2018电力电子复习提纲(自己整理)

第一篇：2018电力电子复习提纲(自己整理)

电力电子技术复习提纲

一． 填空

1.电力电子器件的分类（p10）

按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度将电力电子器件分为下列三类：

半控型器件 全控型器件 不可控器件

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，将电力电子器件（除电力二极管）分为：

电流驱动型和电压驱动型

按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况下分为：

单极型 双极型 复合型

2.单相桥式全控整流电路（p46）α移相范围：带电阻负载时 0-180 带阻感负载时 0-90 3.三相桥式全控整流电路（p54）α移相范围：带电阻负载时 0-120 带阻感负载时 0-90 4.相控电路的驱动控制（p90）

同步信号为锯齿波的触发电路分为三个基本环节：脉冲的形成与放大，锯齿波的形成和脉冲移相，同步环节

5.直流斩波电路（p100）包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。

6.（p122）在一个输出电压周期内交交变频电路有四种工作状态。

t1~t3期间：io正半周，正组工作，反组被封锁。

a)t1~ t2： uo和io均为正，正组整流，输出功率为正。b)t2 ~ t3 ： uo反向，io仍为正，正组逆变，输出功率为负。

t3 ~ t5期间： io负半周，反组工作，正组被封锁。

c)t3 ~ t4 ：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正。d)t4 ~ t5 ： uo反向，io仍为负，反组逆变，输出功率为负。

7.换流方式分类（p133）

器件换流 电网换流 负载换流 强迫换流

8.提高直流电压利用率和减少开关次数的方法（p159）

提高直流电压利用率：当正弦波调制不能满足输出电压的要求时，改用梯形波调制。

线电压控制方式的目标是：使输出的线电压波形中不含地次谐波，同时尽可能提高直流电压利用率，也应尽量减少功率器件开关次数。9.三类软开关电路（p172）

1）准谐振电路 ①零电压开关准谐振电路②零电流开关准谐振电路③零电压开关多谐振电路

2）3）零开关PWM电路 零转换PWM电路

二． 简答题

1.电力电子器件在串联、并联使用时存在的问题及处理方法（p40）

1)串联：当晶闸管的额定电压小于实际要求，可以用两个以上同型号器件相串联，理想的串联希望各器件承受的电压相等，但实际上因为器件特性之间的差异，一般都会存在电压分配不均的问题。

解决方法：为达到静态均压，首先应选用参数和特性尽量一致的器件，此外可以采用电阻均压，如图1-41中的Rp。

Rp的阻值应比任何一个器件阻断时的正、反向电阻小的多，这样才能使每个晶闸管分担的电压决定于均压电阻的分压。

类似的，由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压问题称为动态不均压问题。为达到动态均压，同样首先应选择动态参数和特性尽量一致的器件，另外还可以用RC并联支路作动态均压，如图1-41b，对于晶闸管来说，采用门极强脉冲触发可以显著减小器件开通时间上的差异。

2）并联：大功率晶闸管装置中，常用多个器件并联来承担较大的电流。当晶闸管并联时就会分别因静态和动态特性参数的差异而存在电流分配不均匀的问题。均流不佳，有的器件电流不足，有的过载，有碍提高整个装置的输出，甚至造成器件和装置的损坏。

解决方法：均流的首要措施是挑选特性参数尽量一致的器件，此外，还可以采用均流电抗器，同样，采用门极强脉冲触发也有助于动态均流。

当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。2.电压型、电流型逆变电路的主要特点（p135、p140）

电压型：(1)直流侧为电压源或并联大电容，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)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。(3)阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

电流型：(1)直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源（2)交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。输出电压波形和相位因负载不同而不同。(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。

3、简述谐振电路的结构及特点（未找到）

4、晶闸管导通和关断的条件

1）导通：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK>0且uGK>0。

2）关断：要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

5、有源逆变产生的条件？（p81）逆变失败的原因是？（p82）

1）有源逆变产生的条件①：要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。②要求晶闸管的控制角α＞π/2，使Ud为负值

以上两点须同时满足才能实现有源逆变。

2）逆变失败的原因：①触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相。②晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。③交流电源缺相或突然消失。④换相的裕量角不足，引起换相失败。

6.交交变频电路最高输出频率以及限制频率提高的因素？

1）最高输出频率（p124）：一般认为，输出上限频率不高于电网频率的1/3~1/2.电网频率为50hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20hz。

2）限制频率提高的因素（p124）：当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压的段数就减少，波形畸变就严重。电压波形畸变就严重。电压波形畸变已经由此产生的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。习题答案：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高。当交交变频电路中采用常用的6脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz左右。

当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。

7.PWM控制的基本原理及控制思想（是逆变还是整流？）1）基本原理：面积等效原理

PWM控制就是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，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。上述原理称为面积等效原理 2）控制思想：①计算法和调制法②同步调制和异步调制 8.逆变电路常用换流方式及特点（p133）一般来说，换流方式可分为以下几种 ① 器件换流

特点：1）利用全控型器件的自关断能力进行换流。2）在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。② 电网换流

特点1）电网提供换流电压的换流方式。2）将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。③ 负载换流

特点1）由负载提供换流电压的换流方式。2）负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。当负载为电容性负载时，即可实现负载换流。④ 强迫换流：1）设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。2）通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。

习题答案：换流方式有4种：

器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。全控型器件采用此换流方式。

电网换流：由电网提供换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。

强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流。通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。三． 分析题

1.分析同步调制，异步调制，分段同步调制各自原理及特点 2.分析交流调压电路和交流调功电路的异同及各自负载类型

答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在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。

交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。3.分析说明自然采样法和规则采样法，并说明规则采样法作图原则

4.分析说明单极型和双极性PWM调制有什么区别？说明输出的相电压和线电压各有哪几种电频（平）? 5.斩控式交流调压电路原理图并说明工作原理

6.分析变压器漏感对整流电路的影响（5个）并具体说明（有什么样的影响）（p61）1）出现换相重叠角g，整流输出电压平均值Ud降低。2）整流电路的工作状态增多。

3）晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。

4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。

5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。7.分析说明升压和降压斩波电路的工作原理及原理图 8.单相交交变频电路的控制原理（是工作原理吗）1）P组工作时，负载电流io为正。2）N组工作时，io为负。

3）两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电。①改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率wo。

②改变变流电路的控制角a，就可以改变交流输出电压的幅值。

第二篇：有关电力电子专业

国内电气工程学科,最强的四个大学: 清华大学,华中科技大学,西安交通大学,浙江大学.但说电力电子与电力传动学科,其实是两个学科的组合:工业电子学和电力拖动自动化两个老学科的组合.工业电子学 以浙江大学基础最扎实（是81年唯一的首批博士点）。其他的项清华大学(蔡宣三，等),华中科技大学(陈坚,贾正春等),西安交通大学(王兆安,黄俊等),南航(严仰光等)都实力非常雄厚.这其中被大部分学子认识的可能是西交大,因为西交有本《电力电子技术》本科生教材应用比较广泛。华中科技大学陈坚《电力电子学》（高教版）应用面也挺广，不过有点厚，相对难不少，科研上主要是军工项目多。南航的开关电源有特色。

电力拖动自动化，以华中科技大学基础最扎实（是81年唯一的首批博士点）。其他的项清华大学，浙江大学，中国矿业大学，西南理工大学等在拖动领域都有特色和实力。

把工业电子和拖动自动化合在一起，目前的电力电子与电力传动学科 的实力可大致分档如下：

第一档：浙江大学，华中科技大学，清华大学

第二档：西安交通大学，南京航空航天大学

第三挡：合肥工业大学，中国矿业大学，华南理工大学，西南交通大学等。合工大和矿大电力电子有二级国家重点学科。

电力电子与电力传动专业

排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级

1清华大学A+7哈尔滨工业大学A13中国矿业大学A2西安交通大学A+8华北电力大学A14山东大学A

3华中科技大学A+9西北工业大学A15合肥工业大学A4浙江大学A+10上海交通大学A16天津大学A5南京航空航天大学A11西安理工大学A17北京交通大学 A6华南理工大学A12西南交通大学A

B+ 等(26 个)： 武汉大学、上海海事大学、河北工业大学、大连交通大学、武汉理工大学、江苏大学、燕山大学、东南大学、湖南大学、南京理工大学、沈阳工业大学、上海大学、东北大学、辽宁工程技术大学、河海大学、江南大学、西华大学、大连海事大学、北京航空航天大学、兰州交通大学、西安电子科技大学、湖北工业大学、同济大学、中南大学、电子科技大学、东华大学

B 等(25 个)： 哈尔滨理工大学、大庆石油学院、中国农业大学、北方工业大学、江苏科技大学、长春工业大学、东北电力大学、辽宁工学院、郑州大学、安徽理工大学、兰州理工大学、安徽工业大学、黑龙江科技学院、西安科技大学、南昌大学、湘潭大学、石家庄铁道学院、上海理工大学、贵州大学、哈尔滨工程大学、北华大学、广东工业大学、西安工程大学、广西大学、太原理工大学

第三篇：电力电子说课稿

黑龙江职业学院课程说案体例及说明

根据学院两次说课比赛的实际情况，针对2013年人才培养工作评估要求，现就课程说案的编写提出以下说明，供各单位撰写说案时参考：

1.说案重点要阐述授课者的教学思想、教学设计和理念依据。说案与教案不同，教案（讲稿）是教师对备课的复杂思维过程的总结，是教师进行教学的操作性方案，它主要设定教师在教学中的具体内容和行业；说案（说课稿）重要的是体现授课者的教学思想、教学设计和理念依据。其思维逻辑是：为什么开这门课程—本课稿讲授哪些内容—怎样开好本门课程—用什么保障本门课的教学效果—怎样考核与评价教学效果。

2.说案要保证每个二级学院（部）体例的一致性。学院开展了两次说课大赛，要求各二级学院（部）开展初赛，因此，各二级学院（部）对说案要做详细且具体的规定，要统一体例和格式，以此保证比赛的公共性，形成说案的标准范式。

3.说案的内容要完整。说案的内容应该包括课程设置、内容设计、教法设计、学法指导、教学过程、评价方式、课程特色等，具体参考《黑龙江职业学院首届教师说课比赛方案》。各二级院（部）可根据学院的要求做出具体的规定。

4.说案要有课程的基本信息和说课人的基本情况，应包括课程代码、课程名称、课程性质、课程类型、授课专业、授课年级，说课人的职称和学历等。具体说明参照人才培养工作状态数据采集说明。

5.说案的格式要求：一级标题为小三号黑体，二级标题为小三号楷体加粗，三级标题为小三号仿宋加粗，正文为小三号仿宋； 行距为固定值28；页面为A4 页边距为上3.0cm、下2.5cm、左3.0cm、右2.5cm。

附件：黑龙江职业学院说案参考体例

黑龙江职业学院

《电力电子技术》课程说案

二级院（部）： 电气工程分院 教 学 团 队： 机电一体化 说 课 人： 鲍 敏

2013年5月

《电力电子技术》课程说案

040312 课程代码： 课程名称：

课程性质： 专业基础课 课程类型： 授课专业： 电气自动化及相关专业 授课年级： 说课人： 鲍敏 职称/学历：

电力电子技术

必修课 二年级 讲师/硕士

一、课程设置

电力电子技术课程是电气自动化及相关专业开设的。学生在入学后第一学年以基础课为主，包括电路分析、电子技术基础等，电力电子技术在第三学期与电机与拖动、工厂电气控制等课程一同开设，并为后续专业课自动控制系统、生产过程控制系统安装与调试打下坚实基础。1.课程性质：

电气自动化及相关专业的一门专业基础课、必修课。本课程面向电气产品安装、运行及维护职业岗位能力的培养。是电气自动化双证体系主干课。2.课程作用：

通过本门课程的学习使学生从理论上掌握各种电力电子装置的工作原理；从实践上熟悉电力电子装置的组成、应用。使学生能对简单电力控制电路进行设计、制作、调试和故障维修。并培养学生的分析问题和解决问题的能力。3.教学目标：

知识目标：掌握各类变流装置的电路结构、基本原理、控制方法、波形分析及设计计算，掌握电气绘图、识图要领。掌握电路焊接工艺。

能力目标：具备电力电子器件测试、选型能力；能正确使用示波器、万用表等仪器；能制定项目方案，具备设计、安装、调试和检修电气设备能力。

素质目标：掌握收集、分析、整理参考资料的技能；培养良好的团队合作精神，养成及时完成阶段性工作任务的习惯

4.课程设计的理念与思路：

课改小组通过整合优化多年本课程教育教学改革的研究成果，借鉴国内外先进教育理念，将CDIO工程教育理念与校企合作、国家维修电工职业标准深度融合，开发以职业能力培养为重点的CDIO教学模式。

二、内容设计

1.教学内容选取依据

教学内容的选取基于大量针对岗位的调研与分析，参考行业企业最前沿的新技术，选择生活中或行业企业典型的真实案例，并且这些案例适用于教学，能转化成学习性的工作任务。选取五大教学情境，以这些典型真实的教学情境为载体，构建教学做一体的电力电子技术课程。

2.教学内容组织与安排

众所周知，电流分为交流电和直流电两种形式。电力电子技术就是研究交-直电流的变换，根据电力变换的过程，将本课程教学内容整合设计为五大教学情境，包括我们生活中经常见到用到的可调亮度的调光台灯的设计制作与调试，可使电风扇实现无级变速的调速器的设计制作与调试，已经上市出售的新产品—可无线充电手机的微距无线充电器的设计制作与调试，还有直流电机调速系统的设计制作与调试，该系统在生产中可起重重物，驱动水泵，控制数控机床的加工动作等。变频器的用处更是广泛，包括变频空调、变频微波炉、变频电梯等。这些教学情境可涵盖本课程全部教学内容。再围绕这些主情境的完成开发出设计、安装、调试等子情境。3.课程内容的表现形式

课程教学资源丰富，包括：教材（主编，清华大学出版社出版）、课件（交互式）、教案、实验指导书（与实训设备配套，可完成本课程全部验证性实验）、试题库、习题库等。

交互式课件：交互课件可吸引学生注意力，提高兴趣。本课程教学重点、难点：电路计算、波形分析、比较。交互课件可引导学生观察、思考。解决重点、难点教学困难。

三、教法设计

本课程教学采用案例教学、讲练结合、多层次实训、情境教学等多种教学方法和手段。本课程在理实一体化教室授课，教室前面是桌椅黑板，后面是实训设备。理论学习和实践验证可同时进行，讲练结合。

实践分多个层次实行，学生先进行验证性实验，通过实验可直接观察到波形，加深印象。实验后学生要进行汇报，考察学生理论联系实际情况。最后，利用专业软件进行仿真实训，借助虚拟实训手段让学生更扎实的掌握知识的同时又多掌握一项技能。

情境教学：为学生创造真实的工作情境，使学生在教师的指引下模拟完成一项完整任务。学生全面参与信息收集、计划制定、做出决策、实施计划、反馈控制、结果评价等教学全过程。教学过程与工作过程融合，使学生通过自己的实践和行动提高职业能力。

四、学法指导 1.学情：

生源分数低、学习主动性差，学习过电路分析、电子技术等前导课程，有一定基础。本课程电路原理复杂、波形晦涩难懂，公式、计算较多，给学习带来困难。2.学法

学生为主 教师为辅，启发引导 咨询服务，性格不同 各有所长，因材施教 合理分工

五、教学过程

在CDIO教学模式下，每个教学情境都采用构思、设计、实施和运作4个阶段来实现。

1.构思阶段——提前下发任务书，学生要明确任务，进行任务准备。即要明白自己要做什么，并考虑怎样做。教师可引导学生查找资料、自主学习。

2.设计阶段——学生以小组为单位，讨论设计方案，制定实施计划。3.实施阶段——根据设计方案，学生自己动手完成项目。即进行电路焊制和调试。

4.运作阶段——即根据任务要求，对学生完成情况进行评价和反馈。

课改成果：无线充电器、电风扇无极调速器、直流电机拖动系统、调光灯。

六、评价方式

1．学习效果考核：

项目考核单+实验考核单（考核标准）2．教学评价：

项目考核+期末考试+平时表现=100%（多层次考核，3方面按一定权重）

教学效果评价方式包括：学生评教（学院每学期学生填评教单）+教师评教（院长、教研室主任、教师相互听课）+督导评教（督导听课打分）+社会、企业评价（参加大赛成绩优异、用人企业反馈）

七、课程特色

本课程突出特色为以下几点：

1．创新教学理念，采用CDIO工程教学模式 2．教学做一体化教学

3．学历证和国家电工职业资格证书双证融通

4．交互式课件、专业仿真软件等多种现代化教学手段广泛应用 5．多元化多层次考核评价机制，对学习效果、教学效果全面考察，评价更科学。

第四篇：电力电子实验报告

实验

一、直流斩波电路的性能研究

一、实验目的

1．熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理。2．掌握这两种基本轿波电路的工作状态及波形情况。

二、实验项目

降压型（Buck）斩波电路性能研究。

三、实验原理 3.1 实验原理图

降压斩波电路

四、实验步骤及方法

1.熟悉各个模块的功能，检査控制电路和主电路的电源开关是否为关闭状态。2.按照实验原理图进行接线。

3.对 PWM 控制模块依次进行如下设置： a 调节“幅值调节”旋钮，向左旋转至最小。b“控制方式”开关拨为开环。c“载波频率”设置为 20K。d“输出模式”开关拨为模式 1。

4.打开底柜 24V 和 15V 电源，将 PWM 控制模块的开关拨为 ON，用示波器分别观察载波（三角波）和 PWM 信号的波形，记录其波形、频率和幅值。调节“幅 值调节”旋钮，观察 PWM 信号的变化情况。

5.斩波电路的输入直流电压 Ui 由底柜的可调直流源给出，观察 Ui 波形，记录其平均值。6.接通主电路和控制电路的电源。调节“幅值调节”旋钮，改变 PWM 波的占空 比，观测输出电压 U o 波形。分别记录几组 PWM 信号占空比α, U i、U o 的平均值。

五、实验结果

1.Vi=50V时，D=19.04%，输出电压波形如下图所示，由图知，Vo=8.8V，Vo理论值=Vi*D=9.52V。

2.Vi=40V时，D=66.94%，输出电压波形如下图所示，由图知，Vo=20V，Vo理论值=Vi*D=26.776V。

六、结果分析

将降压斩波电路中实际输出电压与理论分析结果逬行比较, 讨论产生差异的原因。

答：实际上斩波电路会由于输出端使用电容滤波，而造成输出电压与理论值不同。

实验二、三相交直交变频电路的性能研究

一、实验目的

1．熟悉三相交直交变頻电路的组成。

2.熟悉三相桥式 PWM 逆变电路中各元器件的作用、工作原理。

3.对三相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工怍情况及其波 形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。

二、实验电路

原理图

三、实验步骤

1.按图中电路接线，接线完成后进行检查。

2.先打开控制电路电源，暂不接通主电路的交流电源。

3.观察正弦波发生电路输出的正弦信号～U，～V，～W 波形，测试其频率可调范围。

4.观察载波（三角波）的波形，测出其频率，并观察正弦波与载波的对应关系。5.观察六路PWM信号（SPWM控制模块中的PWM1～PWM6），并分别观测施加于V1~V6的栅极与发射极间的驱动信号，判断驱动信号是否正常。在主电路不接通电源的情况下，对比 V1 和 V2 的驱动信号，观测同一相上、下两管驱动信号之间的互锁延迟时间。

6.接通主电路的交流电源。观察主电路的中整流后的直流电压 Ud 的波形，并测量其平均值。

四、实验结果

观察载波、调制波、中间直流Ud、输出电压Uan、Uab、ia的波形。

中间直流Ud

输出侧电压Vab

输出侧电压Van

载波

电流ia

五、结果分析

1.分析说明实验电路中的 PWM 控制是采用单极性方式还是双极性方式。答：实验电路中的PWM控制是采用双极性方式。

2.分析说明实验电路中的 PWM 控制是采用同歩调制还是异步调制。答：实验电路中的PWM控制是采用同步调制。

3.为使输出波形尽可能地接近正弦波，可以采取什么措施？

答：增大逆变器主电路的功率开关器件在其输出电压半周内的开关次数N。

实验三、三相全控桥整流电路分析

一、实验目的

1.熟悉三相全控桥整流电路组成。

2.熟悉电路中器件的工作原理及作用，并研究输出波形。

二、实验电路

三、实验步骤

在不同的导通角下，记录输出电压、晶闸管输出电压和电流的波形。

四、实验结果

1.00时导通，输出波形下图所示。

2.600时导通，输出波形下图所示。

3.900时导通，输出波形下图所示。

第五篇：电力电子简答题

什么是电力电子技术？答：用于电力领域的电子技术，即应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力变换通常包括那几类？答：电力变换通常分为四大类，即交流变直流（整流）、直流变交流（逆变）、直流变直流（直流斩波）和交流变交流。其中交流变交流可以是电压或电力的变换，叫交流电力控制，也可以是和相数的变换。什么是电力电子器件？答：电力电子器件是指直接应用于承担电能的变换或控制任务的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。目前，电力电子器件一般专指电力半导体器件。电力电子器件如何分类？答：按照电力电子器件被控制信号所控制的程度，可分为以下三类：不可控器件、半控型器件和全控型器件（又叫自关断器件）。根据器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件又可分为：单极型器件、双极型器件和混合型器件。按照控制信号的不同，还可将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型，后者又叫场控器件或场效应器件。什么是晶闸管？它主要有哪些应用？答：晶闸管是硅晶体闸流管的简称，它包括普通晶闸管和双向、可关断、逆导、快速等晶闸管。普通型晶闸管（Thyristor）曾称为可控硅整流器，常用SCR（Silicon Controlled Rectifier）表示。在实际应用中，如果没有特殊说明，皆指普通晶闸管而言。晶闸管主要用来组成整流、逆变、斩波、交流调压、变频等变流装置和交流开关以及家用电器实用电路等。晶闸管是如何导通的？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。晶闸管参数主要有哪些？答：晶闸管参数都和结温有关，主要的参数有：（1）电压定额。1）断态重复峰值电压UDRM。指允许重复加在晶闸管阳极—阴极间的正向峰值电压，规定它的数值为断态不重复峰值电压，规定它的数值为断态不重复峰值电压UDRM的90%。2）反向重复峰值电压URRM。指允许重复加在晶闸管阳极—阴极间的反向峰值电压，规定其值为反向不重复峰值电压URSM的90%。3）额定电压UTN。通常取实测的UDRM、URRM中较小值，按国家规定的标准电压等级就低取整数，即为晶闸管的额定电压。（2）电流定额。通态平均电流IT（AV）。晶闸管在环境温度40℃和规定的冷却条件下，结温不超过额定结温时，所允许通过的最大工频正弦半波（不小于1700）。晶闸管为什么在夏天比冬天容易出故障？答：晶闸管在正常工作时所允许的最高结温叫额定结温，在此温度下，一切有关的额定值和特性都得到保证。夏天时，环境温度和冷却介质的温度都较高，使晶闸管的冷却条件变差，导致晶闸管结温过高而损坏。另外，晶闸管结温上升，使所需要的门极触发电压UGT、门极触发电流IGT降低，晶闸管在外来干扰下容易造成误触发。总之，结温上升，使晶闸管的参数发生变化，性能变差，容易出现故障。晶闸为什么管在夏天工作正常，而到了冬天就不可靠了？答：冬天的环境温度和冷却介质的温度都较低，因而晶闸管的结温较夏天低，导致门极触发电压UGT、门极触发电流IGT偏高，使原来的触发电路发出的触发信号不能使晶闸管导通。晶闸管在使用时门极常加上负电压，有何利弊？答：晶闸管门极加负电压的好处是避免干扰造成的误触发，但负电压最大值不能超过5V；不利方面是门极损耗增加，且降低晶闸管的触发灵敏度。为什么有触发脉冲时晶闸管导通，脉冲消失后则又关断？答：晶闸管的阳极—阴极间加正向电压，门极上有正向触发脉冲时，晶闸管被触发导通。此后阳极电流逐渐上

升到擎住电流IL值时，去掉触发脉冲，则管子继续导通，直到电流升到负载电流后，进入正常正常工作状态。如果阳极电流还没有升到擎住电流值就去掉门极脉冲，则晶闸管就不能继续导通而关断。晶闸管的阳极—阴极间加正向正常电压，门极加上正向触发脉冲后晶闸管为什么也不导通？答：其主要原因如下：a)触发电路功率不足。B)脉冲变压器极性接反。C)负载断开。D)门极—阴极间并联的保护二极管短路。E)晶闸管损坏。晶闸管的阳极—阴极间加正向正常电压，为什么不加触发脉冲晶闸管也导通？答：主要原因是：（1）晶闸管本身触发电压低，门极引线受干扰，引起误触发。（2）环境温度和冷却介质的温度偏高，使晶闸管结温偏高，导致晶闸管触发电压降低，在干扰信号下造成误触发。（3）晶闸管额定电压偏低，使晶闸管在电源电压作用下“硬开通”。（4）晶闸管的断态电压临界上升率du/dt偏低或晶闸管侧阻容吸收回路断路。晶闸管在工作时引起其过热的因素有哪些？答：主要因素如下：(1)晶闸管过载。(2)通态平均电压，即管压降偏大。(3)门极触发功率偏高。(4)晶闸管与散热器接触不良。(5)环境温度和冷却介质温度偏高。(6)冷却介质流速过低。门极可关断晶闸管主要参数有哪些？答：GTO的主要参数如下：（1）最大可关断阳极电流IATO。它也是标称GTO额定电流的参数。（2）电流关断增益off。定义为offIATOIGM 式中 IGM——门极负脉冲电流最大值。（3）擎住电流IL。在门极信号作用下，GTO从断态转为通态，阳极电流开始上升，当切除门极信号时，若管子处于临界导通状态，此时所对应的阳极电流就被定义为擎住电流。绝缘栅双极晶体管有哪些主要参数？答：绝缘栅双极晶体管主要参数有：（1）最大集—射极电压UCES。它是由IGBT内部PNP晶体管所能承受的击穿电压所决定的。（2）最大集电极电流。包括额定直流电流IC和1ms脉冲最大电流ICP。（3）最大集电极功耗PCM。指在正常工作温度下，允许的最大耗散功率。IGBT在实际应用中应采取哪些保护措施？答：IGBT在实际应用中常用的保护措施如下：（1）过流保护。通过检测出的过电流信号切断门极信号，使IGBT关断。（2）过压保护。设置吸收电路可抑制过电压并限制电压上升率du/dt。（3）过热保护。利用温度传感器检测出IGBT的壶温，当超过允许值时令主回路跳闸。缓冲电路有什么作用？答：缓冲电路也叫吸收电路，在电力电子器件应用技术中起着重要的作用。开通缓冲电路可以抑制器件开通时的电流冲和di/dt,减少器件的开通损耗；而关断缓冲电路用于吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt,减小关断损耗；上述两种缓冲电路结合在一起则称之为复合缓冲电路，兼有二者的功能。可控整流电路如何分类？答：有单相和多相等型式，常用的控整流电路为：(1)单相。主要包括：1）单相半波；2）单相全波（又叫双半波）；3）单相桥式（又分单相全控桥和单相半控桥两种型式）。（2）三相。主要包括：1）三相半波（又叫三相零式）；2）三相桥式（又分三相全控桥和三相半控桥两种型式）；3）带平衡电抗器的双反星形。可控整流电路有哪些应用？答：可控整流电路可以把交流电压变换成固定或可调的直流电压，凡是需要此类直流电源的地方，都能使用可控整流电路。例如，轧机、龙门刨床、龙门铣床、平面磨床、卧式镗床、造纸和印染机械等可逆或不可逆的直流电动机拖动、蓄电池充电、直流弧焊、电解

和电镀等。什么是触发延迟角？答：在可控整流电路中，可控元件从开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲时止，其间的电角度叫触发延迟角，用表示，简称触发角，也叫控制角或移相角。什么是导通角？答：主电路中可控元件在一个周期内导通的电角度，用表示。什么是同步？答：触发信号和电源电压在频率和相位上相互协调的关系叫同步。单相可控整形电路有哪些优缺点？答：单相可控整流电路线路简单、价格便宜，制造、调试、维修都比较容易。但其输出的直流电压脉动系数较大，若想改善波形，就需加入电感量较大的平波电抗器，因而增加了设备的复杂性和造价；又因为其接在电网的一相上，当容量较大时，易使三相电网不平衡，造成电力公害，影响供电质量。因此，单相可控整流电路只用在较小容量的地方，一旦功率超过4kW或要求电压脉动系数小的地方都采用三相可控整流电路。在实际电路中为什么要用晶闸管串联？答：单个晶闸管的额定电压是有一定限度的，当实际电路要求晶闸管承受的电压值大于单个晶闸管的额定电压时，可以用两个以上的同型号的晶闸管串联使用。在实际电路中为什么要用晶闸管并联，晶闸管并联时应采用哪些措施？答：单个晶闸管的额定电流是有一定限度的，当实际电路要求晶闸管通过的电流值大于单个晶闸管的额定电流时，可以用两个以上同型号的晶闸管并联使用。由于各晶闸管的正向特性不可能一样，将使晶闸管在导通状态和导通过程中电流分配不均，使通过电流小的管子不能充分利用，而通过电流大的管子可能烧坏，因此要采取以下措施：(1)尽量选用正向特性一致的管子并联。(2)采取均流措施。(3)采用强触发。(4)降低电流额定10%使用。晶闸管整流电路为什么要用整流变压器，三相整流变压器为什么都用D，y联结？答：一般情况下，晶闸管整流电路要求的交流供电电压与电网电压不一致，因此需配用适合变压器，以使电压匹配；另外，为了减少电网与晶闸管整流电路之间的相互干扰，要求两者隔离。基于上述两种理由，要用整流变压器。由于晶闸管整流电路输出电压中除直流分量外，还含有一系列高次谐波，三相整流变压器的一次侧采用三角形联结，可使幅值较大的三次谐波流通，有利于电网波形的改善；二次侧接成星形联结是为了得到中性线，特别是三相半波整流电路，必须要有中性线。三相半控桥与三相全控整流电路相比有哪些特点？答：三相半控桥用三只晶闸管，不需要双窄脉冲或大于60的宽脉冲，因而触发电路简单、经济、调整方便。三相半控桥只能做可控整流，不能工作于逆变状态，因而只应用于中等容量的整流装置或不可逆的直流电动机传动系统中。实际应用中，还需在输出端并接续流二极管，否则在大电感负载时，一旦脉冲突然丢失，则会产生失控。三相半控桥电路，控制灵敏度低，动态响应差。调试晶闸管整流装置时，应注意哪些问题？答：调试晶闸管整流装置时，应注意的问题有：(1)核对接线确保无误。(2)先调试触发电路。触发脉冲的宽度、幅值、移相范围等必须满足要求。(3)再调试主回路。必须保证触发脉冲与主回路电压同步，对于三相整流电路，要特别注意三相交流电源的相序，不能颠倒。主回路的调试可先在低压下进行、正常后再接入正常电压试运行。(4)试运行中要注意观察整流装置的电压、电流有无异常声响等。运行一段后，确实没有问题，方可投入正常运行。常用的触发电路有哪几种？答：触发电路的形式多种多样，常用的触发电路主要有阻容移相桥触发电路、单结晶体管移相触发

电路、同步信号为正弦波的触发电路、同步信号为锯齿波的触发电路、KC系列的集成触发电路和数字式触发电路。什么是电力电子器件的驱动电路？答：电力电子器件的驱动电路是主回路与控制电路之间的接口，它对设备的性能有很大的影响。驱动电路性能良好，可使器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间、减小开关损耗，对设备的运行效率、安全性和可靠性都有重要的意义。驱动电路的主要任务是什么？答：驱动电路的主要的任务是将信息电子电路传来的信号按照控制目标的要求，转换成使电力电子器件开通或关断的信号。什么是逆变？如何分类？答：将直流电转变为交流电的过程就叫逆变。变流器工作在逆变状态时，把直流电转变为50Hz的交流电送到电网，称为有源逆变；若把直流电转变为某一频率或频率可调的交流电供给负载使用，则叫做无源逆变或变频。要想使变流器工作在逆变状态，应该具备什么条件？答：应同时具备以下两个条件：(1)外部条件。必须有外接的直流电源。(2)内部条件。控制角90。什么叫逆变角？答：变流器工作在逆变状态时，常将控制角改用表示，将称为逆变角，规定以处作为计量角的起点，角的大小由计量起点向左计算。和的关系为。三相逆变电路对触发电路的要求和整流电路相比有什么不同？答：以三相半波共阴极接法为例进行分析。三相半波电路要求每隔120按顺序给V1、V3、V5施加触发脉冲，以保证换相到阳极电压更高的那一相上。对于整流电路来说，如果同时给三个晶闸管施加触发脉冲，电路也能正常换相，而逆变电路则不行。逆变电路要求触发电路必须严格按照换相顺序，依此给三个晶闸管施加触发脉冲，才能保证电路正常工作。什么叫逆变失败，造成逆变失败的原因有哪些？答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。造成逆变失败的原因主要有：(1)触发电路工作不可靠。例如脉冲丢失、脉冲延迟等。(2)晶闸管本身性能不好。在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。(3)交流电源故障。例如突然断电、缺相或电压过低等。(4)换相的裕量角过小。主要是对换相重叠角估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。为了防止逆变失败，最小逆变角min应取多大？答：逆变状态允许采用的最小逆变角应为：min 式中 ——晶闸管关断时间tq折合的角度，约45； ——换相重叠角，与负载电流IL和变压器漏抗成正比，约1520。——安全裕量角，考虑脉冲不对称，一般取10。综上所述，得出：min30——35。变频器是如何分类的？答：按能量变换情况，可将变频器分成两大类：交—交变频器和交—直—交变频器。前者是将50Hz交流电直接转换成所需频率（一般是低于50Hz）的交流电，叫作直接变频。后者是将50Hz的交流电先经晶闸管装置整流成直流电，然后再将直流电逆变成所需频率的交流电，叫做间接变频。变频器有哪些换相方式？答：变频器有如下换相方式：（1）自然换相。有两种形式：电网电压换相和负载换相。（2）

强迫换相。如何区分电压源型和电流源型变频器？两者都属于交—直—交变频器，由整流器和逆变器两部分组成。由于负载一般都是感性的，它和电源之间必有无功功率传送，因此在中间的直流环节中，需要有缓冲无功功率的元件，如果采用大电容器来缓冲无功功率，则构成电压源型变频器；若采用大电抗器缓冲无功功率，则构成电流源型变频器。什么是斩波器？答：斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用以改变加到负载电路上的直流电压平均值的一种电力电子器件变流装置。斩波器怎样分类？答：斩波器按选用的晶闸管元件，可分为逆阻型和逆导型两类。应用全控型器件，可以构成降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路等基本斩波电路。什么是交流调压器，应用在哪些地方？答：通过对晶闸管控制，可把固定的交流电压转换成可调的交流电压，这种变流装置叫交流调压器。交流调压器广泛用于电炉的温度控制、舞台灯光的调节、中小功率异步电动机小范围调速以及电解电镀中整流变压器的一次绕组电压控制等。什么是晶闸管交流开关？答：如果令交流调压器中的晶闸管在交流电压自然过零时关断或导通，则称之为晶闸管交流开关。交流调压器的晶闸管常用哪些方式控制？答：交流调压器的晶闸管常用两种方式控制：相位控制和通—断控制。在交流调压器或交流开关中，使用双向晶闸管有什么好处？答：双向晶闸管不论是从结构上，还是从特性上，都可以把它看作是一对反并联晶闸管集成元件。它只是一个门极，可用交流或直流脉冲触发，使之能正、反向导通。在交流调压器或交流开关中使用双向晶闸管可以简化电路、减小装置体积和质量、节省投资、方便维修。单相半波可控整流电路接大电感负载，为什么必须接续流二极管，电路才能正常工作？与单相桥式半控整流电路中的续流二极管的作用是否相同？答：电感足够大时，若不接续流二极管，则在正半周导通期间电感吸收能量，并储存起来；在电压负半周，电感释放所吸收的能量，使晶闸管的阳极承受正压继续导通，这样在负载上就出现负电压波形，且负电压波形接近于正电压波形时，Ud0,Id0。因此，在接上续流二极管后不论延迟角多大，电感储存的能量经续流二极管续流，同时晶闸管因承受反压而关断，负载上不出现负电压波形，则整流输出电压Ud0.45U21cos2。至于单相桥式半控整流电路，不接续流二极管，电路本身具有续流回路，但是在实际运行中，可能会发生一只晶闸管导通而两只二极管轮流导通的异常现象，为避免这种失控情况，在负载测并联了续流二极管。由此可见，两只二极管的作用不完全相同。在单相桥式全控整流电路中，若有晶闸管因为过流而烧成断路，结果会怎样？如果这只晶闸管被烧成短路，结果又会怎样？答：若有一晶闸管因为过流而烧成断路，则单相桥式全控整流电路变为单相半波可控整流电路，如果这只晶闸管被烧成短路，会引起其它晶闸管因对电源短路而烧毁，严重时使输入变压器因过流而损坏。(因此在设计电路时，在变压器二次侧与晶闸管之间应串联快速熔断丝，起到过流保护作用。)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：GTO能够自动关断，而普通晶闸管不能自动关断的原因是：GTO的导通过程与普通的晶闸管是一样的，有同样的正反馈过程，只不

过导通时饱和程度不深。其中不同的是，在关断时，给门极加负脉冲，即从门极抽出电流，则晶体管V2的济济电流Ib2减小，使Ik和IC2减小，IC2减小又使IA和IC1减小，又进一步减小V2的基极电流，如此形成强烈的正反馈。当两个晶体管发射极电流IA和IK的减小使a1+a2<1时，器件退出饱和而关断。与GTR相比功率MOS管有何优缺点?答：与GTR相比功率MOS管的优缺点有是：功率MOS的显著特点第一个是驱动电路简单，需要的驱动功率小。第二个显著特点是开关速度快，工作频率高，它的热稳定性优于GTR。其缺点有：电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10KV的电力装置。电力电子器件的缓冲电路的作用是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形式上有何区别，各自的功能是什么？答：电力电子器件的缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压，du/dt或者古流和di/dt,减小器器件的开关损耗。关断缓冲与开通缓冲在电路上的形式区别有：关断缓冲电路是由电阻和二极管并联再和电容串联所构成，开通缓冲电路是由电阻和二极管串联再和电感并联所构成。其各自的功能是：关断缓冲电路又称为du/dt抑制电路，用于吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt,减小关断损耗。开通缓冲电路又称为di/dt抑制电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt,减小器件的开通损耗。

1、指出下图中①～⑦各保护元件 及VD、Ld的名称和作用。

解：①星形接法的硒堆过电压保护； ②三角形接法的阻容过电压保护；

③桥臂上的快速熔断器过电流保护；④晶闸管的并联阻容过电压保护；

⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；⑥直流侧的压敏电阻过电压保护；⑦直流回路上过电流快速开关保护； VD是电感性负载的续流二极管；Ld是电动机回路的平波电抗器；

四、画图题（10分）

请利用六块锯齿波同步触发电路的X、Y控制端，来组成六路互相相差60°的双窄脉冲触发系统图，并画出其脉冲输出波形的相互关系图。

解：