電力電子部分基本題庫-自動化專業(yè)

1、第一部分簡答題第一部分簡答題1、試說明三相整流與單相整流控制角的起始參考點是否相同？三相整流的控制角（觸發(fā)角）試說明三相整流與單相整流控制角的起始參考點是否相同？三相整流的控制角（觸發(fā)角）3030度對應度對應于單相整流的控制角是多少度？于單相整流的控制角是多少度？答案要點（不相同，三相整流控制角的起始參考點為相鄰兩相電壓的自然換流點，即相對于坐標原點的30度位置為起始點；而單相整流控制角的起始參考點為坐標原點。三相整流的控制角30度對應

2、于單相整流的控制角是60度）2、分別說出單相橋式、三相橋式半控、三相橋式全控整流電路的控制角（觸發(fā)角）相位差是多少？請分別說出單相橋式、三相橋式半控、三相橋式全控整流電路的控制角（觸發(fā)角）相位差是多少？請問有一個三相橋式全控整流的觸發(fā)電路能否用來觸發(fā)單相橋式和三相橋式半控的整流電路？為什么？問有一個三相橋式全控整流的觸發(fā)電路能否用來觸發(fā)單相橋式和三相橋式半控的整流電路？為什么？答案要點（180度、120度、60度；三相橋式全控整流的觸發(fā)

3、電路能用來觸發(fā)單相橋式和三相橋式半控的整流電路，因為三相橋式全控整流的觸發(fā)角相位差60度，可組成三相橋式半控整流電路的需要的120度相位差，也可以組成單相橋式整流電路的需要的180度相位差，但是要注意三相整流的控制角（觸發(fā)角）對應于單相整流的控制角有30度的相差。）3、有單相橋式、三相橋式半控、三相橋式全控整流電路輸出的電壓波形不對稱或沒有波形，試說出至有單相橋式、三相橋式半控、三相橋式全控整流電路輸出的電壓波形不對稱或沒有波形，試說出

4、至少3個產生的原因？個產生的原因？答案要點（1、同步電源相序接反；2、觸發(fā)相序接反；3、整流橋臂嚴重不對稱；4輸入電源相位不正常）4、單相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）單相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）a=0a=0度時，輸出電壓波形與單相橋式不可控電路是否異度時，輸出電壓波形與單相橋式不可控電路是否異同？為什么？同？為什么？答案要點（相同，因為控制角a=0時，即觸發(fā)電壓在自然換流點處加入，整流電路處于全導通狀態(tài)，負載上電壓波

5、形與單相不可控整流電路相同。）5、在總結在總結晶閘管的交——直流整流電路中，若負載兩端并聯續(xù)流二極管負載電壓波形有什么特點？若負直流整流電路中，若負載兩端并聯續(xù)流二極管負載電壓波形有什么特點？若負載串聯電感負載電流波形有什么主要特點？載串聯電感負載電流波形有什么主要特點？答案要點（負載兩端并聯續(xù)流二極管時，電壓波形與純電阻負載一樣。若負載串聯電感負載時電流波形是連續(xù)波。）6、有一晶閘管整流負載電路由電感和電阻串聯組成，設電感阻抗為有一晶

6、閘管整流負載電路由電感和電阻串聯組成，設電感阻抗為ZL，電阻阻抗為，電阻阻抗為ZR，試問說，試問說明下列情況時明下列情況時ZLZZR上電壓波形，有什么區(qū)別？并說明原因。上電壓波形，有什么區(qū)別？并說明原因。（1）ZLZZR，（2）ZLZR時，即可近似地表現為純電感負載，其波形的反向部分的最低點必過基準零線。（2）ZL90度時；2、負載含有反電動勢（或其他直流電源）3、串接有平波電感器（大電感））9、對于晶閘管的單相全控橋整流中試分析有源逆

7、變的原因是什么？對于晶閘管的單相全控橋整流中試分析有源逆變的原因是什么？答案要點（因反電勢負載在電源負半周時仍可以對電感提供能量，這樣就延長了晶閘管的導能時間，其導電角可達足以維持負載電流連續(xù)。但即使負載電流可為斷續(xù)，亦可保持整流側輸出電壓為負，這樣也就提供了變流器進行有源逆變的條件。）1010、晶閘管的三相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）晶閘管的三相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）a=0a=0度時，輸出電壓波形與三相不可控整度

8、時，輸出電壓波形與三相不可控整流電路是否異同？為什么？流電路是否異同？為什么？答案要點（相同，因為控制角a=0時，即觸發(fā)電壓在自然換流點處加入，整流電路處于全導通狀態(tài)，負載上電壓波形與三相不可控整流電路相同。）1111、晶閘管的三相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）晶閘管的三相橋式半控整流電路，當控制角（觸發(fā)角）0a600a60度時，輸出電波形的每個周期有度時，輸出電波形的每個周期有2020、三極管三極管BJTBJT（或（或GTRGT

9、R），晶閘管，晶閘管SCRSCR，MOSFETMOSFET管、管、IGBTIGBT管，根據器件開通、關斷所需門級（柵級）驅管，根據器件開通、關斷所需門級（柵級）驅動信號的不同，屬于電流控制類型的有是哪些？屬于電壓控制類型的有是哪些？動信號的不同，屬于電流控制類型的有是哪些？屬于電壓控制類型的有是哪些？答案要點（電流控制類型有：三極管BJT（或GTR），晶閘管SCR；電壓控制類型有MOSFET管、IGBT管）2121、電力半導體器件分為電

10、壓型驅動和電流型驅動，試從輸入阻抗的高低、驅動功率的大小、驅動電路電力半導體器件分為電壓型驅動和電流型驅動，試從輸入阻抗的高低、驅動功率的大小、驅動電路的簡易、工作頻率的高低、通態(tài)壓降的大小，來分別比較兩類器件的性能。的簡易、工作頻率的高低、通態(tài)壓降的大小，來分別比較兩類器件的性能。答案要點（電壓型驅動器件的共同特點是輸入阻抗高、所需驅動功率小、驅動電路簡單、工作頻率高、但通態(tài)壓降要大一些。雙極型器件大都是電流驅動型器件，電流驅動型器件

11、的共同特點是通態(tài)壓降小，通態(tài)損耗小，但所需驅動功率大，驅動電路比較復雜，工作頻率較低。22、在電力電子變換和控制電路中，開關器件在通態(tài)和斷態(tài)之間周期性轉換，試分析所選用的開關器在電力電子變換和控制電路中，開關器件在通態(tài)和斷態(tài)之間周期性轉換，試分析所選用的開關器件，在開通和關斷時間、通態(tài)壓降、斷態(tài)等效電阻、漏電流等性能指標中分別是選大還是選??？所選的件，在開通和關斷時間、通態(tài)壓降、斷態(tài)等效電阻、漏電流等性能指標中分別是選大還是選小？所選的

12、器件在開通、關斷過程中，以及在通態(tài)、斷態(tài)時是否都可以超出安全工作區(qū)？器件在開通、關斷過程中，以及在通態(tài)、斷態(tài)時是否都可以超出安全工作區(qū)？答案要點（除了斷態(tài)等效電阻應選大以外，其余性能指標都應該選小。另外，在通態(tài)、斷態(tài)時都不可以超出安全工作區(qū)。）23、三極管三極管BJTBJT（或（或GTRGTR）有幾種電路形式？有幾種工作狀態(tài)？作為開關元件使用時，應盡可能避免工作）有幾種電路形式？有幾種工作狀態(tài)？作為開關元件使用時，應盡可能避免工作在什么

13、狀態(tài)？為什么？在什么狀態(tài)？為什么？答案要點（有共發(fā)射極電路、共基極電路和共集極電路3種形式。有飽和、截止和放大3種狀態(tài)，作為開關時，應盡可能高速進行，并且盡可能避免工作在線性放大狀態(tài)，因為那樣會造成很大的損耗，甚至會燒毀BJT管）2424、MOSFETMOSFET管在導通時，通態(tài)電阻還是越大越好？為什么？管在導通時，通態(tài)電阻還是越大越好？為什么？答案要點（當MOSFET管在導通時，漏極電流流過通態(tài)電阻，將產生耗散功率，通態(tài)電阻阻值越大，

14、則耗散功率越大，即越易損壞器件。所以我們總是希望在MOSFET管在導通時，通態(tài)電阻是越小越好2525、MOSFETMOSFET管的通態(tài)電阻與柵極電壓有什么關系？試問是否是柵極電壓越高越高越好？為什么？管的通態(tài)電阻與柵極電壓有什么關系？試問是否是柵極電壓越高越高越好？為什么？答案要點（即隨著柵極電壓的升高其通態(tài)電阻減小。過高的柵極電壓會延緩關斷時間，所以一般選擇柵極電壓為10V左右。）2626、在電力電子線路中，主電路和控制電路之間的電氣

15、隔離常用的方式有哪些？分別舉例說明之？在電力電子線路中，主電路和控制電路之間的電氣隔離常用的方式有哪些？分別舉例說明之？答案要點（光隔離或磁隔離。光隔離一般采用光耦合器，磁隔離常采用脈沖變壓器）27、對于晶閘管對于晶閘管SCRSCR的觸發(fā)電路通常有什么基本要求？的觸發(fā)電路通常有什么基本要求？答案要點（1、足夠的寬度，至少要大于元件的開通時間；2、足夠的幅度24V左右，觸發(fā)脈沖要有較陡的前沿和后沿）28、三極管三極管BJTBJT（或（或G

16、TRGTR），晶閘管，晶閘管SCRSCR，MOSFETMOSFET管、管、IGBTIGBT管，抗電流沖擊能力最強和最弱的是分別是哪管，抗電流沖擊能力最強和最弱的是分別是哪種？最耐壓的是哪種？種？最耐壓的是哪種？BJTBJT管與晶閘管管與晶閘管SCRSCR，試分別說在開關時間、控制可靠性等方面，誰占優(yōu)勢？，試分別說在開關時間、控制可靠性等方面，誰占優(yōu)勢？答案要點（SCR管在電流沖擊能力和耐壓能力最強。MOSFET管抗電流沖擊能力最弱。BJ

17、T管相對于晶閘管SCR在開關時間、控制可靠性等均占優(yōu)勢，）29、三極管三極管BJTBJT（或（或GTRGTR），晶閘管，晶閘管SCRSCR，MOSFETMOSFET管、管、IGBTIGBT管，功率損耗最大和最小分別是哪種？并簡要管，功率損耗最大和最小分別是哪種？并簡要說明原因。說明原因。答案要點（功率損耗最大的是晶閘管SCR，是其通態(tài)電阻較大所致。功率損耗最小的是MOSFET管，因為其開關時間最短，所以MOSFET管在高頻區(qū)間的功耗反而

18、最?。?0、與BJTBJT（GTRGTR）管、晶閘管）管、晶閘管SCRSCR，MOSFETMOSFET管相比，管相比，IGBTIGBT管有何突出優(yōu)點？管有何突出優(yōu)點？答案要點（工作頻率高，開關損耗??；IGBT的導通壓降（或通態(tài)壓降）比功率MOSFET低，特別是在大電流工作區(qū)段；NPTIGBT具有導通壓降的正溫度系數特點，在并聯使用時具有電流自動調節(jié)能力，即易于直接并聯；安全工作區(qū)寬，具有耐脈沖電流沖擊的特點；柵極輸入阻抗高，且呈容性，與

19、功率MOSFET相似；IGBT的耐壓、電流容量可以做得很大，同時還可保持工作頻率高的特點。31、三極管三極管BJTBJT（或（或GTRGTR），晶閘管，晶閘管SCRSCR，MOSFETMOSFET管、管、IGBTIGBT管，根據開關速度由大到小排順序是什么？按管，根據開關速度由大到小排順序是什么？按工作頻率由大到小排順序是什么？工作頻率由大到小排順序是什么？答案要點（開關速度由大到小排順序：MOSFET、BJT、IGBT、SCR；工作頻