发表于：2006/12/24 13:14:00
#0楼
电力电子技术综合复习资料
一、 概念题
1． PE器件的四种损耗功率，各与何因素有关，通常在开关频率较高时应主要考虑哪一种？
2． PE系统需要强弱电隔离的原因及隔离措施？
3． 电力二极管：
正向通态压降的大致范围？
通态平均电流IF(AV)怎样定义？
快恢复二极管一般针对何参数而言的？
肖特基二极管特点？
4． 晶闸管：
1） 理解SCR的静态伏安特性：
（1） 当晶闸管承受反向电压时，门极有触发电流，晶闸管能否导通？
（2） 晶闸管是一种单向导电器件，怎样理解？
（3） 晶闸管导通的条件？
（4） 晶闸管关断的条件？
（5） 晶闸管维持导通的条件？
（6） 晶闸管的误导通条件？
（7） 晶闸管具有双向阻断作用，怎样理解？
（8） 晶闸管的额定电流IF(AV)与有效值电流何关系？
5． GTO的中文名称？GTO的主要优点与缺点？
答：可关断晶闸管亦称门控晶闸管，其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低
6． GTR的中文名称？
答：巨型晶体管（GTR）.
7． 电力场效应管VMOSFET的主要特点？
答：特点——用栅极电压来控制漏极电流
驱动电路简单，需要的驱动功率小。
开关速度快，工作频率高。
热稳定性优于GTR。
电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置 。
8．IGBT的中文名称？IGBT的主要特点？
答：绝缘栅双极晶体管。绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种由单极型的MOS和双极型晶体管复合而成的器件。它兼有MOS和晶体管二者的优点，属于电压型驱动器件。其特点是：输入阻抗高，驱动功率小；工作频率高；导通压降较低、功耗较小。IGBT是一种很有发展前途的新型电力半导体器件。在中、小容量电力电子应用方面有取代其他全控型电力半导体器件的趋势。
9．PE器件的分类：
1） SCR、GTO、GTR、VMOSFET、IGBT按可控性哪些属于不可控器件；哪些属于半控器件；哪些属于全控型器件？
2） 按导电控制理分，单极型器件有哪些；双极型器件有哪些；复合型器件有哪些？
3） 按驱动信号性质分，电流驱动型器件有哪些？电压驱动型器件有哪些？
10．常用PE器件IGBT，GTR，VMOSFET，SCR，GTO的容量排队？
11．常用PE器件IGBT，GTR，VMOSFET，SCR，GTO的开关速度排队？
答：从快到慢：GTO、SCR、GTR、IGBT、VMOSFE
12．PE器件的保护缓冲电路（Snubber）：
（a） 作用目的是什么？
（b） 全控器件在关断过程中产生过冲电压尖峰的原因？
（c） RCD缓冲电路的作用？
13． 三相半波整流电路自然换相点的概念怎样理解？
14．三相半波可控整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，结合ud波形说明当=90时，Ud=0，怎样理解？
15．三相半波可控整流电路Ud的计算公式： Ud=1.17U2cos 若电流不连续，<120，本公式不适用，怎样理解？
16． 怎样理解SCR端电压波形的三段分析方法？
17． 三相半波可控整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，变压器副边电压电流的波形及相位关系是怎样的？此电流波形导致变压器存在直流磁化问题怎样理解？
18． 从三相全控桥整流电路的组成看它和三相半波整流器何关系？
19． 三相全控桥整流电路正、负自然换相点的概念，怎样理解？
20． 三相全控桥整流电路6只SCR的触发顺序，以及彼此之间的三种相位关系，按晶闸管编号说明。
21． 三相全控桥整流电路有哪两种脉冲触发方式，各怎样工作，起何作用？
22． 三相全控桥整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，结合ud波形说明当=90时Ud=0，怎样理解？
23． Ud的计算公式： Ud=2.34U2cos 若电流不连续，<120，本公式不适用，怎样理解？
24. 三相全控桥整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，变压器副边的电压、电流波形及相位关系是怎样的？为什么说不存在变压器直流磁化问题？
25. 换流重叠角 的大小主要与何因素有关(Id，XB， )，各有何影响？
26. 引起的换相压降 对直流侧输出电压平均值Ud的影响，请结合波形中的正负面积折扣情况给以说明：
1) 换流重叠使ud的正面积减小，故Ud减小 ；
2) 若 >90（有源逆变工作状态，见第4章）, 换流重叠使ud的负面积增大，故使 增加 ；
3) 的含义。
27．各种整流电路换相压降和换流重叠角的计算公式：
Ud的计算通式：
m 怎样取值？
角的计算通式：
Ud0怎样取值？
28． 在直流机的电动和发电反馈制动两种状态下，结合直流侧等效回路分别说明整流输出电压Ud、反电势EM和Id的极性、功率传递方向和功率平衡关系。
29． 指出产生有源逆变的基本条件以及顺向串联为什么应当避免。
30． 半控桥和带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的原因。
31． 在三相变流器输出波形的分析中，逆变角 与控制角 的关系？
32． 结合三相变流器输出ud波形，说明有关变流器输出波形的两个特点：1）每一个角对应的ud波形与相同角时的波形样子相同，只是极性相反（负面积较大）；2）无论是在角较大的有源逆变状态，还是在角较大的整流状态，ud波形的起伏脉动幅度都较大，而在或角较小时ud起伏脉动较小。
33． 逆变回馈到电网的功率怎样计算？
34． 逆变失败可能产生的危害及造成逆变失败的原因？
35． 分析在有源逆变状态下，换流重叠角 对输出电压平均值 的影响与整流状态下的差异及原因。
36．三相不可控整流电路采用大电容滤波，在直流侧不串接电感和串入电感两种情况下，分析说明变压器副边电流ia与ua波形及相位关系，两电流波形在轻载和重载时各有何变化。
36． 直流侧输出电压平均值（三种情况）怎样计算？
37．谐波对电网产生的污染危害有哪些？
38．解释有关术语：基波、谐波、非线性负载、畸变因数（基波因数）、位移因数。
39．功率因数公式 及两部分的物理意义？
40．说明电容滤波不可控三相整流电路的交流侧电流谐波特点和功率因数特点。
41． 试述双反星形可控整流电路主要应用场合。
42． 说明双反星形可控整流主电路变压器双反星形联接的作用及克服直流磁化的原理。
43． 说明双反星形可控整流主电路不接平衡电抗器时所存在的主要问题及原理。
44． 说明接入平衡电抗器Lp的作用，以及两个三相半波整流的协同控制运作方式。
45． 从波形上说明双反星形可控整流输出电压 与两个三相半波电路的各自输出电压ud1、ud2的算术平均值关系： 。
46． 说明双反星形可控整流负载输出平均值 与 、 ，Id与 、 的定量关系。
47．说明交流调压控制角的计量起点。
48．如何理解交流调压输出波形 角越大则功率因数越低？
49．单相交流调压电路带电感性负载，说明：
1） 较小和较大时的输出电压波形；
2） 导通角大小与、L的定性关系；
3） 能使输出电压有效值可调的正常移相范围。输出电流为正负半波断续（ <180°）的非正弦波形，越大，则 越小，电流波形断续加重；
4） 当 时，若采用宽脉冲或脉冲列触发，则作用效果与交流开关完全短路的情况相同，不具备可控调压作用，uo=u1，io为完整的正弦波（=180º）；
50． 三相交流调压Y接主电路：画出电路结构及VT1~6编号顺序；指出控制角的起点（与三相整流不同）；说明各管之间的三种触发相位关系（60º、120º、180º）和触发顺序以及对触发脉冲的要求（均与三相全控桥对照）。
51． 三相对称Y接阻感负载（无中线），说明能有效调压的移相范围。
52．指出4种换流方式及典型用例。
53．单相半桥逆变电路，说明：
1）电路的拓扑形式（用全控器件）。
2）开关管的180°方波控制方式、输出电压波形及输出交流电压有效值如何改变。
54. 说明三点式和两点式PWM波形各包含哪几种电平，脉冲占空比的变化规律。
55．画图示意载频三角波比较法，并说明调制比的概念。
56. 说明单相半桥逆变电路的PWM控制方式、输出电压波形及输出交流基波电压有效值如何改变。
57． 降压式（包括带LC滤波）基本斩波电路，画出电路拓扑和连续模式的电感电流波形，说明Uo增大对电感电流连续性的影响。
58． 升压式直流斩波电路，画出电路拓扑和连续模式的电感电流波形，说明占空比减小对电感电流连续性的影响。
59． 说明间接式直流变换电路的一般结构。
60． 说明间接式直流变换电路中对整流二极管的要求及原因。
二、 画波形
1．试对单相全控桥、三相半波、三相全控桥整流电路，大L-R(E)负载，＝60º ，ud, id, i2 波形。
2．三相半波、三相全控桥整流电路，＝60º，用三段分析法画晶闸管VT3阳极电压波形。
3．单相交流调压，＝90º，阻感负载阻抗角为20º，画出输出电压、电流波形。
4．画出带电容滤波的三相二极管整流电路交流侧电流波形。
5．单相半桥逆变电路，Ud=200V，若开关管为180°方波控制方式，画出电路的拓扑形式（用IGBT）及输出电压波形。
三、 计算题
1．分别对单相全控桥、三相半波、三相全控桥整流电路，大L-R(E)负载，设＝60º，U2=220V，E=30V，试计算Ud、Id、IdT、IT和I2；试述带换流重叠角的情况的计算过程。
2. 晶闸管有效值计算：单相桥式全控整流电路，接反电势阻感负载U2=200V，R=1Ω，L值极大，反电势E=60V，当=30时，要求：
① 画出ud、id和i2的波形；
② 计算整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；
③ 不考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
3．三相有源逆变电路，已知、U2、E和R，试计算Id，各部分的功率，定量分析并说明回路的功率平衡关系。
4．带电容滤波的三相二极管整流电路，U2=200V，分三种负载情况计算直流侧电压值；
5．单相交流调压电路，已知交流输入电压为100V,阻感负载阻抗角为，当 时，计算输出电压、电流，画出波形，写出瞬时表达式。
6．分别对降压式、升压式直流斩波电路, 设输入E=200V,占空比为0.65,工作在电流连续模式，计算输出电压。
一、 概念题
1． PE器件的四种损耗功率，各与何因素有关，通常在开关频率较高时应主要考虑哪一种？
2． PE系统需要强弱电隔离的原因及隔离措施？
3． 电力二极管：
正向通态压降的大致范围？
通态平均电流IF(AV)怎样定义？
快恢复二极管一般针对何参数而言的？
肖特基二极管特点？
4． 晶闸管：
1） 理解SCR的静态伏安特性：
（1） 当晶闸管承受反向电压时，门极有触发电流，晶闸管能否导通？
（2） 晶闸管是一种单向导电器件，怎样理解？
（3） 晶闸管导通的条件？
（4） 晶闸管关断的条件？
（5） 晶闸管维持导通的条件？
（6） 晶闸管的误导通条件？
（7） 晶闸管具有双向阻断作用，怎样理解？
（8） 晶闸管的额定电流IF(AV)与有效值电流何关系？
5． GTO的中文名称？GTO的主要优点与缺点？
答：可关断晶闸管亦称门控晶闸管，其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低
6． GTR的中文名称？
答：巨型晶体管（GTR）.
7． 电力场效应管VMOSFET的主要特点？
答：特点——用栅极电压来控制漏极电流
驱动电路简单，需要的驱动功率小。
开关速度快，工作频率高。
热稳定性优于GTR。
电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置 。
8．IGBT的中文名称？IGBT的主要特点？
答：绝缘栅双极晶体管。绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种由单极型的MOS和双极型晶体管复合而成的器件。它兼有MOS和晶体管二者的优点，属于电压型驱动器件。其特点是：输入阻抗高，驱动功率小；工作频率高；导通压降较低、功耗较小。IGBT是一种很有发展前途的新型电力半导体器件。在中、小容量电力电子应用方面有取代其他全控型电力半导体器件的趋势。
9．PE器件的分类：
1） SCR、GTO、GTR、VMOSFET、IGBT按可控性哪些属于不可控器件；哪些属于半控器件；哪些属于全控型器件？
2） 按导电控制理分，单极型器件有哪些；双极型器件有哪些；复合型器件有哪些？
3） 按驱动信号性质分，电流驱动型器件有哪些？电压驱动型器件有哪些？
10．常用PE器件IGBT，GTR，VMOSFET，SCR，GTO的容量排队？
11．常用PE器件IGBT，GTR，VMOSFET，SCR，GTO的开关速度排队？
答：从快到慢：GTO、SCR、GTR、IGBT、VMOSFE
12．PE器件的保护缓冲电路（Snubber）：
（a） 作用目的是什么？
（b） 全控器件在关断过程中产生过冲电压尖峰的原因？
（c） RCD缓冲电路的作用？
13． 三相半波整流电路自然换相点的概念怎样理解？
14．三相半波可控整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，结合ud波形说明当=90时，Ud=0，怎样理解？
15．三相半波可控整流电路Ud的计算公式： Ud=1.17U2cos 若电流不连续，<120，本公式不适用，怎样理解？
16． 怎样理解SCR端电压波形的三段分析方法？
17． 三相半波可控整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，变压器副边电压电流的波形及相位关系是怎样的？此电流波形导致变压器存在直流磁化问题怎样理解？
18． 从三相全控桥整流电路的组成看它和三相半波整流器何关系？
19． 三相全控桥整流电路正、负自然换相点的概念，怎样理解？
20． 三相全控桥整流电路6只SCR的触发顺序，以及彼此之间的三种相位关系，按晶闸管编号说明。
21． 三相全控桥整流电路有哪两种脉冲触发方式，各怎样工作，起何作用？
22． 三相全控桥整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，结合ud波形说明当=90时Ud=0，怎样理解？
23． Ud的计算公式： Ud=2.34U2cos 若电流不连续，<120，本公式不适用，怎样理解？
24. 三相全控桥整流电路带大电感的L-R（E）负载情况下，变压器副边的电压、电流波形及相位关系是怎样的？为什么说不存在变压器直流磁化问题？
25. 换流重叠角 的大小主要与何因素有关(Id，XB， )，各有何影响？
26. 引起的换相压降 对直流侧输出电压平均值Ud的影响，请结合波形中的正负面积折扣情况给以说明：
1) 换流重叠使ud的正面积减小，故Ud减小 ；
2) 若 >90（有源逆变工作状态，见第4章）, 换流重叠使ud的负面积增大，故使 增加 ；
3) 的含义。
27．各种整流电路换相压降和换流重叠角的计算公式：
Ud的计算通式：
m 怎样取值？
角的计算通式：
Ud0怎样取值？
28． 在直流机的电动和发电反馈制动两种状态下，结合直流侧等效回路分别说明整流输出电压Ud、反电势EM和Id的极性、功率传递方向和功率平衡关系。
29． 指出产生有源逆变的基本条件以及顺向串联为什么应当避免。
30． 半控桥和带有续流二极管的整流电路不能实现有源逆变的原因。
31． 在三相变流器输出波形的分析中，逆变角 与控制角 的关系？
32． 结合三相变流器输出ud波形，说明有关变流器输出波形的两个特点：1）每一个角对应的ud波形与相同角时的波形样子相同，只是极性相反（负面积较大）；2）无论是在角较大的有源逆变状态，还是在角较大的整流状态，ud波形的起伏脉动幅度都较大，而在或角较小时ud起伏脉动较小。
33． 逆变回馈到电网的功率怎样计算？
34． 逆变失败可能产生的危害及造成逆变失败的原因？
35． 分析在有源逆变状态下，换流重叠角 对输出电压平均值 的影响与整流状态下的差异及原因。
36．三相不可控整流电路采用大电容滤波，在直流侧不串接电感和串入电感两种情况下，分析说明变压器副边电流ia与ua波形及相位关系，两电流波形在轻载和重载时各有何变化。
36． 直流侧输出电压平均值（三种情况）怎样计算？
37．谐波对电网产生的污染危害有哪些？
38．解释有关术语：基波、谐波、非线性负载、畸变因数（基波因数）、位移因数。
39．功率因数公式 及两部分的物理意义？
40．说明电容滤波不可控三相整流电路的交流侧电流谐波特点和功率因数特点。
41． 试述双反星形可控整流电路主要应用场合。
42． 说明双反星形可控整流主电路变压器双反星形联接的作用及克服直流磁化的原理。
43． 说明双反星形可控整流主电路不接平衡电抗器时所存在的主要问题及原理。
44． 说明接入平衡电抗器Lp的作用，以及两个三相半波整流的协同控制运作方式。
45． 从波形上说明双反星形可控整流输出电压 与两个三相半波电路的各自输出电压ud1、ud2的算术平均值关系： 。
46． 说明双反星形可控整流负载输出平均值 与 、 ，Id与 、 的定量关系。
47．说明交流调压控制角的计量起点。
48．如何理解交流调压输出波形 角越大则功率因数越低？
49．单相交流调压电路带电感性负载，说明：
1） 较小和较大时的输出电压波形；
2） 导通角大小与、L的定性关系；
3） 能使输出电压有效值可调的正常移相范围。输出电流为正负半波断续（ <180°）的非正弦波形，越大，则 越小，电流波形断续加重；
4） 当 时，若采用宽脉冲或脉冲列触发，则作用效果与交流开关完全短路的情况相同，不具备可控调压作用，uo=u1，io为完整的正弦波（=180º）；
50． 三相交流调压Y接主电路：画出电路结构及VT1~6编号顺序；指出控制角的起点（与三相整流不同）；说明各管之间的三种触发相位关系（60º、120º、180º）和触发顺序以及对触发脉冲的要求（均与三相全控桥对照）。
51． 三相对称Y接阻感负载（无中线），说明能有效调压的移相范围。
52．指出4种换流方式及典型用例。
53．单相半桥逆变电路，说明：
1）电路的拓扑形式（用全控器件）。
2）开关管的180°方波控制方式、输出电压波形及输出交流电压有效值如何改变。
54. 说明三点式和两点式PWM波形各包含哪几种电平，脉冲占空比的变化规律。
55．画图示意载频三角波比较法，并说明调制比的概念。
56. 说明单相半桥逆变电路的PWM控制方式、输出电压波形及输出交流基波电压有效值如何改变。
57． 降压式（包括带LC滤波）基本斩波电路，画出电路拓扑和连续模式的电感电流波形，说明Uo增大对电感电流连续性的影响。
58． 升压式直流斩波电路，画出电路拓扑和连续模式的电感电流波形，说明占空比减小对电感电流连续性的影响。
59． 说明间接式直流变换电路的一般结构。
60． 说明间接式直流变换电路中对整流二极管的要求及原因。
二、 画波形
1．试对单相全控桥、三相半波、三相全控桥整流电路，大L-R(E)负载，＝60º ，ud, id, i2 波形。
2．三相半波、三相全控桥整流电路，＝60º，用三段分析法画晶闸管VT3阳极电压波形。
3．单相交流调压，＝90º，阻感负载阻抗角为20º，画出输出电压、电流波形。
4．画出带电容滤波的三相二极管整流电路交流侧电流波形。
5．单相半桥逆变电路，Ud=200V，若开关管为180°方波控制方式，画出电路的拓扑形式（用IGBT）及输出电压波形。
三、 计算题
1．分别对单相全控桥、三相半波、三相全控桥整流电路，大L-R(E)负载，设＝60º，U2=220V，E=30V，试计算Ud、Id、IdT、IT和I2；试述带换流重叠角的情况的计算过程。
2. 晶闸管有效值计算：单相桥式全控整流电路，接反电势阻感负载U2=200V，R=1Ω，L值极大，反电势E=60V，当=30时，要求：
① 画出ud、id和i2的波形；
② 计算整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；
③ 不考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
3．三相有源逆变电路，已知、U2、E和R，试计算Id，各部分的功率，定量分析并说明回路的功率平衡关系。
4．带电容滤波的三相二极管整流电路，U2=200V，分三种负载情况计算直流侧电压值；
5．单相交流调压电路，已知交流输入电压为100V,阻感负载阻抗角为，当 时，计算输出电压、电流，画出波形，写出瞬时表达式。
6．分别对降压式、升压式直流斩波电路, 设输入E=200V,占空比为0.65,工作在电流连续模式，计算输出电压。
