绝缘栅

电力电子技术复试资料考研复试必备

发布时间:2022/7/30 13:58:20   
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往年复试猜测仍是网长举办,目前应当攥紧打算复试了,比拟前几年的30%左右的登科率,往年猜测也就可以抵达25%左右,比拟以前大大增加了,调整更是难上加难,初试成绩不是很幻想的同窗还能够靠复试翻盘,于是说目前必要紧要张起来了,为本身能成功登陆,众人应当加入复试的状况了。

绪言

第一部份:填空题

1.电力电子手艺是操纵电力电子器件对电能举办调换和遏制的手艺。

2.电力电子手艺是运用于电力调换范畴的电子手艺。

3.电能调换的含意是在输入和输出之间,将电压/电流/频次(包罗直流)/相位/相数中的一项以上加以变动。

4.在功率调换电路中,为了只管提升电能调换的效率,于是器件只可劳动在开关状况,如此才干下降斲丧。

5.电力电子手艺的研讨体例包罗两大分支:电力电子器件制造手艺和变流手艺。

6.半导体变流手艺包罗用电力电子器件构成的电力调换电路和对其举办遏制的手艺,以及构成电力电子安装和电力电子系统的手艺。

简答题

1.甚么是电力电子手艺?

答:电力电子手艺是运用于电力范畴的电子手艺,操纵电力电子器件对电能举办调换和遏制的手艺。

2.电能调换电路有甚么特征,板滞式开关为甚么不恰当做电能调换电路的开关?

答:电能调换电路在输入和输出之间将电压,电流,频次,相位,相数中的一种加以调换。电能调换电路中幻想开关应当餍足切换时开关工夫为0,操纵寿命长,而板滞开关不能餍足这些请求。

3.电力电子调换电路包罗哪几个大类?

答:交换变直流-整流,直流变交换-逆变,直流变直流-斩波,交换变交换-交换调压,变频。

电力电子器件

第一部份:

1.电力电子器件是直接用于主电路电路中,实行电能的调换或遏制的器件。

2.主电路是在电气做战或电力系统中,直接担当电能的调换或遏制的电路

3.电力电子器件通常劳动在开关状况。

4.电力电子器件构成的系统,通常由遏制电路,启动电路,主电路三部份构成,由于电路中存在电压和电流的过冲,不时需增加庇护电路。

5.依照器件能够被遏制的性质,电力电子器件可分为下列三类:弗成控器件,半控型器件,全控型器件。

6.依照启动电路记号的性质,电力电子器件可分为下列两类:电流启动型,电压启动型。

7.电力二极管的劳动性质能够概述为单引导电性。

8.电力二极管的重要典型有平常二极管,快复原二极管,肖特基二极管。

9.平常二极管又称整流二极管,多用于开关频次不高,通常为1khz下列的整流电路,其反向复原工夫较长,通常在5um以上。

10.快复原二极管简称快捷二极管,其反向复原工夫较短,通常在5um下列

11.肖特基二极管的反向复原工夫更短,其范畴通常在10-40ns之间。

12.晶闸管的根本劳动性格可概述为:担当反向电压时,不管门极能否有触发电流,晶闸管都不会导通,担当正向电压时,仅在门极有触发电流景况下,晶闸管才干导通,晶闸管一旦导通,门极就会遗失遏制影响。要使晶闸管关断,只可使晶闸管的电流降到亲近于0的某一数值下列。

13.每每取晶闸管的U中较小的标值做为该器件的额定电压。选历时,通常取额定电压为通常劳动时晶闸管所担当峰值电压的2-3倍。

14.使晶闸管保持导通所定然的最小电流称为保持电流,晶闸管刚从断态转入通态并移除触发记号以后,能保持导通所需的最小电流称为擎住电流,对统一晶闸管来讲,每每擎住电流为保持电流的2-4倍。

15.晶闸管的派生器件有:快捷晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管。

16.平常晶闸管关断工夫数百奥秘,快捷晶闸管数十奥秘,高频晶闸管10um左右。高频晶闸管的不够在于其电压和电流定额不易做高。

17.双向晶闸管能够为是一双反并联的平常晶闸管的集成。

18.逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管理做在统一个管心上的功率集成器件。

19.光控晶闸管又称光触发晶闸管,是操纵必要波长的光照记号触发导通的晶闸管。光触发保证了主电路与遏制电路之间的绝缘,且可防范电磁干与的影响。

简答题

1.电力电子器件是怎么界说和分类的?同解决讯息的电力器件比拟,他的特征是甚么?

答:电力电子器件是指可直接用于解决电能的主电路中,实行电能调换或遏制的电子器件。

依照遏制程度:弗成控器件,半控型器件,全控型器件。

依照启动电路:电流启动型,电压启动型。

特征:解决的功率大,器件处于开关状况,需求讯息电子电路来遏制,需求安设散热片。

2.使晶闸管导通的前提使甚么?

答:2个前提缺一弗成,晶闸管阳极和阴极之间施加正朝阳极电压晶闸管门极和阴极之间必要加之合适的正向脉冲电压和电流。

3.保持晶闸管导通的前提是甚么?怎么才干使晶闸管由导通变成关断?

答:保持晶闸管导通的前提是流过晶闸管的电流大于保持电流,欲使之关断,只要将流过晶闸管的电流减小至保持电流下列,可采纳阳极电压反向,减小阳极电压或增大回路阻抗等方法。

推算题:

1.晶闸管在单相正弦有用值电压v时劳动,若琢磨晶闸管的平安裕量,其电压定额应选多大?

解:晶闸管所担当的正反向电压最大值为输入正弦交换电源电压的峰值v,取晶闸管的平安裕量为2倍,则晶闸管额定电压不低于2*v=v。

2.晶闸管电流推算依照有用值相等的法则举办推算,即先算的有用值,再盘算出均匀值。

填空题:

1.GTO很多元机关是为了便于实行门极遏制关断而推算得。

2.GTO得明白遏制方法与晶闸管宛如,然而能够颠末在门极施加负的脉冲电流使其关断。

3.GTO导通进程与平常晶闸管相同,不过导通时饱和程度较低,导通时管压降增大。

4.GTO最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值之比称为电流关断增益,该值通常很小,惟独5左右,这是GTO得一个重要弱点。

5.GTR导通的前提是:集电极担当正电压(NPN型)且基极施加启动电流。

6.在电力电子电路中,GTR劳动在开关状况,在开关进程中,在停止区和饱和区之间过渡时,要颠末强调区。

7.电力MOSFET导通的前提是:漏源极间加正电压且在栅源极间加正电压Ugs,且大于开启电压UT。Ugs=0关断

8.电力mosfet的漏极伏安性格中的三个地区与GTR共发射极接法时的输出性格中的三个地区有对应干系,此中前者的停止区对应后者的停止区,前者的饱和区对应后者的强调区,前者的非饱和区对应后者的强调区。

9.电力MOSFET的通态电阻具备正的温度系数。(温度越高,电阻值越大)

10.IGBT是由mosfet和GTR两类器件扬长避短连系而成的复合器件。

11.IGBT导通的前提是:集射极间加正电源Uce0且UGE大于开启电压UGE(th)

12.IGBT的输出性格分为三个地区:别离是阻断区,有源区和饱和区,IGBT的开关进程是在阻断区和饱和区之间切换。

13.IGCT是由IGBT和GTO两类器件连系而成的复合器件,当今正在与IGBT等新式器件剧烈比赛,试图最后替换GTO在大功率场地的场所。

14.将多个电力电子器件封装在一个模块中,称为功率模块。

15.与单管器件比拟,功率模块的长处是:可削减安装体积,减小路线电感。

16.功率集成电路将功率器件与逻辑,遏制,庇护,传感,探测,自诊断等讯息电子电路制做在统一芯片上。

17.功率集成电路实行了电能和讯息的集成,成为机电一体化的幻想接口。

18.依照载流子参加导电的景况,可将电力电子器件分为:单极性,双极型,复合型三类。

19.在下列器件:电力二极管(powerdiode)晶闸管(scr)门极可关断晶闸管(GTO)电力晶体管(GTR)电力场效应管(电力mosfet)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)

属于弗成控器件的是:电力二极管

属于半控型器件的是:SCR

属于全控型器件的是:GTO,GTR,电力MOSFET,IGBT

属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET

属于双极型器件的有:电力二极管,SCR,GTO,GTR

属于复合型电力电子器件的有IGBT

在可控器件中,容量最大的是SCR

劳动频次最高的是电力MOSFET

属于电压启动的是电力MOSFET,IGBT

属于电流启动的是SCR,GTO,GTR

20.画出上面电力电子器件的电气标记电力二极管晶闸管GTOGTRIGBT电力场效应管

简答题:

1.gto和平常晶闸管同为PNPN机关,为甚么GTO能够自关断,而平常晶闸管不能?

答:gto能够颠末门极关断的出处是与平常晶闸管犹下列差别:

推算

2较大,使晶闸管V2遏制精巧,易于关断GTO

导通时

1+

2更亲近1,导通时亲近临界饱和,有益于门极遏制关断,但导通时管压降增大

多元集成机关使得P2基区横向电阻很小,能从门极抽出较大电流。

2.试阐述IGBT,GTR,GTO和电力MOSFET的各自的优弱点

答:GTR的容量中等,劳动频次通常在10Khz下列,所需启动功率较大,耐压高,电流大,开关性格号好;GTO容量大,但启动繁杂速率低,电流关断增益很小,功耗大,效率较低;OSFET器件劳动频次最高,所需启动功率最小,热安稳性好,但其容量较小,通态压降答,明白斲丧响应较大,耐压低;IGBT的容量和GTR容量属于统一等第,但属于电压遏制型器件,启动功率小,劳动频次高,通态压下降,输入阻抗高。

直流斩波电路:

填空题:

1.直流斩波电路告竣的是直流到另一安稳电压或可调电压的直流电的调换。

2.直流斩波电路中最根本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波电路。

3.斩波电路有三种遏制方法:脉冲宽度调制(PWM调制),脉冲频次调制和混杂型,此中最罕用的遏制方法是:脉冲宽度调制。

4.脉冲宽度调制的法子是:周期稳固,导通工夫ton变动,即颠末导通占空比的变动来变动变压比,遏制输出电压。

5.脉冲频次调制的法子是:导通工夫稳固,周期变动,导通比也能产生变动,进而抵达变动输出电压的方针,该法子的弱点是:导通占空比的变动范畴有限,输出电压和输出电流中的谐波频次不安稳,不利于滤波器的推算。

6.降压斩波电路中每每串连较大的电感,其方针是使负载电流赓续。

7.生压斩波电路使电压抬高的出处是:电感L储能使电压泵升,电容C可将输出电压坚持住。

8.升压斩波电路的模范运用有直流电动机传动和单相功率因数校订等。

9.起落压斩波电路和CUK斩波电路显露升压状况的前提是开关器件的导通占比为0.5-1,显露降压状况的前提是开关器件的导通占空比为0-0.5.

逆变电路:

1.把直流电变成交换电的电路称为逆变电路,当交换侧有电源时称为有源逆变,当交换侧无电源时称为无源逆变。

2.电流从一个歧路向另一个歧路转变的进程称为换流,从大的方面,环流能够分为两类,即外部换流和内部换流,进一步区分,前者又包罗电网换流和负载换流两种换流方法,后者包罗器件换流和欺压换流两种换流方法,恰当于全控型器件的换流方法是器件换流。

3.逆变电路能够依照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。

4.半桥逆变电路输出交换电压的幅值Um为0.5Ud,全桥逆变电路输出交换电压的幅值为Ud。

5.单项全桥方波型逆变电路,度导电角的遏制方法下,变动输出交换电压的有用值只可颠末变动直流电压Ud来实行,变动两组开爱护换频次可变动输出交换电频次,为防范统一桥臂的高低两个开关器件同时导通而引发直流侧电源短路,在开关遏制上应采纳先断后通的法子。

6.三相电压型逆变电路中,度导电角的遏制方法下,每个桥臂的导电角度为°,各相最先导电的角度顺序出入°,在职一功夫,有3个桥臂导通。

7.电压型逆变电路通常采纳全控型器件,换流方法为器件换流,电流型逆变电路中,较多采纳半控型器件,换流方法有的采纳欺压环流,有的采纳负载换流。

简答题:

1.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同:答:有源逆变电路交换侧接有电源,无源逆变电路交换侧直接与负载接连。

2.换流方法各有哪几种,各有甚么特征?

答:共四种换流方法器件换流:操纵全控型器件的自关断能耐举办换流电网环流:由电网供应换流电压,操纵电网负压使scr关断

负载换流:由容性负载供应环流电压

欺压换流:配置附加的换流电路,给欲关断的晶闸管欺压施加反向电压或反向电流的换流方法称为欺压换流。

PWM手艺

1.PWM遏制的理论底子是面积等效道理,即冲量相等而形态不同的窄脉冲加在具备惯性的关节上时,其成效基事实同。

2.依照面积等效道理,spwm遏制用一组等幅不等宽的脉冲(宽度按正弦规律变动)来等效一个正弦波。

3.PWM遏制便是对脉冲宽度举办调制的手艺,直流斩波电路获得的PWM波是等效直流波型,SPWM遏制获得的是等效正弦波形。

4.PWM波型只在单个极性范畴内变动的遏制方法称单极性遏制方法,PWM波型在正负极性间变动的遏制方法称双极性遏制方法,三相桥式PWM型逆变电路采纳双极性遏制方法。

5.Spwm波形的遏制法子:变动调制记号Ur的幅值可变动基波幅值,变动调制记号Ur的频次可变动基波频次。

6.获得pwm波型的法子通常有两种,即推算法和调制法,本质中重要采纳调制法。

7.依照载波和记号波能否同步及载波比的变动景况,pwm调制方法可分为同步调制和异步调制。通常为归纳两种法子的长处,在低频输出时采纳异步调制法子,在高频输出时采纳同步调制法子。

8.在正弦波和三角波的果然交点功夫遏制开关器件的通断,这类生成spwm波形的法子称为果然采样法,本质运用中,采纳法则采样法来替换上述法子,在推算量大大减小的景况下获得的成效亲近真值。

9.正弦波调制的三相PWM逆变电路,在调轨制a为最大值1时,直流电压操纵率为0.,采纳梯形波做为调制记号,能够有用提升直流电压操纵率,然而会为电路引进低次谐波。

简答题:

1.单极性和双极性PWM调制有甚么差别?三相桥式PWM型逆变电路中,输出相电压(输出打量关于直流电源中电的电压)和线电压SPWM波型各有几种电平?

答:单极性PWM调制在调制记号的半个周期内载波只在正或负一种极性范畴内变动,双极性PWM调制在调制记号的半个周期内载波是有正有负的,输出相电压有+0.5Ud,以及-0.5Ud两种电平,输出线电压有+Ud-Ud0三种电平。

2.试容易对比pwm遏制中的推算法和调制法的特征

答:假使给出逆变电路的正弦波输出频次,幅值和半个周期内的脉冲数,PWM波形中各脉冲的宽度和阻隔就可以够明确推算出来,依照推算完毕遏制逆变电路中开关器件的通断,就可以够获得所需求的PWM波形,这类法子称之为推算法,能够看出,推算法很琐碎,当所需求的正弦波的频次,幅值,或相位产生变动时,完毕都要产生变动。

与推算法相对应的是调制法,即把期盼输出的波形做为调制记号,把接纳调制的记号做为载波,颠末记号波的调制获得所憧憬的PWM波形,这类法子实行轻松,运用最广。

3.甚么是异步调制?甚么是同步调制?两者个有甚么特征,分段同步调制有甚么长处?

答:载波记号和调制记号不坚持同步的调制方法称为异步调制,采纳异步调制方法,期盼采纳较高的载波频次,以使在记号波频次较高时仍能坚持较大的载波比。

载波比N即是常数,使载波和记号波坚持同步的方法称为同步调制,当逆变电路输出频次很低时,同步调制的载波频次也很低,太低时由调制带来的谐波不易滤除。当逆变电路输出频次很高时,同步调制时的载波频次太高,使开关器件难以担当。

分段同步调制长处:在输出频次高的频段采纳较低的载波比,以使载波频次不宜太高,束缚在功率开关器件答应的范畴内。在输出频次低的频段采纳较高的载波比,以使载波频次不致太低而对负载形成不利影响。

4.甚么是SPWM波形的法则化采样法,和果然采样法比法则采样法由甚么长处?

答:法则采样法是取三角波两个正峰值之间为一个采样周期,使每个脉冲的中点都与响应的三角波负中点重合,在三角波的负峰值功夫对正弦记号波采样获得一点,过该点做一程度直线和三角波交于两点,在这两个功夫遏制器件通断,法则采样法生成的SPWM波形与果然采样法亲近,长处是推算量大大增加。

交换直流调换器

1.电阻负载的特征是电压和电流成正比,两者波形类似,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管遏制角a的最大移相范畴是0°-°。

2.阻感负载的特征是电感电流不能渐变,在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中,晶闸管遏制角a的最大移相范畴是0-,或许会涌现电流不赓续的景况,其担当的最大正反向电压均为√2u2,续流二极管担当的最大反向电压为√2u2.

3.单项桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,a角移相范畴是0-,单个晶闸管所担当的最大正向电压和反向电压别离是√2/2u2和√2u2。带阻感负载时a角移相范畴是0-90,单个晶闸管所担当的最大正向电压和反向电压别离是√2u2和√2u2,带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不涌现断续局面,可在主电路中直流输出侧串连一个平波电抗器。

4.单项全控桥反电动势负载电路中,当遏制角a大于不导电角b时,晶闸管的导通角为π-a,当遏制角a小于不导电角b时,晶闸管的导通角为0.

5.从输入和输出上看,单相桥式全控整流电路的波形和单向全波可控整流电路的波形基事实同,不过后者仅合用于低输出电压的场地。

简答题1.单向全波可控整流电路与单向桥式全控整流电路从直流输入端或交换输出端看都是根本一致的,那末两者有甚么差别?

答:有差别

单项全波可控整流电路中变压器的二次绕组带重心抽头,机关较繁杂,绕组及铁芯对铜,铁等材料的耗损比单相全控桥多,在现今寰球上有色金属资本有限的景况下,这是不利的。

单相全波可控整流电路只用2个晶闸管,比单相全控桥式可控整流电路少2个,响应的晶闸管的门极启动电路也少2个,然而在单相全波可控整流电路中晶闸管担当的最大电压是单相全控桥式可控整流电路中的2倍

单相全波可控整流电路中,导电回路只含有1个晶闸管,比单相桥少1个,因而少一个管压降。

填空题

1.电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所担当的最大正向电压即是√2u2,晶闸管遏制角a的最大移相范畴为0-,使负载电流赓续的前提是a≤30°。

2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的解决脉冲相位按相序顺序互差°,当它带阻感负载时,a的移相范畴是0-90°。

3.三相桥式全控整流电路带电阻负载劳动时,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压,而共阳极组中导通的晶闸管对应的是最低的相电压,这类电路a角的移相范畴是0-°,Ud波形赓续的前提是a≤60°。

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