电力电子技术电力电子技术的定义电力电子技术是一门

电力电子技术

第一部分

一、电力电子技术的定义

电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一个重要分支，也是电工技术的分支之一。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

二、电力电子技术的研究内容

电力电子技术的研究内容：

1、电力电子器件

2、变流技术

3、控制技术

或者说，电力电子技术的研究内容：电子学、电力学、控制理论

三、与其它学科的关系

1、与微电子学的关系

三个相同点：（1）都分为电子器件和电子电路两大分支，二者同根同源

（2）两类器件制造技术的理论基础相同；

（3）制造工艺也基本相同。

两个不同点：（1）应用目的不同——前者用于电力变换，后者用于信息处理；

（2）工作状态不同——在微电子技术中，器件既可以处于放大状态，

也可以处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗过大，

电力电子器件总是工作在开关状态。

2、与电力学(电气工程)的关系

（1）电力电子技术广泛用于电气工程中；

（2）国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支；

（3）电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。

3、与控制理论的关系

（1）控制理论广泛用于电力电子系统中；

（2）电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口,控制理论是这种接口

的有力纽带；

（3）电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。

四、电力电子技术的发展历史

美国通用电气公司研制出第一个工业用的普通晶闸管，标志电力电子技术的诞生

1、传统电力电子技术

电力电子器件以半控型的晶闸管为主，变流电路以相控电路为主，控制电路以模拟电路为主。

2、现代电力电子技术

现代电力电子技术在器件、电路及其控制技术方面与传统电力电子技术相比主要有如下特点：

A、集成化

B、高频化

C、全控化

D、控制电路弱电化

E、控制技术数字化

3、电力电子技术的发展展望

科学家预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。

第二部分

1、电力电子器件

1.1、电力电子技术概述

（1）基本概念

A、在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或者控制任务的电路

被称为主电路。

B、电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换

或者控制的电子器件。

（2）同微电子器件相比的一般特征

A、能处理电功率的能力，一般都远大于处理信息的电子器件。

B、电力电子器件一般都工作在开关状态。

C、电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。

D、电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散

热器。

（3）应用电力电子器件系统组成

电力电子器件一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。在主电路和控制电路连接的路径上，以及主电路与检测电路的连接上，一般需要进行电气隔离，而通过其他手段如光、磁等来传递信号

（4）电力电子器件的分类

按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下3类:

A、不可控型器件——不能用控制信号来控制其通断。这类器件主要是指

晶闸管及其大部分派生器件，器件的关断完全是由其在主电路中承受

的电压和电流决定的。

B、半控型器件——通过控制信号可以控制其导通而不

能控制其关断。主要是电力二极管，器件的导通和关断完全是由其

在主电路中承受的电压和电流决定的。

C、全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可

控制其关断，又称自关断器件。目前常用的是绝缘

栅双极性晶体管（IGBT）、电力场效应晶体管（电力

MOSFET）和门极可关断晶闸管（GTO）。

1.2、不可控型器件——电力二极管

（1）外形——螺栓型和平板型两种封装

（2）结构

（3）电气图形符号

（4）主要参数

A、额定电流——在指定的管壳温度和散热条件下，

其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。

B、正向压降U F——在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流

时对应的正向压降。

C、反向重复峰值电压U RRM——对电力二极管所能重复施加

的反向最高峰值电压。使用时，应当留有两倍的裕量

D、最高工作结温T JM——结温是指管芯PN结的平均温度，用T J

表示。T JM是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高平均

温度。T JM通常在125~175 C范围之内。

1.3、半控型器件——晶闸管（SCR）

（1）A、外形——螺栓型和平板型两种封装

B、结构

C、电气图形符号

（2）导通的条件、关断的条件

A、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）。即u AK>0且u GK>0。其他可能导通

的情况，参见（3）误导通的情况。

B、关断的条件：，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。简单的说就是使通过晶闸管

的电流小于维持电流

C、使晶闸管关断方法：

a、去掉阳极正向电压

b、给阳极加反向电压

c、降低正向阳极电压,使通过晶闸管的电流小于维持电流（3）误导通的情况

a、阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应

b、阳极电压上升率du

dt过高，中间结电容产生位移电流

c、结温较高，漏电流增大

d、光触发

（4）主要参数

A、额定电压U TN

通常取晶闸管的U DRM和U RRM中较小的标值作为该器件的额定

电压。实际选用时，额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为实际工作电路中可能承受到的正向阻断重复峰值电压U DRM和反向重复峰值电压U RRM的最大峰值电压,再取2～3倍的安全裕量。

B、额定电流

()

T AV

I（参见第三部分）

晶闸管在环境温度为40 C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。C、维持电流I H

维持电流I H是指使晶闸管维持导通所必需的最小电流。一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则I H越小。

D、擎住电流I L

擎住电流I L是晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH 的2～4倍。

E、通态平均电压U T(A V)

当晶闸管流过正弦半波的额定电流平均值和稳定的额定结温时，元件阳极与阴极之间电压降的平均值。

F、断态电压临界上升率du dt

指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。

G、通态电流临界上升率di dt

指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。

H、额定结温T jm

晶闸管在正常工作时所允许的最高结温（器件内部）。

（5）派生器件

快速晶闸管（FST）—快速晶闸管、高频晶闸管

双向晶闸管（TRIAC）

逆导晶闸管（RCT）

光控晶闸管（LTT）

1.4、全控型器件

（1）电力晶体管（GTR，BJT）

优点——耐高压、大电流、开关时间短、饱和压降低和安全工作区宽

缺点——二次击穿、驱动功率大

结构及电气图形符号：（基极b、集电极c和发射极e）

电力电子电路中GTR工作在开关状态工作在截止区或饱和区。但开关过程中，即在截止区和饱和区之间过渡时，经过放大区

（2）电力场效应晶体管(Power MOSFET)

电力场效应晶体管(Power MOSFET)分为结型和绝缘栅型。通常主要指绝缘栅型场效应晶体管。结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（SIT）

特点——用栅源电压来控制漏极电流

结构及电气图形符号：（栅极G、漏极D和源极S）

静态特性：

截止区（GTR的截止区）

饱和区（GTR的放大区）

非饱和区（GTR的饱和区）

电力场效应晶体管(Power MOSFET)工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。

（3）绝缘栅双极晶体管（IGBT）

结构及电气图形符号：（栅极G、集电极C和发射极E）

静态特性：

正向阻断区（GTR的截止区）

有源区（GTR的放大区）

饱和区（GTR的饱和区）

IGBT工作在开关状态，即在正向阻断区和饱和区之间来回转换。注：以上全控型器件的输出特性和主要参数参见P21——P31

1.5、电力电子器件的驱动

电流驱动型器件的驱动电路：GTO和GTR是电流驱动型器件

电压驱动型器件的驱动电路：电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件1.6、晶闸管变流装置的保护电路

通常有五种保护电路：

过电流保护、过电压保护、du

dt

保护、

di

dt

保护和门极保护

1.7、缓冲电路

缓冲电路又称为吸收电路，其作用是抑制电力电子器件的过电压、

du dt 或者过电流和

di

dt

，降低电力电子开关器件的开关应力，将开关过程

软化，减小器件的开关损耗并对器件给予可靠的保护，维护系统安全运行。

缓冲电路可分为关断缓冲电路、开通缓冲电路和复合缓冲电路。

1.8、串联与并联运行

晶闸管的串联：多个器件串联以承担较大的电压

晶闸管的并联：多个器件并联来承担较大的电流

注：

本节重点：主电路和电力电子器件的基本概念。

电力电子器件的分类和电气图形符号。

晶闸管、电力晶体管和IGBT的工作原理、开关特性、主要参数以及在

选择和使用中应注意的事项。

2、变流技术

2.1、交流变直流

整流电路

（1）单相可控整流电路

主要介绍单相桥式全控整流电路

基本概念：

①控制角α——从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲

止的电角度。

②导通角θ——晶闸管在一个周期中处于通态的电角度。

③移相——改变α的大小，即改变触发脉冲出现的时刻。

④移相范围——输出电压平均值大于0所对应的α变化范围。

⑤换流（换相）——电流从一对桥臂转换到另外一对桥臂。

⑥ 相控变流装置——通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，这样的变流装置简称相控变流装置。

电阻负载 电路及波形

基本数量关系

整流输出电压平均值U d

2221

1cos 1cos ()0.922

d U td wt U π

α

αα

ωπ

π++=

=

=?

故，α角的移相范围为0o ～180o 输出电流的平均值I d

21cos 0.92

d d U U I R R α+=

=

流过晶闸管的电流平均值I dT

21

1cos 0.4522

dT d U I I R α+=

= 流过晶闸管的电流有效值I T

T I ==晶闸管承受的最大正向电压

U FM

22

FM U =

晶闸管承受的最大反向电压

U RM

2RM U =

晶闸管的额定电压TN U

(223TN U =-

晶闸管的额定电流()T AV I

()()

1.521.57

T

T AV I I =- 整流电路的功率因数cos ?

222cos R I R P S U I ?=

== 电感性负载

基本数量关系 输出电压平均值U d

()

2221

sin cos 0.9cos d U td t U πα

α

ωωααπ

+=

=

=?

故α的移相范围为0o ～90o 。晶闸管导通角θ与a 无关，均为180? 输出电流平均值I d

20.9cos d

d U I U R

α=

= 流过晶闸管的电流平均值I dT

21

0.45cos 2

dT d I I U α=

= 流过晶闸管的电流有效值I T

T d I =

晶闸管承受的最大正向电压U FM

2FM U =

晶闸管承受的最大反向电压U RM

2RM U =

晶闸管的额定电压()T AV U

()(223T AV U =-

晶闸管的额定电流()T AV I

()()

1.521.57

T

T AV I I =- 整流电路的功率因数cos ?

222222

cos 0.9cos d d d

U I U P I R S U I U I U ?α=====

（2）三相可控整流电路

主要介绍三相桥式全控整流电路 电阻负载 电路及波形

电感负载电路及波形

备注：三相桥式全控整流电路接反电动势阻感负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、

电流波形均相同，仅在计算d I 时有所不同，接反电动势阻感负载时的d I 为

d d U E

I R

-=

。 基本数量关系

输出电压平均值U d （连续时即0

60α≤）

23223

1

sin () 2.34cos 3

d U td t U παπ

α

ωωαπ

++=

=?

带电阻负载且0

60α>时，整流电压平均值U

d

223

1

sin () 2.341cos()33

d U td t U ππ

α

πωωαπ

+??

=

=++????

?

输出电流平均值I d

d

d U I R

=

如果是反电势负载带平波电抗器，则输出电流I d

d d U E

I R

-=

其中，R 和E 分别是负载中的电阻和反电动势的值。 流过晶闸管的电流有效值I

T

T d I =

晶闸管承受的最大正向电压U FM

2FM U =

晶闸管承受的最大反向电压U

RM

2RM U =

晶闸管的额定电压()T AV U

()(

223T AV U =-

三相桥式全控整流电路的特点

A 、2管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

B 、d U 一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

（3）有源逆变电路

基本概念

电力电子技术课后习题全部答案解析

电力电子技术 2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？ 答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：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。 2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸由导通变为关断，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。 2-4 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解：a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t

电力电子技术作业解答

电力电子技术 作业解答 教材：《电力电子技术》，尹常永田卫华主编

第一章 电力电子器件 1-1晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶闸管的电流由哪些因素决定？ 答：晶闸管的导通条件是：（1）要有适当的正向阳极电压；（2）还有有适当的正向门极电压。 导通后流过晶闸管的电流由阳极所接电源和负载决定。 1-2维持晶闸管导通的条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是：流过晶闸管的电流大于维持电流。 利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，可使导通的晶闸管关断。 1-5某元件测得V U DRM 840=，V U RRM 980=，试确定此元件的额定电压是多少，属于哪个电压等级？ 答：根据将DRM U 和RRM U 中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，确定此元件的额定电压为800V ，属于8级。 1-11双向晶闸管有哪几种触发方式？常用的是哪几种？ 答：双向晶闸管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+和Ⅲ-四种触发方式。 常用的是：（Ⅰ+、Ⅲ-）或（Ⅰ-、Ⅲ-）。 1-13 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：因为 GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：（1）GTO 在设计时2α较大，这样晶体管 V2控制灵敏，易于 GTO 关断；（2）GTO 导通时的21αα+更接近于 1，普通晶闸管15.121≥+αα，而 GTO 则为05.121≈+αα，GTO 的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；（3） 多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。 第二章 电力电子器件的辅助电路 2-5说明电力电子器件缓冲电路的作用是什么？比较晶闸管与其它全控型器件缓冲电路的区别，说明原因。 答：缓冲电路的主要作用是： ⑴ 减少开关过程应力，即抑制d u /d t ，d i /d t ；

《电力电子技术》教学大纲(2017)

《电力电子技术》教学大纲 课程编号：131504269 课程类型：专业必修课 课程名称：电力电子技术学分：4 适用专业：电气自动化技术 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的和任务 本课程是电气自动化技术专业的专业必修课，主要目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。 二、课程的基本要求 1.熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等典型电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法； 2.熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法； 3.掌握PWM技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理； 4.了解电力电子技术的应用范围和发展动向； 5.掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。 三、本课程与相关课程的联系 通过该课程的学习为《供配电技术》、《电力拖动》等课程准备必要的基础知识。 四、学时分配 本课程学分为4学分，建议开设56学时。

五、教材与参考书 教材：《电力电子技术》（第5版），王兆安、刘进军主编，机械工业出版社，2009 主要参考书： 1.《电力电子技术习题集》，李先允，陈刚，中国电力出版社，2007 2.《电力电子技术》，黄家善，机械工业出版社，2011 3.《电力电子技术》，高文华，机械工业出版社，2012 六、教学方法与手段建议 本课程是电气自动化技术专业的专业必修课程，主要教学目标是构建学生电力电子技术的基本理论、基本技能和培养学生应用与创新能力。因此，通过改革教学模式、教学内容、教学方法与手段，激发学生学习兴趣和求知欲，增进学习效果，提高学习质量。为此，在教学过程中，要注重理论联系实际，重视工程观点，着重于基本概念的熟悉、基本原理的理解以及系统应用案例的分析设计能力；采用灵活多样的教学方法，因材施教，具体包括：启发式教学法、讨论研究式教学法、多媒体教学法、现场教学法、实物教学法、案例教学法等；积极探索理论和实践相结合的教学模式，使理论学习和技能训练与生产生活中的实际应用相结合，通过典型知识的实践应用，提高学习兴趣，激发学习动力，掌握相应知识和技能。 七、课程考核方式与成绩评定办法 闭卷考试。平时成绩：30%；期末考试成绩：70%（笔试，闭卷）。 第二部分课程内容大纲 第一章绪论（2学时） 一、教学目的和要求 掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容；了解电力电子技术的发展史；了解电力电子技术的应用、电力电子技术的发展前景；了解本教材的内容。 二、教学内容 1.电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史； 2.电力电子技术的应用范围；

华工电力电子技术平时作业2019

电力电子技术平时作业（2019年2月20日，合计37题） 一、填空题（12题） 1、电力变换通常分为四大类，整流、逆变、斩波、变频和变相。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要触发脉冲的幅度和功率达的到对所作用的可控硅有效触发、要可方便与被控的交流电周期同步，和能方便的改变同步后的延迟时间。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。 4、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为___电压源型逆变电路_____，当直流侧为电流源时，称此电路为__电流源型逆变电路______。 5、在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称__自然采样法____，实际应用中，采用__ 规则采样法___来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 6、常用的晶闸管有_普通型单向导通的晶闸管___式、__普通型双向导通的晶闸管___式两种。 7、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在__ 触发 ____时刻换流，二极管则 在_ _电源电压过零点_____时刻换流。 8、过电压产生的原因_ _浪涌电压______、__操作过电压______，可采取__ 阻容吸收、__晒推___、压敏电阻保护。 9、变频电路所采取的换流方式_ 自然换流_、__ 负载换流__、_ 强迫换流_____。 10、门极可关断晶闸管主要参数有_ 最大可关断阳极电流IATO 、__、__。 11、电力变换通常分为四大类，即__ 整流、_逆变_______、__ 直流斩波、___交流变交流__。 12、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于_ 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。 二、简答题(18题) 1.使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导 通变为关断？ 答：闸管导通的条件是阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。 门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流IL以上。导通后的晶闸管管压降很小。

电力电子技术作业1

浙江大学远程教育学院 《电力电子技术》课程作业 姓名： 林岩 学 号： 714066202014 年级： 14秋 学习中心： 宁波电大 ————————————————————————————— 第1章 1．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示 图 1-37 问：（1）开关S 闭合前灯泡亮不亮？（2）开关S 闭合后灯泡亮不亮？（3）开关S 闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？ 答： （1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。 2．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？ 答： 晶闸管的门极参数I GT 、U GT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两者会升高，故会引起题中所述现象。 3．型号为KP100-3，维持电流I H ＝4mA 的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理？为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量） (a) (b) (c) 图 1-38 习题5图 .答： （1） mA I mA A I H d 42002.010 50100 3 =<==?=

R TM U V U >==3112220故不能维持导通 （2） 而 即晶闸管的最大反向电压超过了其额定电压， 故不能正常工作 （3） I d =160/1=160A>I H I T =I d =160A ＞1.57×100=157A 故不能正常工作 4．什么是IGBT 的擎住现象？使用中如何避免？ 答： IGBT 由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是d u ce /d t 过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使IGBT 的漏极电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R G 的数值，减小关断时的d u ce /d t ，以避免出现擎住现象。 H d I A I I I >==== 9.957.1/...56.152 10220 2 2

电力电子技术平时作业20190820

电力电子技术平时作业（2019年8月20日，合计37题） 一、填空题（12题） 1、电力变换通常分为四大类，交流变直流、直流变交流，直流变直流、交流变交流。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高，和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是挑选特性参数尽量一致的器件和采用均流电抗器。 4、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为_电压源型逆变电路____，当直流侧为电流源时，称此电路为__电流源型逆变电路______。 5、在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称自然采样法，实际应用中，采用_规则采样法来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 6、常用的晶闸管有单向导通__式、双向导通式两种。 7、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在触发__时刻换流，二极管则在电 源电压过零点_时刻换流。 8、过电压产生的原因电路状态突然改变_、电磁状态突然改变___，可采取__安装避雷线避雷器、电抗器、开关触头加并联电阻保护。 9、变频电路所采取的换流方式自然换流、负载换流、强迫换流。 10、门极可关断晶闸管主要参数有断态重复峰值电压、断态不重复峰值电压__、反向重复峰值电压和反向不重复峰值电压。 11、电力变换通常分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流、__交流变交流___。 12、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于改变用加到负载电路上的直流平均电压值的一种交流变换装置。 二、简答题(18题) 1.使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导 通变为关断？ 答: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: uax>0且ucx>0。维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。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。 2.晶闸管的触发脉冲要满足哪些要求？

大工春电力电子技术经验在线作业

大工春电力电子技术经 验在线作业 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

(单选题)1:软开关电路根据软开关技术发展的历程，可以分成几类电路，下列哪项不属于其发展分类？（）A:整流电路 B:准谐振电路 C:零开关PWM电路 D:零转换PWM电路 正确答案: (单选题)2:（）是最早出现的软开关电路。 A:准谐振电路 B:零开关PWM电路 C:零转换PWM电路 D:以上都不正确 正确答案: (单选题)3:直流电动机可逆电力拖动系统能够在（）个象限运行。 A:1 B:2 C:3 D:4 正确答案: (单选题)4:下列选项中不是交流电力控制电路的控制方法的是？（） A:改变电压值 B:改变电流值

C:不改变频率 D:改变频率 正确答案: (单选题)5:下列哪个选项与其他三项不是同一概念？（） A:直接变频电路 B:交交直接变频电路 C:周波变流器 D:交流变频电路? 正确答案: (单选题)6:下列不属于单相交-交变频电路的输入输出特性的是（）。A:输出上限频率 B:输出功率因数 C:输出电压谐波 D:输入电流谐波 正确答案: (多选题)7:UPS广泛应用于下列哪些场合中？（） A:银行 B:交通 C:医疗设备 D:工厂自动化机器 正确答案: (多选题)8:斩波电路应用于下列哪些选项下，负载会出现反电动势？（）A:用于电子电路的供电电源

B:用于拖动直流电动机 C:用于带蓄电池负载 D:以上均不是 正确答案: (多选题)9:下列属于基本斩波电路的是（）。 A:降压斩波电路 B:升压斩波电路 C:升降压斩波电路 D:Cuk斩波电路 正确答案: (多选题)10:下列哪些属于UPS按照工作原理的分类？（） A:后备式 B:在线式 C:离线式 D:在线互动式 正确答案: (多选题)11:下列各项交流电力电子开关的说法，正确的是（）。A:需要控制电路的平均输入功率 B:要有明确的控制周期 C:要根据实际需要控制电路的接通 D:要根据实际需要控制电路的断开 正确答案: (多选题)12:下列哪些电路的变压器中流过的是直流脉动电流？（）

电力电子技术习题与解答

《电力电子技术》习题及解答 思考题与习题 什么是整流它与逆变有何区别 答：整流就是把交流电能转换成直流电能，而将直流转换为交流电能称为逆变，它是对应于整流的逆向过程。 单相半波可控整流电路中，如果： (1)晶闸管门极不加触发脉冲； (2)晶闸管内部短路； (3)晶闸管内部断开； 试分析上述三种情况负载两端电压u d和晶闸管两端电压u T的波形。 答：（1）负载两端电压为0，晶闸管上电压波形与U2相同； （2）负载两端电压为U2，晶闸管上的电压为0； （3）负载两端电压为0，晶闸管上的电压为U2。

某单相全控桥式整流电路给电阻性负载和大电感负载供电，在流过负载电流平均值相同的情况下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选择大一些 答：带大电感负载的晶闸管额定电流应选择小一些。由于具有电感，当其电流增大时，在电感上会产生感应电动势，抑制电流增加。电阻性负载时整流输出电流的峰值大些，在流过负载电流平均值相同的情况下，为防此时管子烧坏，应选择额定电流大一些的管子。 某电阻性负载的单相半控桥式整流电路，若其中一只晶闸管的阳、阴极之间被烧断，试画出整流二极管、晶闸管两端和负载电阻两端的电压波形。 解：设α=0，T 2被烧坏，如下图： 相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么带大电感负载时，负载电阻R d 上的U d 与I d 的乘积是否等于负载有功功率，为什么 答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率d d d I U P =不等于负载有功功率UI P =。因为负载上的电压、电流是非正弦波，除了直流U d 与I d 外还有谐波分量Λ ,,21U U 和Λ,,21I I ，负载上有功功率为Λ+++=22212P P P P d >d d d I U P =。

《电力电子技术》教学大纲

教学大纲 课程代码：10120480 课程名称：电力电子技术 学分：3 周学时 2.5-1.0 面向对象：电气工程及其自动化、自动化等电气类专业学生 预修课程要求：电路原理，模拟电子技术基础，数字电子技术基础 一、课程介绍（100-150字） （一）中文简介 《电力电子技术》内容包括功率半导体器件、驱动及保护电路、交流-直流(AC-DC)变换电路、直流-直流(DC-DC)交换电路、直流-交流(DC-AC)变换电路、交流-交流(AC-AC)变换电路、软开关技术等。教学上除考虑课程本身的系统性外，还特别注意在电力电子技术在电力工程中的应用。通过本课程的学习，可掌握各电力电子变换装置的电路结构、基本原理、控制方法、设计计算，为今后从事相关科研工作打下坚实基础。 （二）英文简介 The course introduces power electronic devices, drive and snubber circuits, AC-DC Converters (Rectifiers), DC-DC Converters (Choppers), DC-AC Converters (Inverters ), AC-AC Converters (AC Controllers and Frequency Converters ), soft-switching techniques. Both theoretics and applications of power electronic technology are discussed in this course. The circuit configurations, fundamental theory, control and design methods of power electronic apparatus can be mastered , and a solid foundation for future research can be acquired through studying this course. 二、教学目标 (一)学习目标 电力电子技术横跨“电力”、“电子”与“控制”三个领域，是现代电子技术的基础之一，已被广泛地应用在工农业生产、国防、交通等各个领域，有着极其广阔的应用前景。《电力电子技术Ⅰ》是电类专业重要的专业基础课程。 （二）可测量结果 本课程通过对功率半导体器件、驱动及保护电路、交流-直流(AC-DC)变换电路、直流-直流(DC-DC)交换电路、直流-交流(DC-AC)变换电路、交流-交流(AC-AC)变换电路、软开关技术等内容的学习，使学生能掌握各类电能变换的基本原理，各电力电子变换装置的电路结构、基本原理、控制方法、设计计算；使学生具有初步设计、调试、分析电力电子变流装置的能力。 三、课程要求 （一）授课方式与要求

电力电子技术-西南大学作业教程文件

电力电子技术-西南大学2016年作业

第一批 单选题 题目说明: （10.0分）1.IGBT属于（）控制型元件 A．A：电流 B．B：电压 C．C：电阻 D．D：频率 （10.0分）2.触发电路中的触发信号应具有（） A．A：足够大的触发功率 B．B：足够小的触发功率 C．C：尽可能缓的前沿 D．D：尽可能窄的宽度 （10.0分）3. 对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）

A．A：P组阻断，N组整流 B．B：P组阻断，N组逆变 C．C：N组阻断，P组整流 D．D：N组阻断，P组逆变 （10.0分）4.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是() A．A：电容 B．B：电感 C．C：蓄电池 D．D：电动机 （10.0分）5.单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a的最大移相范围是（） A．A：90° B．B：120° C．C：150° D．D：180° （10.0分）6.具有自关断能力的电力半导体器件称为() A．A：全控型器件 B．B：半控型器件 C．C：不控型器件 D．D：触发型器件 （10.0分）7.IGBT是一个复合型的器件，它是（）

A．A：GTR驱动的MOSFET B．B：MOSFET驱动的GTR C．C：MOSFET驱动的晶闸管 D．D：MOSFET驱动的GTO （10.0分）8.从晶闸管开始承受正向电压的到晶闸管导通时刻的电度角称为（）。 A．A：控制角 B．B：延迟角 C．C：滞后角 D．D：重叠角 （10.0分）9.将直流电能转换为交流电能供给负载的变流器是() A．A：有源逆变器 B．B：A/D变换器 C．C：D/A变换器 D．D：无源逆变器 （10.0分）10.已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（） A．A：减小至维持电流以下 B．B：减小至擎住电流以下 C．C：减小至门极触发电流以下 D．D：减小至5A以下

《电力电子技术》习题解答

《电力电子技术》习题解答 第2章 思考题与习题 2.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。 导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。 2.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定? 答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。 2.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？ 答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H 会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。 2.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？ 答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。 2.5请简述晶闸管的关断时间定义。 答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。即gr rr q t t t +=。 2.6试说明晶闸管有哪些派生器件？ 答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。 2.7请简述光控晶闸管的有关特征。 答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。 2.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题2.8所示电路中是否合理，为什

《电力电子技术》教学大纲

《电力电子技术》教学大纲 学时：51 学分：3 适用专业：电子信息工程 一、课程的性质、目的和任务 电力电子技术是电子信息工程专业的一门专业选修课。其教学目的和任务：掌握各种主要的电力半导体器件的基本原理、特性及参数；熟悉AC/DC变换技术及DC/AC变换技术的基本原理及主要变换方法；对AC/AC变换技术、电力电子装置作一般了解；能阅读常见的电力电子电路及设计简单电力电子电路。 二、课程教学的基本要求 （1）了解新型电力电子器件； （2）理解可关断晶闸管；升降压变换电路；直流变换的PWM控制技术；电流型逆变电路；有源逆变电路；AC/AC变换电路；电力电子装置； （3）掌握电力二极管；晶闸管；电力晶体管；电力场效应管；绝缘栅双极型晶体管；电力电子器件的驱动与保护；DC/DC变换技术；DC/AC变换技术；整流电路；软开关技术。 三、课程教学内容 （一）概述 1．电力电子技术的发展 2．电力电子技术的应用领域 说明： 本章为电力电子技术课程的一般介绍。 （二）电力电子器件 1．电力电子器件概述 电力电子器件基本模型与特性电力电子器件的种类 2．电力二极管 电力二极管及其工作原理电力二极管的特性参数 3．晶闸管 晶闸管及其工作原理晶闸管的特性参数晶闸管的派生器件 4．可关断晶闸管 可关断晶闸管及其工作原理可关断晶闸管的特性参数 5．电力晶体管

电力晶体管及其工作原理电力晶体管的特性参数 6．电力场效应管 电力场效应管及其工作原理电力场效应管的特性参数 7．绝缘栅双极型晶体管 绝缘栅双极型晶体管及其工作原理绝缘栅双极型晶体管的特性参数 8．其它新型电力电子器件 静电感应晶体管静电感应晶闸管MOS控制晶闸管集成门换流晶闸管功率模块与功率集成电路 9．电力电子器件的驱动与保护 驱动电路保护电路缓冲电路散热系统 说明： 本章的重点是电力二极管、晶闸管、电力晶体管、电力场效应管的工作原理、特性、主要参数和使用方法。难点是电力电子器件的驱动与保护。 （三）DC/DC变换技术 1．直流变换电路工作原理 2．降压变换电路 3．升压变换电路 4．升降压变换电路 5．Cuk电路 6．带隔离变压器的直流变换器 反激式变换器正激式变换器半桥变换器全桥变换器 7．直流变换的PWM控制技术 直流PWM控制的基本原理直流变换的PWM控制技术 说明： 本章的重点是直流变换电路工作原理，降压变换电路，升压变换电路，带隔离变压器的直流变换器。难点是流变换的PWM控制技术。 （四）DC/AC变换技术 1．逆变器的性能指标与分类 逆变器的性能指标逆变器的分类 2．电力器件的换流方式与逆变电路的工作原理

电力电子技术作业

解:a) b) c) Idl-— (￥片1)俺 d 2717 Ta JI 2 d ,0. 1767 I a 4 ￡ -匚 l rn ——(纟 + 1)缺 0.胡 31 A TT 2 sin 亦泊3) ~~~ l + ± fe 0.898 J = J — f : = 0. 5 A 7.晶闸管的触发脉冲需要满足哪些条件? 第2至第8章作业 第2章电力电子器件 1. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：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. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电 流，即维持电流。 3. 怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：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。 4. 图1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为 I m ，试计 算各波形的电流平均值 I d1、|d2、I d3与电流有效值11、12、|3。 a) b) c) 图1晶闸管导电波形

答：A：触发信号应有足够的功率 B:触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 第3章整流电路 1.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L = 20mH，U2= 100V，求当a= 0°和60。时的负 载电流I d，并画出u d与i d波形。 解：a = 0°寸，在电源电压U2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成 ud与id的波形如下图:L―- = sin(oi di亠 考虑到初始条件二半时2±_0可解方程紂： 心一' (l^cos^) (cL -顷-22. 51 (A) (t)L

电力电子技术作业解答复习用

第一章作业 1. 使晶闸管导通的条件是什么？ 答：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：u AK>0且u GK>0。 2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。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。 3. 图1-43 中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解：（a） (b) (c)

第二章作业 1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L＝20mH，U2＝100V，求当α＝0?和60? 时的负载电流I d，并画出u d与i d波形。 解：α＝0?时，在电源电压u2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。在电源电压u2的负半周期，负载电感L释放能量，晶闸管继续导通。因此，在电源电压u2的一个周期里，以下方程均成立： 考虑到初始条件：当ωt＝0 时i d＝0 可解方程得： u d与i d的波形如下图： 当α＝60°时，在u2正半周期60?~180?期间晶闸管导通使电感L储能，电感L储藏的能量在u2负半周期180?~300?期间释放，因此在u2一个周期中60?~300?期间以下微分方程成立：

考虑初始条件：当ωt＝60 时i d＝0 可解方程得： 其平均值为 此时u d与i d的波形如下图： 2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁 ；②当负载是电阻或电化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为 2 感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。 答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。 以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。 ①以晶闸管VT2为例。当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕 。 组并联，所以VT2承受的最大电压为 2 ②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角a 相同时，对于电阻

电力电子技术平时作业

电力电子技术平时作业（2020年8月5日，合计37题） 一、填空题（12题） 1、电力变换通常分为四大类，整流、逆流，斩波、变频和变相。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要触发脉冲的幅度和功率达到对所作用的可控硅有效触发、要可方便与被控的交流电周期同步，和能方便的改变同步后的延迟时间。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。 4、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为_电压源型逆变电器，当直流侧为电流源时，称此电路为电流源型逆变电路。 5、在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称自然采样法，实际应用中，采用规则采样法来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。 6、常用的晶闸管有普通型单向导通的晶闸管式、普通型双向导通的晶闸管式两种。 7、单相半控桥整流电路，带大电感性负载，晶闸管在触发时刻换流，二极管则在电源电 压过零点时刻换流。 8、过电压产生的原因浪涌电压、操作过电压，可采取阻容吸收、晒推、压敏电阻保护。 9、变频电路所采取的换流方式自然换流、负载换流、强迫换流。 10、门极可关断晶闸管主要参数有_ 最大可关断阳极电流。 11、电力变换通常分为四大类，即整流、逆变、直流斩波、交流变交流。 12、斩波器是在接在恒定直流电源和负载电路之间，用于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。 二、简答题(18题) 1.使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导 通变为关断？ 答： 闸管导通的条件是阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通]极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳板电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流儿以上。导通后的晶闸管管压降很小使导通了的昴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|H以下。 其方法有二： 1）减小正向阳极电压至一个数值一下，或加反向阳极电压； 2）增加负载回路中的电阻。 2.晶闸管的触发脉冲要满足哪些要求？ 答： 一、触发脉冲信号要有足够大的电压和功率; 二、极正向偏压越小越好; 三、脉冲的前沿要陡，宽应满定要求; 四、满足主电路移相范围的要求;

电力电子技术教学大纲

西安交通大学 电力电子技术教学大纲 56学时 3.5学分 西安交通大学电气工程学院

一、课程的性质、目的和任务 1. 本课程是电气工程与自动化专业必修的技术基础课。 2. 本课程的目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。同时，为《电力拖动自动控制系统》等后续课程打好基础。 二、使用的教材 王兆安、黄俊主编，电力电子技术，第4版，机械工业出版社，2000年6月。该教材为“九五”国家重点教材，教育部面向21世纪课程教材。 三、课程的基本要求 1. 熟悉和掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法； 2. 熟悉和掌握各种基本的整流电路、直流斩波电路、交流—交流电力变换电路和逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。 3. 掌握PWM技术的工作原理和控制特性，了解软开关技术的基本原理。 4. 了解电力电子技术的应用范围和发展动向。 5. 掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。 四、课程内容 绪论 ?电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史 ?电力电子技术的应用范围 ?电力电子技术的发展前景 ?本课程的任务与要求

电力电子器件 ?各种二极管 ?半控型器件：晶闸管 ?典型全控型器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT ?IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件 ?功率集成电路和智能功率模块 ?电力电子器件的串并联 ?电力电子器件的保护 ?电力电子器件的驱动电路 整流电路 ?单相可控整流电路 ?三相可控整流电路 ?变压器漏抗对整流电路的影响 ?电容滤波的二极管整流电路 ?整流电路的谐波和功率因数 ?大功率整流电路 ?整流电路的有源逆变工作状态 ?相位控制电路 直流斩波电路 ?降压斩波电路 ?升压斩波电路 ?升降压斩波电路 ?复合斩波电路 交流电力控制电路和交交变频电路 ?单相相控式交流调压电路 ?三相相控式交流调压电路 ?交流调功电路 ?交流电子开关 ?单相输出交—交变频电路 ?三相输出交—交变频电路 ?矩阵式变频电路

《电力电子技术》课程标准

《电力电子技术》课程标准 课程名称:电力电子技术 课程代码: 建议课时数:96 学分: 适用专业:电气运行控制 一、前言 1、课程得性质 本课程就是职业院校电气运行控制专业得一门专业课程,其目标就是培养学生具备从事电气自动化运行中变流设备及其控制设备得安装、调试与维修得基本职业能力,本专业学生应达到国家维修电工职业资格证书中中级工与高级工相关技术考证得基本要求。 2、设计思路 本课程标准以电气自动化专业学生得就业为导向,根据行业专家对电气自动化专业所涵盖得岗位群进行得任务与职业能力分析,遵循学生认知规律,紧密结合国家维修电工职业资格证书中得考核要求,确定本课程得工作模块与课程内容。为了充分体现应用技术引领、实践导向课程思想,要将本课程得教学活动分解设计成若干单元技术,以模块为单位组织教学,以典型设备为载体,引出相关专业理论知识,使学生在实践中加深对专业知识、技能得理解与应用,培养学生得综合职业能力,满足学生职业生涯发展得需要。 本课程建议课时为96学时。课时数以课程内容得重要性与容量来确定。 二、课程目标 通过理实一体化得教学活动,掌握电气自动化运行中整流器、斩波器、变频器等变流设备及其控制设备应用得技能与相关理论知识,能完成本专业相关岗位得工作任务。

1、知识目标 (1)掌握不可控器件电力二极管得识别、选择、运用得知识; (2)掌握半控型器件晶闸管、IGBT、GTR、MOEFET等全控型器件得识别、选择、运用得知识; (3)掌握触发电路与主电路得同步; (4)掌握晶闸管及其整流电路得保护方式得选择与设置知识。 2、能力目标 (1)会晶闸管典型得触发电路得安装、调试与常见故障得排除维护; (2)会单相电力电子控制电路得安装、调试与维护; (3)会三相变流电路系统得安装、调试与维护; (4)会识读通用变频器系统得说明书、系统图; (5)能设置变频器系统参数; (6)会调试典型变频器系统; (7)能排除典型变频器系统得常见故障。 三、课程内容与要求

电力电子技术习题及答案

电力电子技术习题集 习题一 1. 试说明什么是电导调制效应及其作用。 2. 晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断 的条件是什么，如何实现？ 3. 有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？ 4. 图1-30中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m ，试计算各波形的电 流平均值、有效值。如不考虑安全裕量，额定电流100A 的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d 各位多少？ (f) 图1-30 习题1-4附图 5. 在图1-31所示电路中，若使用一次脉冲触发，试问为保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽 度至少要多宽？图中，E =50V ；L =0.5H ；R =0.5?; I L =50mA （擎住电流）。 图1-31习题1-5附图 图1-32习题1-9附图 6. 为什么晶闸管不能用门极负脉冲信号关断阳极电流，而GTO 却可以？ 7. GTO 与GTR 同为电流控制器件，前者的触发信号与后者的驱动信号有哪些异同？ 8. 试比较GTR 、GTO 、MOSFET 、IGBT 之间的差异和各自的优缺点及主要应用领域。 9. 请将VDMOS （或IGBT ）管栅极电流波形画于图1-32中，并说明电流峰值和栅极电阻 有何关系以及栅极电阻的作用。 10. 全控型器件的缓冲吸收电路的主要作用是什么？试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。 11. 限制功率MOSFET 应用的主要原因是什么？实际使用时如何提高MOSFET 的功率容 量？ 习题二

1．具有续流二极管的单相半波可控整流电路，带阻感性负载，电阻为5?，电感为0.2H，电源电压的有效值为220V，直流平均电流为10A，试计算晶闸管和续流二极管的电流有效值，并指出晶闸管的电压定额（考虑电压2-3倍裕度）。 2．单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。系统采用220V的交流电压通过降压变压器供电，且晶闸管的最小控制角αmin＝30°，（设降压变压器为理想变压器）。试求： （1）变压器二次侧电流有效值I2； （2）考虑安全裕量，选择晶闸管电压、电流定额； （3）作出α＝60°时，u d、i d和变压器二次侧i2的波形。 3．试作出图2-8所示的单相桥式半控整流电路带大电感负载，在α＝30°时的u d、i d、i VT1、 i VD4的波形。并计算此时输出电压和电流的平均值。 4．单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2 ?，L值极大，反电动势E＝60V，当α＝30°时，试求： （1）作出u d、i d和i2的波形； （2）求整流输出电压平均值U d、电流I d，以及变压器二次侧电流有效值I2。 5. 某一大电感负载采用单相半控桥式整流接有续流二极管的电路，负载电阻R=4Ω，电源电 压U2=220V，α=π/3，求： (1) 输出直流平均电压和输出直流平均电流； (2) 流过晶闸管（整流二极管）的电流有效值； (3) 流过续流二极管的电流有效值。 6．三相半波可控整流电路的共阴极接法和共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？ 如果不是，它们在相位上差多少度？试作出共阳极接法的三相半波可控的整流电路在α＝30°时的u d、i VT1、u VT1的波形。 7. 三相半波可控整流电路带大电感性负载，α＝π/3，R=2Ω，U2=220V，试计算负载电流I d， 并按裕量系数2确定晶闸管的额定电流和电压。 8．三相桥式全控整流电路，U2＝100V，带阻感性负载，R＝5 ?，L值极大，当α＝60°，试求： （1）作出u d、i d和i VT1的波形； （2）计算整流输出电压平均值U d、电流I d，以及流过晶闸管电流的平均值I dVT和有效值 I VT； （3）求电源侧的功率因数； （4）估算晶闸管的电压电流定额。 9．三相桥式不控整流电路带阻感性负载，R＝5 ?，L＝∞，U2＝220V，X B=0.3 ?，求U d、I d、 I VD、I2和γ的值，并作出u d、i VD1和i2的波形。 10．请说明整流电路工作在有源逆变时所必须具备的条件。 11．什么是逆变失败？如何防止逆变失败？ 12. 三相全控桥变流器，已知L足够大、R=1.2Ω、U2=200V、E M= -300V，电动机负载处于 发电制动状态，制动过程中的负载电流66A，此变流器能否实现有源逆变？求此时的逆变角β。 13．三相全控桥变流器，带反电动势阻感负载，R＝1 ?，L＝∞，U2＝220V，L B=1mH，当 E M＝－400V，β＝60°时求U d、I d和γ的值，此时送回电网的有功功率是多少？