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(yīng)度對應(yīng)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(biāo)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(biāo)原點。三相整流的控制角30度對應(yīng)

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(yīng)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(chǎn)生的原因？個產(chǎn)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(yán)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(dāng)控制角（觸發(fā)角）單相橋式半控整流電路，當(dāng)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(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載上電壓波

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

6、閘管整流負(fù)載電路由電感和電阻串聯(lián)組成，設(shè)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(xiàn)為純電感負(fù)載，其波形的反向部分的最低點必過基準(zhǔn)零線。（2）ZL90度時；2、負(fù)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(fù)載在電源負(fù)半周時仍可以對電感提供能量，這樣就延長了晶閘管的導(dǎo)能時間，其導(dǎo)電角可達(dá)足以維持負(fù)載電流連續(xù)。但即使負(fù)載電流可為斷續(xù)，亦可保持整流側(cè)輸出電壓為負(fù)，這樣也就提供了變流器進(jìn)行有源逆變的條件。）1010、晶閘管的三相橋式半控整流電路，當(dāng)控制角（觸發(fā)角）晶閘管的三相橋式半控整流電路，當(dāng)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(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)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(dāng)控制角（觸發(fā)角）晶閘管的三相橋式半控整流電路，當(dāng)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(jù)器件開通、關(guān)斷所需門級（柵級）驅(qū)管，根據(jù)器件開通、關(guān)斷所需門級（柵級）驅(qū)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(dǎo)體器件分為電

10、壓型驅(qū)動和電流型驅(qū)動，試從輸入阻抗的高低、驅(qū)動功率的大小、驅(qū)動電路電力半導(dǎo)體器件分為電壓型驅(qū)動和電流型驅(qū)動，試從輸入阻抗的高低、驅(qū)動功率的大小、驅(qū)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(qū)動器件的共同特點是輸入阻抗高、所需驅(qū)動功率小、驅(qū)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(qū)動型器件，電流驅(qū)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(qū)動功率大，驅(qū)動電路比較復(fù)雜，工作頻率較低。22、在電力電子變換和控制電路中，開關(guān)器件在通態(tài)和斷態(tài)之間周期性轉(zhuǎn)換，試分析所選用的開關(guān)器在電力電子變換和控制電路中，開關(guān)器件在通態(tài)和斷態(tài)之間周期性轉(zhuǎn)換，試分析所選用的開關(guān)器件，在開通和關(guān)斷時間、通態(tài)壓降、斷態(tài)等效電阻、漏電流等性能指標(biāo)中分別是選大還是選小？所選的件，在開通和關(guān)斷時間、通態(tài)壓降、斷態(tài)等效電阻、漏電流等性能指標(biāo)中分別是選大還是選??？所選的

12、器件在開通、關(guān)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(guān)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(yīng)選大以外，其余性能指標(biāo)都應(yīng)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(guān)元件使用時，應(yīng)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(guān)元件使用時，應(yīng)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(guān)時，應(yīng)盡可能高速進(jìn)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?xí)龤JT管）2424、MOSFETMOSFET管在導(dǎo)通時，通態(tài)電阻還是越大越好？為什么？管在導(dǎo)通時，通態(tài)電阻還是越大越好？為什么？答案要點（當(dāng)MOSFET管在導(dǎo)通時，漏極電流流過通態(tài)電阻，將產(chǎn)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(dǎo)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(guān)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(guān)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(guān)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(qiáng)和最弱的是分別是哪管，抗電流沖擊能力最強(qiáng)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(guān)時間、控制可靠性等方面，誰占優(yōu)勢？，試分別說在開關(guān)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(qiáng)。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(guān)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(guān)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(guān)損耗??；IGBT的導(dǎo)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(dǎo)通壓降的正溫度系數(shù)特點，在并聯(lián)使用時具有電流自動調(diào)節(jié)能力，即易于直接并聯(lián)；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(jù)開關(guān)速度由大到小排順序是什么？按管，根據(jù)開關(guān)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(guān)速度由大到小排順序：MOSFET、BJT、IGBT、SCR；工作頻