電力電子復習回顧及電力電子復習整理

電力電子復習回顧

第二章 電力電子器件

一、電力電子器件概論

1、按器件的可控性分類，普通晶閘管屬于（　B ?。?/p>

A 全控型器件 B 半控型器件

C 不控型器件 D 電壓型器件

2、具有自關斷能力的電力半導體器件稱為( A )

A.全控型器件 B.半控型器件

C.不控型器件 D.觸發型器件

3、下面給出的四個電力半導體器件中，哪個是全控型電力半導體器件( C )

A 二極管 B 晶閘管

C 電力晶體管 D 逆導晶閘管

二、功率二極管

1、功率二極管的封裝形式有 螺栓 型和 平板 型， 平板 型的散熱效果好。

2、ZP400表示 功率二級管的額定電流為400 A。

3、常用的功率二極管有三種類型： 普通二極管、 快恢復二極管 、 肖特基二極管 。

三、晶閘管（SCR）

1、處于阻斷狀態的晶閘管，只有在陽極承受正向電壓，且_門極承受正壓 時，才能使其開通。

2、在晶閘管應用電路中，為了防止誤觸發應將幅值限制在不觸發區的信號是( A )。

A.干擾信號 B.觸發電壓信號

C.觸發電流信號 D.干擾信號和觸發信號

3、為防止晶閘管誤觸發，應使干擾信號不超過( B )

A. 安全區 B. 不觸發區

C. 可靠觸發區 D. 可觸發區

4、造成在不加門極觸發控制信號即使晶閘管從阻斷狀態轉為導通狀態的非正常轉折有二種因素，一是陽極的電壓上升率du/dt太快，二是( C )

A.陽極電流上升太快 B.陽極電流過大

C.陽極電壓過高 D.電阻過大

4、由門極控制導通的晶閘管導通后，門極信號( A )。

A.失去作用 B.需維持原值

C.需降低 D.需提高

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

A.導通狀態 B.關斷狀態 C.飽和狀態 D.不定

6、使已導通的晶閘管關斷的條件是使流過晶閘管的電流減小至___維持電流___以下。

7、晶閘管斷態不重復電壓UDSM與轉折電壓UBO數值大小上應為，UDSM___>____UBO。

8、晶閘管額定通態平均電流IVEAR是在規定條件下定義的，條件要求環境溫度為__40°___。

9、晶閘管門極觸發信號剛從斷態轉入通態即移去觸發信號，能維持通態所需要的最小陽極電流，稱為（　　B?。?。

A.維持電流 B.擎住電流

C.浪涌電流 D.額定電流

10、決定觸發脈沖最小寬度一個重要因素是( B )。

A. 維持電流IH B. 擎住電流IL

C. 浪涌電流ITSm D. 額定電流

11、對于同一個晶閘管，其維持電流IH___<____擎住電流IL。

12、KP100-12表示額定電流 100 A，額定電壓 1200 V的普通型晶閘管。

13、晶閘管電流的波形系數定義為( A )

A. B.

C.Kf =IT（AV）·ITm D.Kf =IT（AV）-ITm

14、在IT(AV)定義條件下的波形系數kf為( B )

A. π B.

C. D.2π

四、門極可關斷晶閘管

1、門極可關斷晶閘管是一種____4______層半導體結構的三端器件。

2、要關斷GTO，則需( B )

A 在門極加正脈沖信號 B 在門極加負脈沖信號

C 加強迫關斷電路 D 加正弦波信號

3、GTO的電流關斷增益βoff=( D )。

A. B.

C. D.

五、功率晶體管

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( B )

A.一次擊穿 B.二次擊穿 C.臨界飽和 D.反向截止

2、功率晶體管的二次擊穿現象表現為( A )

A.從高電壓小電流向低電壓大電流躍變

B.從低電壓大電流向高電壓小電流躍變

C.從高電壓大電流向低電壓小電流躍變

D.從低電壓小電流向高電壓大電流躍變

3、功率晶體管的安全工作區范圍由幾條曲線限定( A )

A.4條 B.3 C.5條 D.2條

4、功率晶體管驅動電路中的抗飽和電路，用來減少晶體管的( A )

A. 存儲時間 B. du/dt

C. di/dt D. 基極電流

5、對于功率晶體管的基極驅動電路，驅動電流的后沿應是一個較大的負電流，以利于功率晶體管的( C )

A.導通 B.壽命

C.關斷 D.飽和

（六）電力MOSFET管

1、電力MOSFET導通時工作在 可調電阻 區。

（七）IGBT

1、雙極型功率晶體管和MOSFET的復合器件是（　B?。?。

A.GTO B.IGBT

C.GTR D.SCR

2、IGBT是( B )

A.電流驅動型元件 B.電壓驅動型元件

C.半控型元件 D.不控型元件

（八）器件共性

1、觸發電路中的觸發信號應具有（ D ）

A.足夠大的觸發功率 B.足夠小的觸發功率

C.盡可能緩的前沿 D.盡可能窄的寬度

2、常用的抑制過電壓的方法有兩種，一是用 阻容 元件吸收可能產生過電壓的能量，并用電阻將其消耗。二是用__非線性___元件限制過電壓的幅值。

3、快速熔斷器可以用于過電流保護的電力電子器件是( D )

A.功率晶體管 B.IGBT C.功率MOSFET D.晶閘管

4、可以用過電流繼電器作為過電流保護的電力電子器件是( D )

A.功率晶體管GTR B.IGBT

C.功率MOSFET D.晶閘管

5、在功率晶體管的主電路中，為了有效地抑制和，則應設置 ( D )

A.觸發電路 B.控制電路

C.開關電路 D.緩沖保護電路

6、對功率晶體管設置_ 緩沖保護 電路，可防止過電壓和減小功率晶體管兩端的du/dt。

7、功率晶體管緩沖保護電路中的二極管要求采用 快恢復___ 型二極管，以便與功率晶體管的開關時間相配合。

8、晶閘管串聯時，為達到靜態均壓，可在晶閘管兩端并聯相同的（　A　?。?。

A．電阻 B．電容

C．電感 D．阻容元件

9、當晶閘管串聯時，為實現動態均壓，可在各個晶閘管兩端并聯( D )

A. R B. L

C. C D. RC

第三章 整流電路

（一）單相半波全控整流電路

1、單相半波可控整流電路中，從晶閘管開始導通到關斷之間的角度稱為____導通角______。

2、在晶閘管單相半波可控整流電路中，從晶閘管開始承受正向電壓算起，到觸發脈沖到來時刻為止，這段時間的電角度稱為___觸發角__。

3、單相半波可控整流純電阻負載電路，控制角=___0°__時，負載電流的平均值最大。

4、單相半波可控整流電路中，控制角α的最大移相范圍是_180°_________。

5、大電感負載，接有續流二極管的單相半波可控變流電路設控制角為α，則續流二極管的導通角為( D )

A.2π+α B.2π-α C、 π-α D.π+α

（二）單相全控橋

1、單相全控橋式帶電阻性負載電路中，控制角α的最大移相范圍是（　D?。?/p>

A 90 ° B 120 ° C 150 ° D 180 °

2、帶電阻性負載的單相全控橋，晶閘管所承受的最大正向電壓為( A )

A U2 B U2 C U2 D 2U2

3、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( B )

A. U2 B. U2 C. U2 D. U2

4、當控制角α、交流電源電壓和負載相同時，單相全控橋式整流電路的功率因素是單相半波整流電路的功率因素的( A )

A. 倍 B. 2倍 C. 1倍 D. 倍

5、能在兩象限運行的電路為( A )（電壓為縱坐標，電流為橫坐標）

A. 單相全控橋式電路

B. 單相半控橋式電路

C. 帶續流管的單相全控橋式電路

D. 帶續流管的單相半控橋式電路

6、單相全控橋能在Ⅰ、____三_____象限中工作。（電壓為縱坐標，電流為橫坐標）

7、單相橋式可控整流電路中，脈沖間隔= ，晶閘管最大導通角 180° ， 晶閘管承受的最大電壓= 。

8、單相橋式全控整流電路反電動勢負載為使電路可靠工作，控制角α必須 大于 停止導電角δ。

9、.單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角α大于停止導電角δ時，晶閘管的導通角θ=( C )

A.π-α B.π+α C.π-δ-α D.π+δ-α

10、在單相全控橋整流電路帶反電勢負載時，若交流電源有效值為U2，反電勢為E時，停止導電角δ= arcsin ，若晶閘管不導通時，輸出電壓應為_ E _____。

（三）三相半波

1、三相半波可控整流電路中使用_____3__個晶閘管。

2、三相半波可控整流電路的自然換相點是( B )

A.交流相電壓的過零點

B. 是相鄰相電壓正半周的交點R、S、T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、三相半波可控整流電阻性負載電路的控制角α為何值時，輸出電流波形會出現零點。（注意是出現一個零點，而不是一段為零的區域）（　　B?。?/p>

A.15° B.30° C.45° D.60°

4、電阻性負載三相半波可控整流電路，相電壓的有效值為U2，當控制角α=0°時，整流輸出電壓平均值等于（　D　?。?/p>

A.1.41U2 B.2.18U2 C.1.73U2 D.1.17U2

5、三相半波可控整流電路中的三個晶閘管的觸發脈沖相位互差（　C　?。?/p>

A.150° B.60°

C.120° D

6、三相半波可控整流電路，在電阻性負載時，當控制角α≤30°，每個晶閘管的導通角θ>150°_。此電路的移相范圍為__30°__。

7、三相半波可控整流電路帶電阻性負載工作時，在控制角α>30°時，負載電流出現_斷續現象______。晶閘管所承受的最大反向電壓為2.45 U2_。

8、在電感性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大正向電壓為_2.45 U2_______。

9、在大電感性負載三相半波可控整流電路中，輸出電流基本是_平直的_____。

（四）三相全控橋

1、三相全控橋的共陽極組各器件的導通順序依次為V12,V14,V16，其中V12對應于____AC______相。

2、三相橋式不控整流電路交流側三相相電壓正半周波的三個自然換相點互相間隔（　A?。?/p>

A 60 ° B 90 ° C 120 ° D 180 °

3、三相全控橋式整流電路中，共陰極組的三個晶閘管的觸發脈沖相位互差( C )

A 60° B 90° C 120° D 150°

4、三相全控橋的共陰極組要求觸發脈沖以120°為間隔，依次在___正___半周觸發共陰極組的各晶閘管。

5、三相全控橋式整流電路中同一相上、下兩只晶閘管觸發脈沖相位差（　D　?。┒?。

A.60 B.90 C.120 D.180

6、三相橋式不控整流電路中，二極管在自然換相點按1、2、3、4、5、6、l的順序每隔多少度換相一次( B )

A 45° B 60° C 90° D 120°

7、在三相橋式不控整流電路中，整流輸出電壓的平均值為( A )

A. B.

C. D.

8、已知三相橋式不控整流電路交流側線電壓uAB的表達式為uAB=，則uCA的表達式為（　A ）

A. B.

C. D.

9、電阻性負載三相全控橋式整流電路，在一個輸入電源周期內，整流輸出電壓有_6___個波頭。

10、在工頻三相橋式不控整流電路中，負載上輸出電壓的脈動頻率是_ 300Hz 。

11、三相全控橋式整流電路中，晶閘管可能承受的最大反向電壓峰值為（其中 U2 為變壓器二次側相電壓有效值）（　C ）

A 2U2 B 2U2 CU2 D U2

12、三相橋式帶純電阻負載的全控整流電路控制角α的移相范圍是 0°- 120° 。

13、在三相全控橋式變流電路中,變壓器二次線圈流過的是正向和負向對稱的120°矩形交變電流,避免了( A )

A.換相重疊 B.直流磁化

C.使用續流二極管 D.使用濾波器

14、大電感負載三相全控橋式整流電路輸出電流平均值表達式為（　C　?。?/p>

A. B.

C. D.

15、在大電感負載三相全控橋中，當α=90°時，整流電路的輸出是( B )

A.U2 B.0 C.1.414U2 D.1.732U2

16、當α＞ _90°____度時，大電感負載三相全控橋的整流輸出平均電壓 Ud 為負值。

17、帶電感性負載的三相全控橋，變壓器二次側相電流有效值為( C )

A. Id B. Id C. Id D. Id

18、如下變流器中，輸出電壓可能出現負值的變流電路是（　　A?。?/p>

A．三相半波可控整流帶阻感負載電路

B．單相橋式半控整流帶電阻性負載電路

C．接有續流二極管的三相半控橋式整流電路

D．接有續流二極管的單相半波可控整流電路

19、在輸入相同幅度的交流電壓和相同控制角的條件下，三相可控整流電路與單相可控整流電路比較，三相可控整流電路可獲得__較高__的輸出電壓。

20、三相橋式整流電路必須給對應導通的兩個晶閘管同時加上觸發脈沖，一般采用兩種觸發方式：寬脈沖觸發和雙窄脈沖觸發。

21、三相全控橋式整流電路在寬脈沖觸發方式下一個周期內所需要的觸發脈沖共有六個，它們在相位上依次相差（　A?。?/p>

A.60° B.120° C.90° D.180°

22、在大電感負載三相全控橋中，當α>60°時，在過了自然換相點之后和下一個晶閘管被觸發之前，整流輸出ud為負值，交流電源接受回饋的能量，電感( A )

A.釋放儲能 B.既不釋放能量也不儲能

C.吸收能量 D.以儲能為主

23、三相橋式可控整流電路中，脈沖間隔=60°，晶閘管最大導通角 120° ， 晶閘管承受的最大電壓= U2

（五）換相重疊角

1、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____降低____。

2、由于變壓器漏抗的影響，在換相期間，整流輸出電壓值為參與換相的兩相相電壓之和的( D )

A 1/2 B 1/3 C 2 D 1/4

3、對于三相半波可控整流電路，換相重疊角γ與哪幾個參數有關( A )

A.α、負載電流Id以及變壓器漏抗XC

B.α以及負載電流Id

C.α和U2

D.α、U2以及變壓器漏抗XC

4、換相重疊角γ最大發生在（　B　?。?。

A.α=0 B.α=30

C.α=60 D.α=90

5、.整流變壓器中的漏抗( A )

A.可以抑制 B.可以抑制

C.使輸出電壓升高 D.使換相重疊角γ減小

（六）有源逆變

1、逆變器可分為無源逆變器和_____有源_逆變器兩大類。

2、有源逆變器是將直流電能轉換為交流電能回饋送回__ 電網 ____的逆變電路。

3、變流電路能進行有源逆變的條件之一是( D )

A 直流側接有續流二極管 B 電阻性負載

C 直流側接有RC保護電器 D 直流側有直流電動勢E

4、直流發電機-電動機系統中，產生有源逆變的兩個條件是：（一）有直流電動勢，其極性和 晶閘管的導通 方向一致，其值大于 變流器直流側的平均電壓 ；（二） 晶閘管的控制角 ，使Ud為負值。

5、有源逆變電路中，晶閘管大部分時間承受__ _反向___電壓。

6、負載是純電阻的整流電路， 不能 （能，不能）實現有源逆變狀態工作；輸出端接有續流二極管的各種整流電路 不能（能，不能）實現有源逆變工作。

7、在三相全控橋式變流電路中，控制角α與逆變角β之間的關系為__α+_β=________。

8、三相全控橋式變流電路工作于有源逆變狀態，其逆變角β的變化范圍為（　A ?。?/p>

A 0 °~90 ° B 0 °~120 °

C 90 °~180 ° D 0 °~150 °

9、三相全控橋式有源逆變電路中，晶閘管可能承受最大正向電壓的峰值為（　 C　?。?/p>

A.U2 B. C. D.

10、三相全控橋式有源逆變電路，變壓器二次電流的有效值為( C )

A. B. C. D.Id

11、三相全控橋式有源逆變電路，晶閘管電流的有效值IV1為( B )

A. B. C. D.Id

12、三相全控橋式有源逆變電路，若電路工作于V2、V3導通狀態，則V5陽極至陰極間承受的線電壓為( B )

A.uab B.ubc C.ucb D.uca

14、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，當提升重物時，控制角為（　C　?。?/p>

A. B. C. D.

15、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，當提升重物時，Ud與Ed的關系為（　B ）

A.Ud<Ed B.Ud>Ed C.Ud=Ed D.Ud=Ed=0

16、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，當降下重物時，輸出電壓平均值為（　B?。?/p>

A.Ud=0 B.Ud<0 C.Ud>0 D.Ud≥0

17、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，當降下重物時，Ud與Ed的關系為( A )

A.|Ud|<|Ed| B.|Ud|>|Ed|

C.|Ud|=|Ed| D.|Ud|=|Ed|=0

18、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，若使重物在某一高度停住時，則變流器的工作狀態是（　 A?。?/p>

A.有源逆變 B.無源逆變 C.整流 D.臨界狀態

19、全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統中，當變流器工作于整流與有源逆變臨界狀態時，輸出電壓Ud波形一個周期內的正面積和負面積之比為( D )

A.K=0 B.K=1 C.K<1 D.K>1

20、三相全控橋式變流器直流電動機卷揚機拖動系統，當α>時，變流器輸出電壓波形ud的正面積與負面積之比為( C )

A.K=0 B.K=1 C.K<l D.K>1

21、逆變失敗是指工作在逆變狀態的變流器由于某種原因，出現了Ud和Ed ___順向串聯__的狀態。

22、確定最小逆變角βmin要考慮的三個因素是晶閘管關斷時間toff所對應的電角度δ，換相重疊角γ和__ 安全裕量角 。

23、、在多數工程應用實踐中，一般取最小逆變角βmin=___30°-35°_。

23、有源逆變電路工作時，必須時刻保證，以避免發生__逆變失敗 。

24、導致晶閘管有源逆變失敗的主要原因有：觸發電路工作不可靠；晶閘管發生故障；交流電源發生卻相或突然 消失；換相的裕量角不足。

第三章 直流斬波

（一）概述

1、直流斬波電路是將__直流___電能轉換成直流電能的電路。

2、斬波電路的控制方式一般有時間比控制方式、瞬時值控制方式 和_平均值控制方式__。

3、斬波器的時間比控制方式分為__脈沖混合控制_、定頻調寬、調寬調頻三種方式。

4、當要求斬波電路輸出電流比較____時，可采用瞬時值控制方式。

5、DC/DC變換電路中， 降壓斬波電路 和 升壓斬波電路 為基本電路，其余電路均由這兩種電路演變而成。

直流斬波電路的三個基本元件是 濾波電感 、濾波電容 、 續流二極管 。

（二）降壓斬波

1、降壓斬波電路中，電源電壓Ud與負載電壓U之間的關系為( Ｃ )

A. B. C. D.

2、降壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=16V，導通比，則負載電壓U0=( Ｂ )

A.64V B.12V C.21V D.4V

3、降壓斬波電路中，已知電源電壓U=20V，負載電壓U=10V，管子開通時間為2ms，則斬波周期為( Ｄ )。

A.1ms B.2ms C.3ms D.4ms

（三）升壓斬波

1、升壓斬波電路中，電源電壓Ud與負載電壓U0之間的關系為( Ｂ )

A. B.

C. D.

2、在升壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=20V，導通D=0.6，則負載電壓Uo=___50___V。

3、一升壓直流斬波裝置，若直流輸出電壓Uo為18V，直流輸入電壓為9V，則導通比等于__0.5_。

4、在升壓斬波電路中，Ud=3V，占空比α=0.7，則輸出電壓U0=__10_V。

5、設直流升壓斬波電路中，UIN=10V，D=0.7，則UO= 100/3 。

6、升壓斬波電路能夠使輸出電壓高于輸入電壓的關鍵原因是 ：電感L儲能之后具有使電壓泵生的作用 以及電容C可將輸出電壓保持住。

7、升壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=12V，導通比Kt=1/3，則負載電壓U0=（　B?。?/p>

A.4V B.18V C.36V D.48V

（四）升降壓斬波

1、升降壓斬波電路中，改變導通比D，就可以改變輸出電壓當 0<α<1/2 為降壓；當 1/2<α<1 為升壓

第四章 逆變電路

（一）逆變器及其分類

1、逆變電路是（　B　?。?/p>

A.AC/DC變換器 B.DC/AC變換器 C.AC/AC變換器 D.DC/DC變換器

2、將直流電能轉換為交流電能，直接提供給交流 負載 _的逆變電路稱為無源逆變器。

3、逆變電路最基本的工作原理是把 直流 電變成 交流 電，改變兩組開關的切換 頻率 ，即可改變輸出交流電的頻率。

4、逆變電路根據直流側電源性質的不同可分為 電壓 型逆變電路和 電流 型逆變電路。前者直流側是 電壓 源，后者直流側是 電流 源。

5、換流方式一般有以下幾種： 器件 換流、 電網 換流、 負載 換流、 強迫 換流，其中只有 器件 換流是針對全控型器件而言。

6、器件換流是利用 全控 型器件的自關斷能力進行換流。

7、能實現負載換流的晶閘管逆變電路，負載電流的相位必須 超前 負載電壓，即負載呈 容 性。

設置附加的換流電路，給欲關斷的晶閘管強迫施加反向電壓或反向電流的換流方式稱為 強迫換流 。

（二）晶閘管負載換流逆變器

1、串聯逆變器的換流條件有：⑴負載為 欠阻尼 （2）負載呈 容性 （3） 電路為器件提供反向電壓的時間應大于或等于元件關斷時間 。

2、電壓型單相橋式逆變電路中，與開關管反并聯的二極管起著續流和防止開關器件承受反壓的作用。

3、電流型逆變器，交流側電壓波形為（　 B　?。?。

A．正弦波 B．矩形波 C．鋸齒波 D．梯形波

4、串聯逆變器輸出電壓為 方 波，輸出電流近似成 正弦 波；并聯逆變器輸出電壓近似成 正弦 波，輸出電流為 方 波。

(三) 脈寬調制型逆變器

1、調節逆變器輸出電壓的方法有 脈沖寬度調制 、 頻率調制 、 混合型 三種。

2、PWM逆變器就是按某種規律對可控開關器件門極驅動脈沖的 寬度 進行控制，以改變開關器件 導通時間 ，實現對輸出的調節，這類逆變器大多是 無源 型逆變器

3、PWM控制技術的理論基礎是 沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環節上時，其效果基本相同原理。

4、正弦脈沖寬度調制(SPWM)電路中，調制波為( D )

A. 等腰三角形波 B. 正弦波

C. 梯形波 D. 矩形波

5、正弦脈沖寬度調制電路，載波信號一般為 ___等腰三角_波。

6、SPWM有兩種調制方式：單極性和__雙極性_調制。

7、單相橋式逆變電路采用雙極性SPWM調制，設逆變器直流側電壓幅值為Ud，則輸出電壓有-Ud和__Ud___。

8、在PWM直流斬波方式的開關信號形成電路中，比較器反相輸入端加三角波信號，同相端加( D )

A.正弦信號 B.方波信號

C.鋸齒信號 D.直流信號

9、PWM斬波器中，比較器反相輸入端加__三角波_信號。

10、若要增大 SPWM 逆變器的輸出電壓，可采用的控制方法是（　B?。?/p>

A 增大三角波頻率 B 增大三角波幅值

C 增大正弦控制電壓頻率 D 增大正弦控制電壓幅值

11、若增大SPWM逆變器的輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是( C )

A.增大三角波幅度 B.增大三角波頻率

C.增大正弦調制波頻率 D.增大正弦調制波幅度

12、SPWM控制的逆變電路，輸出 SPWM波半周期包含25個脈沖波，設逆變器輸出電壓基波頻率為400Hz，則電路中開關管的工作頻率為 Hz。

13、SPWM調制，設正弦調制波的幅值為Urm，三角載波的幅值為Ucm，則調制比為_Urm_/_Ucm__。

14、改變SPWM逆變器中的調制比，可以改變__逆變器輸出電壓 的幅值。

15、根據載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調制方式可分為 異步調制 和 同步調制 兩種。

16、PWM控制電路中，載波頻率與調制信號頻率之比稱為載波比，異步調制中載波比是 變化的 ，同步調制中載波比 為常數 。

17、在雙極性正弦脈寬調制技術中，設正弦調制波的頻率為50Hz，三角載波的頻率為5000Hz，則載波比k=__1/100__。

18、逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內都保持載波比N恒定，不同頻段的載波比不同，這種調制方式稱為 分段調制 方法。

19、脈沖寬度調制(PWM)電路的載波比K愈高，輸出電壓的諧波含量愈____低______。

20、PWM跟蹤控制通常采用的方法有滯環比較方式 、 三角波比較方式 和 。

21、滯環環寬對對跟蹤性能有較大的影響，環寬過寬時，開關頻率 低 ，跟蹤誤差 增大 ；環寬過窄時，跟蹤誤差 減小 ，開關頻率 高 。

第一章

電力電子技術的概念

根據電力電子器件的特性、采用一種有效的靜態變換和控制方法，將一種電能形式轉換為另一種電能形式的技術。

電力電子功率變換的分類

AC/DC變換 整流器

DC/AC變換 逆變

有源逆變 DC/AC變換時，交流輸出與電網相連。

無源逆變 DC/AC變換時，交流輸出直接與負載相連 。

AC/AC變換 變頻器

DC/DC變換 直流斬波

第二章

功率半導體器件分類

不可控型: 功率二極管:導通和關斷均由電路潮流決定。

半可控型: 晶閘管:在器件在承受正向電壓時，由控制信號控制器件的導通，而關斷狀態由電路潮流決定。

全控型: 可控開關 :由控制信號控制器件的導通和關斷。

絕緣柵雙極晶體管（IGBT）

門極可關斷晶閘管（GTO ）

電力場效應晶體管（MOSFET）

雙極結型晶體管（BJT）

絕緣柵門極換流晶閘管（IGCT）

二極管的工作原理、特性和分類

當功率二極管承受正向電壓時，它的正向導通壓降很小，大約在1V左右。

當功率二極管承受反向電壓時，只有極小的漏電流可通過該器件。

正向平均電流IF（AV）

設正弦半波電流的峰值為Im，則額定電流為:

額定電流有效值為：

某電流波形的有效值與平均值之比為這個電流的波形系數:

額定電流IF(AV)=100A的電流功率二極管，其額定電流有效值IF=Kf IF(AV)=157A。

正向壓降UF

幾種常用的功率二極管

肖特基二極管

快恢復二極管

工頻二極管

晶閘管的工作原理、特性、分類和選型（電流有效值、波形系數、額定電壓和額定電流）

晶閘管承受正向電壓時，在門極注入正向脈沖電流可將它觸發導通。

晶閘管一旦開始導通，門極就失去控制作用。不論門極觸發電流是否存在，晶閘管都保持導通。

通過外電路使陽極電流反向，并且降到接近于零的某一數值，可使已導通的晶閘管關斷。

晶閘管通過電源電壓的正半波控制其導通。當晶閘管電流開始反向時，電源電壓變負，晶閘管所承受的電壓也同時反向。理想晶閘管將會使其電流在t=T/2后立即變為0 。

波形如圖所示。

額定電壓UR

選用晶閘管時，應使其額定電壓為正常工作電壓峰值UM的2~3倍，以作為安全裕量。

UR=(2~3)UM

根據所使用具體電流波形來計算出允許使用的電流平均值選用晶閘管時，設三相工頻半波電流峰值為Im時的波形，通態平均電流為：

正弦半波電流有效值為：

晶閘管有效值與通態平均電流的比值為：

有效值與平均值的比為(波形系數)：

實際電路中，由于晶閘管的熱容量小，過載能力低，因此在實際選擇時，一般取1.5~2倍的安全系數，故在給定晶閘管的額定電流后，可計算出該晶閘管的任意波形時允許的電流平均值為：

半導體功率器件開關能量損耗的計算

可控開關的理想特性描述

關斷時，不論正、反向阻斷電壓有多高，都沒有電流流過該器件。

導通時，壓降為零，此時可傳導任意大的電流。

該器件一旦被觸發，立即從導通狀態到關斷狀態，反之亦然。

該器件只需很小的電流就能觸發。

BJT、達林頓管、MOSFET、GTO和IGBT的基本原理

IGBT

像MOSFET一樣，IGBT的輸入阻抗高，只需很小的能量來開關器件。

如同BJT一樣，即使當它承受較高電壓時，它的導通壓降也很小。

與GTO類似，IGBT能夠被設計承受一定的反向壓降。

IGBT的耐壓可以做得較高，最大允許電壓UCEM可達4500V以上。

第三章

似穩態過程的概念

電力電子技術的應用中非正弦的穩態運行過程。

網絡換流整流器單相橋路：視在功率，有功功率，畸變功率和諧波

S=UI=UId

畸變功率與控制角a無關，但在電壓、電流中產生以下特征頻率分量:

網絡電流: n = 1,3,5,7,9,11,?

輸出電壓: m = 0,2,4,6,8,?

網絡換流整流器三相橋路：視在功率，有功功率，畸變功率和諧波

交流側總電流is和對應的基波電流有效值is1分別為：

此處的畸變功率與控制角a無關

與單相整流橋路相同，但沒有3及3的倍數次諧波

n = 1，5，7，11，13，17，19……

直流電壓中的諧波

m = 0，6，12，18……

直流電流的諧波次數：

m = k×p， k = 0,1,2,3,?

交流側電流中的諧波次數

n = k×p±1，k=1,2,3,…

以上各式中， p為每周期的脈沖次數。

穩態下的非正弦波形：THD，PF, DPF，浪涌（峰值）系數的計算

電流的總諧波含有量為：

浪涌系數: 電流峰值和電流有效值的比值

非正弦量的功率因數（PF）: PF=P/S

位移功率因數（DPF ): DPS=cosj1

非正弦電流條件下的功率因數 :

傅立葉級數的展開方法，及其在諧波分析中的應用（基波和諧波的表達式、幅值、有效值的計算）

方波：

第四章

單相橋式二極管整流電路Ls=0 的波形和計算(輸出電壓、交流側電流有效值、諧波表達式、基波分量、諧波分量、功率因數）.

Is=Id

諧波總畸變率為：THD=48.43%

is1波形曲線與us波形同相位: DPF=1.0

右圖所示單相二極管整流電路，Ls為零，直流側為恒定電流，Id=10A。試計算負載所吸收的平均功率。

若us為正弦電壓曲線，

Us = 120V，頻率50Hz；

若us為下圖所示的矩形波。

(1) us為正弦電壓曲線，Us = 120V，

\Ud=0.9Us=108V Pd=UdId=1080W

(2) 根據整流電路的工作原理可知，直流輸出電壓波形如圖所示，所求平均電壓和負載吸收的功率分別為：

單相橋式二極管整流電路Ls>0 的波形和計算(換相重疊角、輸出電壓）

換流：電流從一個二極管轉到另一個二極管的過程。

換流重疊角:換流時間所對應的電角度用符號r表示

單相半波：

單相全波

分析圖中電路的換流基本過程，其中us為正弦電壓曲線，Id = 10A。

Us=120V，頻率50Hz，Ls=0，計算Ud和平均功率Pd；

Us = 120V，頻率50Hz，Ls=5mH，計算g、Ud和Pd；

(1) Ls = 0

(2)Ls=5mH \ r = 24.85°

三相橋式二極管整流電路Ls=0 的波形和計算(輸出電壓、交流側電流有效值、諧波表達式、基波分量、諧波分量、功率因數）.

六脈動整流電路

直流電壓由6個線電壓的部分區間所形成，每個二極管導通120°

線電流is的有效值is的基波分量is1的有效值為:

is1與相電壓us同相位,所以： DPF=1.0

h = 5，7，11，13，…

三相橋式二極管整流電路Ls>0 的波形和計算(換相重疊角、輸出電壓）

第五章

單相全控橋整流電路Ls=0 （純電阻負載、阻感負載、反電動勢負載）的波形和計算(輸出電壓、交流側電流有效值、諧波表達式、基波分量、諧波分量、功率因數）

交流有效值等于對應的直流電流: Is =Id

位移功率因數為：DPF=cos=cosa

單相全控橋整流電路Ls>0 的波形和計算(換相重疊角、輸出電壓）

已知圖中，交流電的額定電壓為230V，工作頻率為50Hz，線路電感Ls上的壓降為額定電壓的5%，線路的傳輸容量S=5kVA、控制角a=30o、有功消耗為3kW。試計算在額定輸入電壓下的換流重疊角r和Ud各為多少？

根據已知條件，求得線路電流的額定值為

系統等效阻抗的模數為：Zb=Us /Is=10.58歐

線路的等效電感為：Ls=0.05·Zb /w=1.684mH

根據

整流器吸收的有功功率為：

將已知條件代入上式中得：

Id=17.196A

將Id=17.196A分別代入

解得：r= 5.9o Ud = 173.47V

有源逆變產生的原理和條件，逆變失敗的原因及其防止措施。

條件：

①直流側要有電動勢，其極性須和晶閘管的導通方向一致，其值應大于變流電路直流側的平均電壓；

②要求晶閘管的控制角α>π/2，使Ud為負值。

逆變失敗的原因 ：

逆變運行時，一旦發生換流失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變為順向串聯，由于逆變電路內阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。

防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質量，留出充足的換向裕量角β等。

整流電路多重化的目的

一是可以使裝置總體的功率容量大

二是能夠減少整流裝置所產生的諧波和無功功率對電網的干擾

三是提高功率因素

第六章

直流斬波的基本概念、基本的斬波電路類型

利用一個或多個開關將某個直流電壓等級轉換成另一個電壓等級。

降壓斬波器―Buck斬波電路

升壓斬波器―Boost斬波電路

降壓/升壓斬波器―Buck-Boost斬波電路

Cúk斬波器

全橋斬波器

降壓斬波電路的工作原理和計算

在開關閉合期間，圖中的二極管變為反向偏置，此時，輸入電源將能量送到負載和電感中。

在開關斷開時，電感中的電流則經過二極管將它所儲存的能量轉移到負載中。

升壓斬波電路的工作原理和計算

當開關器件處于導通狀態時，電源將能量傳送到電感中；當開關器件處于斷開狀態時，電源和電感同時都向輸出部分提供能量。

升降壓斬波電路的工作原理和計算

當開關閉合時，電感從電源得到能量，此時二極管由于反偏而處于截止狀態；

當開關斷開時，儲存在電感中的能量轉移到輸出負載之中，而電源此時并不提供任何能量給負載。

由與可得

移項得：

第七章

換流方式：

熄滅：換流電流不是從一個支路向另一個支路的轉移，而是在支路內部終止而變為零。

反饋二極管 ：負載向直流側提供反饋能量通道的二極管

續流二極管 ：使負載電流連續作用的二極管。

控制方式：方波控制方式和PWM控制方式

SPWM波的基本原理、波形，幅值調制比、頻率調制比。

控制信號uctr是正弦波，逆變器輸出的是幅值和頻率均可控的正弦波。

直流–交流逆變電路中的控制信號uctr可以是恒定的或隨時間變化，該調制信號的輸出是這個調制信號與開關頻率恒定的三角波進行比較后產生。

SPWM通過改變占空比實現控制，它不僅可有效的控制平均直流輸出電壓的幅值，而且還能根據調制信號的頻率來控制逆變器的基波輸出頻率。

Uctrm：:控制信號峰值

Utrim：三角波信號幅值

f1: 調制頻率

fs: 三角波utri的頻率, 載波頻率, 開關頻率(Uctrm≤Utrim)

SPWM波的諧波構成。

PWM所產生的諧波頻率以旁瓣的形式圍繞著開關頻率及開關頻率的倍數附近。

諧波幅值越靠近mf及其倍數次諧波的位置時，對應的諧波幅值越大。

當頻率調制比mf ≤9時，諧波存在的位置與上述情況相同，但諧波幅值與mf無關。

幅值調制比的選擇，超調制的概念和特點。

調制波的幅值大于載波幅值。

在超調制工作方式下基波幅值將不隨幅值調制比ma線性變化。

當SPWM在ma≤1.0的線性范圍內工作時，其基波分量的幅值與幅值調制比ma的關系可由下式確定。

在ma>1.0時的超調制中，基波輸出電壓的幅值應在下面的范圍內變化：

單相全橋逆變器雙極性SPWM波形，基波幅值和幅值調制比之間的關系和諧波構成。

U01m= ma×Ud (ma ￡ 1.0)

Ud < U01m < 4Ud /π (ma > 1.0)

三相逆變器SPWM波形，基波和幅值調制比之間的關系和諧波構成(相電壓和線電壓)。

橋臂輸出中基波分量的電壓峰值為：

基波線電壓的有效值為：

（ma>1.0）

諧波表達式： h=6k±1 （k=1,2,3…）