电力电子简答题

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2024年2月29日发(作者：)

【】晶闸管的导通条件？

当晶闸管承受正向电压且在门极有触发电流时晶闸管能导通；

【】使变流器工作在有源逆变状态的条件是什么？

①直流侧要有电动势，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。

【】衡量PWM控制方法优劣的三个基本标志？

（1）输出波形中谐波的含量（2）直流电压利用率（3）器件开关次数

【】为什么PWM逆变电路比方波（六拍阶梯波）逆变器输出波形更接近正弦波？

因为PWM逆变器不存在不存在对电网的谐波污染；而方波它的正向最大值和负向最大值几乎同时产生，对负载和逆变器本身造成非常大的不稳定影响，所以它的波形质量差。

【】与信息电子电路中MOSFET相比，电力MOSFET具有怎样的结构特点才使它具有耐高压和大电流的能力？电力MOSFET的缺点是什么？

结构特点：（1）垂直导电结构：发射极和集电极位于基区两侧，基区面积大，很薄，电流容量很大（2）N-飘逸区：集电区加入掺杂N-漂移区，提高耐压（3）集电极安装于硅片底部，设计方便，封装密度高，耐压特性好。

缺点：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

【】三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中包含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是那一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次？

三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k=1，2。。。）次的谐波，其中增幅最大的是6次谐波。变压器二次侧电流中含有6k±1（k=1，2。。。）次的谐波，其中主要是5，7次谐波。

【】多相多重斩波电路有何优点？

多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加，脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易，滤波电感减小。多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。

【】交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？

交-交变频电路的最高输出频率为你所用频率的1/3到1/2之间。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。

【】单相和三相SPWM波形中，所含主要谐波频率为多少？

单相SPWM波形中不含有低次谐波，所含主要是谐波是角频率ωc及其附近的谐波，以及2ωc、3ωc等及其附近的谐波。上述谐波中，幅值最高影响最大的是教频率为ωc的谐波分量。三相SPWM波形和单相SPWM波形相比较，共同点是都不含低次谐波，较显著的区别是没有载波角频率ωc整数倍的谐波，谐波中幅值较高的是ωc±2ωr和2ωc±ωr。

【】试说明交流调压电路和交流调功电路的相同之处和不同之处？

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。

【】逆变电路的换流方式有哪几种？

器件换流 ②电网换流 ③负载换流 ④强迫换流。

【】逆变电路多重化的目的是什么？

（1）使总体上装置的功率等级提高（2）可以改善输出电压的波形。因为无论是电压型逆变电路输出的矩形电压波，还是电流型逆变电路输出的矩形电流波，都含有较多的谐波，对负载有不利影响，采用多重逆变电路，可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。

【】PWM控制技术的重要理论基础是什么？

面积等效原理。

【】零电压导通，零电压关断，零电流导通和零电流关断各自靠什么完成？

靠开关、断路器、接触器、继电器完成控制。

【】带平衡电抗器的双反星可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？

相同：（1）晶闸管的导通和触发脉冲的分配关系相同。（2）整流电压和整流电流的波形相同。

不同：（1）三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要平衡电抗器。（2）当变压器二次电压有效值相等时，双反星形电路的整流电压平均值是三相桥式电路的一半，而整流电流是三相桥式电流的二倍。

【】电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？

作用是给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时,由反馈二极管提供电流通道。

在电流型逆变电路中,直流电流极性是一定的,无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈二极管。

【】如何提高PWM逆变电路的直流电压利用率？

采用梯形波控制方式，即用梯形波作为调制信号。对于三相PWM逆变电路，还可以采用线电压控制方式，即在相电压调制信号中叠加3的倍数次谐波及直流分量等。

【】高频化得意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器和变压器的体积和重量？

高频化可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效的降低装置的体积和重量。对于滤波器来说，提高开关频率，周期变短，可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小。对于变压器来说，当输入电压为正弦波时，当频率f提高时，可减小N、S参数值。

【】为什么开关电源的效率高于线性电源？

相比于线性电源，它的损耗主要在功率管，变压器，二极管上，而这个功耗控制得好的话效率会很高；线性电源是就是牺牲调整管的压降来满足输出稳定的，所以效率很低；开关电源的效率一般在75%以上。

【】怎么样才能使晶闸管由导通到关断？

使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH以下。①减小正向阳极电压至一个数值以下，或加反向阳极电压②增加负载回路中的电阻。

【】有两组三相半波可控整流电路，相位上相差多少度？

相差180度。

【】串联二极管是电流型逆变器电路中二极管的作用是什么？

（1）为换流电容器充电提供通道，并使换流电容的电压能够得以保持，为晶闸管换流做好准备（2）使换流电容的电压能够施加到换流过程中刚刚关断的晶闸管上，使晶闸管在关断之后能够承受一定时间的反向电压，确保晶闸管可靠关断，从而保证换流成功。

【】试分析IGBT和电力MOSFET在内部结构上的相似与不同之处。

相似：IGBT内部结构包含了MOSFET内部结构。

不同：IGBT内部结构有注入P区，MOSFET内部结构无注入P区。

【】整流电路多重化的主要目的是什么？

目的主要包括两个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是 能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。

【】何为双PWM电路？其优点是什么？

双PWM电路中，整流电路和逆变电路都采用PWM控制，可以使电路的输入输出电流均为正弦波，输入功率因数高，中间直流电路的电压可调。当负载为电动机时，可工作在电动运行状态，也可工作在再生制动状态；通过改变输出交流电压的相序可使电动机正转或反转，因此，可实现电动机四象限运行

【】交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？

特点：只有一次变流，效率较高，可以方便实现四象限工作，低频输出波形接近正弦波。

不足：接线复杂，受电网频率和变流电驴脉波数的限制，输出频率较低，输入功率因数较低，输入电流谐波含量大，频谱复杂。

用途:主要用在500—1000KW大功率、低速的交流调速电路中。

【】在PWM整流电路中，什么是间接电路控制？什么是直接电流控制？

没有引入交流电流反馈的是间接电路控制。引入交流电流反馈的是直接电流控制。

【】典型的软开关电路有哪些？

零电压开关准谐振电路、谐振直流环、移相全桥型零电压开关PWM电路、零电压转换PWM电路。

【】晶闸管串联使用时需要注意哪些事项？

（1）需要均压。用阻容和电阻并联回路。（2）需要强触发。（3）晶闸管参数尽量接近

【】提高开关电源的工作频率会使哪些元件体积减小，回事电路中什么损耗增加？

会使变压器，电容，电感体积减小，会使期间开关损耗增加

【】直流斩波电路有哪几种？

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。

【】在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？

可改善输入功率因数。因为梯形波的主要成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消，结果线电压仍为正旋波。在这种控制方式中因为桥式思电路能够较长时间工作在高输出电压区域，α角较小，因此输入功率因数可提高15%左右。

【】什么是异步调制？什么是同步调制？分段同步调制有何特点？

载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。

载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。

分段同步调制是把逆变电路的输出频率划分为若干段，每个频段的载波比一定，不同频段采用不同的载波比。

【】电力电子器件的驱动电路对整个电力电子装置有哪些影响？

电力电子器件的驱动电路是电力电子电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。采用性能良好的驱动电路可使电子电力器件工作在比较理想的开关状态，可缩短开关时间，减少开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。

【】什么是变频调速系统的恒压频比控制？

对变频器的电压和频率的比率进行控制，使该比率保持恒定，这样可维持器械磁通为额定值，使电动机不会因为磁饱和和造成的励磁电流上升，引起功率因数和效率的降低。

【】单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中包含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是那一次?变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波?其中主要的是哪几次？

单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中有2k（k=1，2。。。）次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2k+1（k=1，2。。。）次谐波，其中主要的是3，5次谐波。

【】维持晶闸管导通的条件？

晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极出发信号是否还存在，晶闸管都保持导通，

只需保持阳极电流在维持电流以上

【】什么是逆变失败？如何防止逆变失败？

逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败。

防止失败的方法：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角β等。

【】SPWM，SVPWM,CFPWM三种PWM技术各自追求的目标是什么？哪一种PWM技术更容易获得幅值恒定的旋转磁场？

一般来做低频用SPWM，中频用CFPWM，高频用SVPWM。SVPWM更容易。

【】所用的电力有强电和弱电两种

【】采用全控型器件电路的控制方式是斩控方式，晶闸管电路的控制方式主要是相控方式。

【】典型全控器件有GTR、GTO、IGBT和MOSFET

【】电力电子器件通过采用垂直导电结构以提高通流能力，通过增加漂移区提高耐压能力

【】整流电路按电路结构可分为桥式电路和零式电路

【】逆变电路的四种换流方式，器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流

【】双端电路中常用的整流电路形势是全波整流电路和全桥整流电路

【】软开关电路可分成准谐振电路、零开关PWM电路、零转换PWM电路

【】电力电子技术是应用于电力领域的电子技术

【】功率二极管属于不控器件，晶闸管属于半控器件，GTR属于全控器件

【】电力晶体管简称GTR，IGBT是BJT和MOSFET的复合管

【】整流电路按电路结构可分为桥式电路和零式电路

【】相控整流电路的换流方式是电网换流，PWM整流电路的换流方式是器件换流

【】无源逆变电路的PWM波生成方式有计算法、调制法和规则采样法

【】直流斩波电路中最基本的两种斩波电路分别是降压和升压斩波电路

【】SPWM的载波是等腰三角波，调制波是正弦波，SHEPWM是指特定消谐脉宽调制技术

【】零电压开通和零电流关断要靠电路中的谐振来实现

【】间接交流变流电路的典型应用，交直交变频电路和恒压恒频变流电路

【】电力变换通常可分为四类AC-AC、AC-DC、DC-AC、DC-DC

【】直流-直流变流电路包括直接直流变流和间接直流变流两种电路

【】逆变电路常用PWM技术SPWM、CFPWM、SVPWM和SHEPWM

【】整流电路按交流输入相数可分为单相电路和多相电路

【】电力电子器件按照载流子参与导电的情况可分为单极型、双极型、复合型

【】晶闸管相控电路，习惯称为触发电路

【】交织交变频由交直变换和直交变换两部分组成，后一部分就是变频器

【】在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器的电流为正负对称的交流电流。

【】交交变频电的功能就是把电网频率的交流电变成可调频率的交流电，因为没有中间直流环节，因此属于直接变频电路

【】谐振直流环应用于交-直-交变换电路的中间环节，通过在直流环节中引入谐振…

【】PWM跟踪控制技术常用的控制方法有电流和电压控制跟踪技术

【】缓冲电路又称为吸收电路，其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关虽好

【】交直交变频器是由整流电路和逆变电路两类基本的变流电路组成

【】信息电子技术主要用于信息处理，电力电子技术主要用于电力变换

【】晶闸管有三个引出极，分别为为阳极、阴极和门级

【】直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电

【】根据逆变电路是接负载还是电源，可分为有源逆变和无源逆变

【】交流调压电路广泛应用与灯光控制、异步电动机软启动和调速

【】逆变电路按其直流电源性质分为电压型逆变电路和电流型逆变电路

【】根据PWM波形的极性范围变化，可分为单极性和双极性控制方式

【】间接直流变流电路分为单端电路和双端电路

【】电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变化和控制的技术

【】由于正反馈的作用，导通后的晶闸管即使是门级电流为零，也不能使管子关断

【】电力晶体管主要特性是耐高压、电流大、开关特性好

【】对于非正弦电路，功率因数由基波和谐波组成

【】换流方式分为外部换流和自换流，外部换流包括电网换流和负载换流，自换流包括器件换流和强迫换流

【】间接直流变流电路可以分为交流调压电路和交流调功电路

【】面积等效远离是PWM控制技术的重要理论基础，原理的内容是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

【】PWM调制方式可分为异步调制和同步调制

【】缓冲电路分为开通缓冲电路和关断缓冲电路

【】在信息电子技术中,半导体器件即可处于放大状态，又可以处于开关状态

【】电力电子器件分为半控型，全控型，不可控型

【】整流电路工作在有源逆变状态时如果换相裕量角不足，会换相失败

【】单相电压型方波逆变………可用交-交变频电路来实现

【】同直流斩波电路比，间接直流变流电路中增加了交流环节，所也叫直-交-直电路

【】交流电力控制电路就是只改变电压电流或对电路的通断进行控制，不改变效率的电路

【】通过对PWM整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波

【】驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口

【】不间断电源是当交流输入电源发生异常或断电时，还能…

【】电力电子技术是电力、电子和控制结合的产物

【】电力电子器件的制造技术是基础，而变流技术则是核心

【】广义上，电力电子器件可分为….目前往往专指电力半导体器件

【】电力电子器件按照驱动信号的波形分为脉冲触发型和电平控制型

【】想要关断晶闸管，要阳极电流降低至维持电流一下，导致正向电压降低….

【】门极可关断晶闸管具有SCR两个优点耐压高、电流大，有GTR一个优点自关断能力

【】电力MOSFET虽然可以通过增加漂移区的厚度来提高承受高电压能力，但是电力MOSFET是多子导电器件，无法通过电导调制效应来减小通态电压和损耗

【】当变流电路的交流侧和电网连结时，称为有源逆变。不与电网连结，称为无源逆变

【】直流直流变流电路也称为斩波电路

【】SPWM的载波对正弦信号波调制，会产生和载波有关的谐波分量，这些谐波分量的频率和幅值是衡量PWM逆变电路性能的重要指标之一

【】电力电子技术分为电子器件制造技术和交流技术

【】应用电力电子器件系统一般是由控制电路、驱动电路和主电路构成

【】既工作在整流状态又工作在逆变状态的电路称为交流电路

【】电压型逆变电路的电压是矩形波，电流型逆变电路的电流是矩形波

【】与升降压斩波电路比，Cuk优点是输入电源电流和输出负载电流都是连续的。

【】矩阵式变频电路是一种直流变频电路，控制方式是斩控方式

【】为了提高效率和减少开关损耗，普遍采用了软开关技术

【】驱动电路的基本任务就是按控制目标的的要求给器件施加导通或关断信号

【】空间矢量SVPWM控制…..使电机的磁链成为圆形的旋转磁场，从而使电机产生恒定的电磁转矩

本文标签： 电路电流电压电力逆变