平均值、a相得电流得有效值;2、绘制输出电压、输出电流、a相得电流得波形。
图2
答案:
1.电路参数计算
2.2.波形绘制
七、单相全控桥式整流电路带反电动势阻感负载,已知:
负载电阻,电感,相电压,,当反电动势,逆变角时,请计算输出电压平均值、输出电流平均值与换相重叠角。
答案:
代入数据,解得:
换相重叠角计算:
解得:
八、图3所示降压BUCK直流斩波电路,为输入直流电压,,为输出直流电压,VT控制信号占空比为0、4,设所有器件均为理想器件,请推导输入输出直流电压得关系式与计算输出直流电压。
图3
答案:
利用伏秒平衡推导
开关VT导通得伏秒值:
开关VT关断得伏秒值:
因此:
则:
D=0、4
则输出电压:
九、请推导图2所示升压斩波电路得输出电压与输入电压得关系,当输入电压为12V,占空比D为0、8时,输出电压为多少?
图2
则输出电压:
十、图4为单相桥式矩形波逆变电路,直流输入电压=308V,请绘制输出电压与输出电流得波形及计算输出电压基波得幅值。
图4
答案:
(1)波形绘制
(2)电路参数计算
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