第一篇：電力電子簡答題

什么是電力電子技術(shù)？答：用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，即應(yīng)用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力變換通常包括那幾類？答：電力變換通常分為四大類，即交流變直流（整流）、直流變交流（逆變）、直流變直流（直流斬波）和交流變交流。其中交流變交流可以是電壓或電力的變換，叫交流電力控制，也可以是和相數(shù)的變換。什么是電力電子器件？答：電力電子器件是指直接應(yīng)用于承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。目前，電力電子器件一般專指電力半導(dǎo)體器件。電力電子器件如何分類？答：按照電力電子器件被控制信號所控制的程度，可分為以下三類：不可控器件、半控型器件和全控型器件（又叫自關(guān)斷器件）。根據(jù)器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件又可分為：單極型器件、雙極型器件和混合型器件。按照控制信號的不同，還可將電力電子器件分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型，后者又叫場控器件或場效應(yīng)器件。什么是晶閘管？它主要有哪些應(yīng)用？答：晶閘管是硅晶體閘流管的簡稱，它包括普通晶閘管和雙向、可關(guān)斷、逆導(dǎo)、快速等晶閘管。普通型晶閘管（Thyristor）曾稱為可控硅整流器，常用SCR（Silicon Controlled Rectifier）表示。在實際應(yīng)用中，如果沒有特殊說明，皆指普通晶閘管而言。晶閘管主要用來組成整流、逆變、斬波、交流調(diào)壓、變頻等變流裝置和交流開關(guān)以及家用電器實用電路等。晶閘管是如何導(dǎo)通的？答：在晶閘管陽極——陰極之間加正向電壓，門極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門極電流Ig，則晶閘管導(dǎo)通，其導(dǎo)通過程叫觸發(fā)。晶閘管參數(shù)主要有哪些？答：晶閘管參數(shù)都和結(jié)溫有關(guān)，主要的參數(shù)有：（1）電壓定額。1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM。指允許重復(fù)加在晶閘管陽極—陰極間的正向峰值電壓，規(guī)定它的數(shù)值為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓，規(guī)定它的數(shù)值為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓UDRM的90%。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM。指允許重復(fù)加在晶閘管陽極—陰極間的反向峰值電壓，規(guī)定其值為反向不重復(fù)峰值電壓URSM的90%。3）額定電壓UTN。通常取實測的UDRM、URRM中較小值，按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級就低取整數(shù)，即為晶閘管的額定電壓。（2）電流定額。通態(tài)平均電流IT（AV）。晶閘管在環(huán)境溫度40℃和規(guī)定的冷卻條件下，結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時，所允許通過的最大工頻正弦半波（不小于1700）。晶閘管為什么在夏天比冬天容易出故障？答：晶閘管在正常工作時所允許的最高結(jié)溫叫額定結(jié)溫，在此溫度下，一切有關(guān)的額定值和特性都得到保證。夏天時，環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都較高，使晶閘管的冷卻條件變差，導(dǎo)致晶閘管結(jié)溫過高而損壞。另外，晶閘管結(jié)溫上升，使所需要的門極觸發(fā)電壓UGT、門極觸發(fā)電流IGT降低，晶閘管在外來干擾下容易造成誤觸發(fā)?？傊Y(jié)溫上升，使晶閘管的參數(shù)發(fā)生變化，性能變差，容易出現(xiàn)故障。晶閘為什么管在夏天工作正常，而到了冬天就不可靠了？答：冬天的環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度都較低，因而晶閘管的結(jié)溫較夏天低，導(dǎo)致門極觸發(fā)電壓UGT、門極觸發(fā)電流IGT偏高，使原來的觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號不能使晶閘管導(dǎo)通。晶閘管在使用時門極常加上負(fù)電壓，有何利弊？答：晶閘管門極加負(fù)電壓的好處是避免干擾造成的誤觸發(fā)，但負(fù)電壓最大值不能超過5V；不利方面是門極損耗增加，且降低晶閘管的觸發(fā)靈敏度。為什么有觸發(fā)脈沖時晶閘管導(dǎo)通，脈沖消失后則又關(guān)斷？答：晶閘管的陽極—陰極間加正向電壓，門極上有正向觸發(fā)脈沖時，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。此后陽極電流逐漸上

升到擎住電流IL值時，去掉觸發(fā)脈沖，則管子繼續(xù)導(dǎo)通，直到電流升到負(fù)載電流后，進(jìn)入正常正常工作狀態(tài)。如果陽極電流還沒有升到擎住電流值就去掉門極脈沖，則晶閘管就不能繼續(xù)導(dǎo)通而關(guān)斷。晶閘管的陽極—陰極間加正向正常電壓，門極加上正向觸發(fā)脈沖后晶閘管為什么也不導(dǎo)通？答：其主要原因如下：a)觸發(fā)電路功率不足。B)脈沖變壓器極性接反。C)負(fù)載斷開。D)門極—陰極間并聯(lián)的保護(hù)二極管短路。E)晶閘管損壞。晶閘管的陽極—陰極間加正向正常電壓，為什么不加觸發(fā)脈沖晶閘管也導(dǎo)通？答：主要原因是：（1）晶閘管本身觸發(fā)電壓低，門極引線受干擾，引起誤觸發(fā)。（2）環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)的溫度偏高，使晶閘管結(jié)溫偏高，導(dǎo)致晶閘管觸發(fā)電壓降低，在干擾信號下造成誤觸發(fā)。（3）晶閘管額定電壓偏低，使晶閘管在電源電壓作用下“硬開通”。（4）晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt偏低或晶閘管側(cè)阻容吸收回路斷路。晶閘管在工作時引起其過熱的因素有哪些？答：主要因素如下：(1)晶閘管過載。(2)通態(tài)平均電壓，即管壓降偏大。(3)門極觸發(fā)功率偏高。(4)晶閘管與散熱器接觸不良。(5)環(huán)境溫度和冷卻介質(zhì)溫度偏高。(6)冷卻介質(zhì)流速過低。門極可關(guān)斷晶閘管主要參數(shù)有哪些？答：GTO的主要參數(shù)如下：（1）最大可關(guān)斷陽極電流IATO。它也是標(biāo)稱GTO額定電流的參數(shù)。（2）電流關(guān)斷增益?off。定義為?off?IATOIGM 式中 IGM——門極負(fù)脈沖電流最大值。（3）擎住電流IL。在門極信號作用下，GTO從斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)，陽極電流開始上升，當(dāng)切除門極信號時，若管子處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，此時所對應(yīng)的陽極電流就被定義為擎住電流。絕緣柵雙極晶體管有哪些主要參數(shù)？答：絕緣柵雙極晶體管主要參數(shù)有：（1）最大集—射極電壓UCES。它是由IGBT內(nèi)部PNP晶體管所能承受的擊穿電壓所決定的。（2）最大集電極電流。包括額定直流電流IC和1ms脈沖最大電流ICP。（3）最大集電極功耗PCM。指在正常工作溫度下，允許的最大耗散功率。IGBT在實際應(yīng)用中應(yīng)采取哪些保護(hù)措施？答：IGBT在實際應(yīng)用中常用的保護(hù)措施如下：（1）過流保護(hù)。通過檢測出的過電流信號切斷門極信號，使IGBT關(guān)斷。（2）過壓保護(hù)。設(shè)置吸收電路可抑制過電壓并限制電壓上升率du/dt。（3）過熱保護(hù)。利用溫度傳感器檢測出IGBT的壺溫，當(dāng)超過允許值時令主回路跳閘。緩沖電路有什么作用？答：緩沖電路也叫吸收電路，在電力電子器件應(yīng)用技術(shù)中起著重要的作用。開通緩沖電路可以抑制器件開通時的電流沖和di/dt,減少器件的開通損耗；而關(guān)斷緩沖電路用于吸收器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt,減小關(guān)斷損耗；上述兩種緩沖電路結(jié)合在一起則稱之為復(fù)合緩沖電路，兼有二者的功能?？煽卣麟娐啡绾畏诸悾看穑河袉蜗嗪投嘞嗟刃褪?，常用的控整流電路為：(1)單相。主要包括：1）單相半波；2）單相全波（又叫雙半波）；3）單相橋式（又分單相全控橋和單相半控橋兩種型式）。（2）三相。主要包括：1）三相半波（又叫三相零式）；2）三相橋式（又分三相全控橋和三相半控橋兩種型式）；3）帶平衡電抗器的雙反星形。可控整流電路有哪些應(yīng)用？答：可控整流電路可以把交流電壓變換成固定或可調(diào)的直流電壓，凡是需要此類直流電源的地方，都能使用可控整流電路。例如，軋機(jī)、龍門刨床、龍門銑床、平面磨床、臥式鏜床、造紙和印染機(jī)械等可逆或不可逆的直流電動機(jī)拖動、蓄電池充電、直流弧焊、電解

和電鍍等。什么是觸發(fā)延遲角？答：在可控整流電路中，可控元件從開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖時止，其間的電角度叫觸發(fā)延遲角，用?表示，簡稱觸發(fā)角，也叫控制角或移相角。什么是導(dǎo)通角？答：主電路中可控元件在一個周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度，用?表示。什么是同步？答：觸發(fā)信號和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關(guān)系叫同步。單相可控整形電路有哪些優(yōu)缺點？答：單相可控整流電路線路簡單、價格便宜，制造、調(diào)試、維修都比較容易。但其輸出的直流電壓脈動系數(shù)較大，若想改善波形，就需加入電感量較大的平波電抗器，因而增加了設(shè)備的復(fù)雜性和造價；又因為其接在電網(wǎng)的一相上，當(dāng)容量較大時，易使三相電網(wǎng)不平衡，造成電力公害，影響供電質(zhì)量。因此，單相可控整流電路只用在較小容量的地方，一旦功率超過4kW或要求電壓脈動系數(shù)小的地方都采用三相可控整流電路。在實際電路中為什么要用晶閘管串聯(lián)？答：單個晶閘管的額定電壓是有一定限度的，當(dāng)實際電路要求晶閘管承受的電壓值大于單個晶閘管的額定電壓時，可以用兩個以上的同型號的晶閘管串聯(lián)使用。在實際電路中為什么要用晶閘管并聯(lián)，晶閘管并聯(lián)時應(yīng)采用哪些措施？答：單個晶閘管的額定電流是有一定限度的，當(dāng)實際電路要求晶閘管通過的電流值大于單個晶閘管的額定電流時，可以用兩個以上同型號的晶閘管并聯(lián)使用。由于各晶閘管的正向特性不可能一樣，將使晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)和導(dǎo)通過程中電流分配不均，使通過電流小的管子不能充分利用，而通過電流大的管子可能燒壞，因此要采取以下措施：(1)盡量選用正向特性一致的管子并聯(lián)。(2)采取均流措施。(3)采用強(qiáng)觸發(fā)。(4)降低電流額定10%使用。晶閘管整流電路為什么要用整流變壓器，三相整流變壓器為什么都用D，y聯(lián)結(jié)？答：一般情況下，晶閘管整流電路要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓不一致，因此需配用適合變壓器，以使電壓匹配；另外，為了減少電網(wǎng)與晶閘管整流電路之間的相互干擾，要求兩者隔離?；谏鲜鰞煞N理由，要用整流變壓器。由于晶閘管整流電路輸出電壓中除直流分量外，還含有一系列高次諧波，三相整流變壓器的一次側(cè)采用三角形聯(lián)結(jié)，可使幅值較大的三次諧波流通，有利于電網(wǎng)波形的改善；二次側(cè)接成星形聯(lián)結(jié)是為了得到中性線，特別是三相半波整流電路，必須要有中性線。三相半控橋與三相全控整流電路相比有哪些特點？答：三相半控橋用三只晶閘管，不需要雙窄脈沖或大于60?的寬脈沖，因而觸發(fā)電路簡單、經(jīng)濟(jì)、調(diào)整方便。三相半控橋只能做可控整流，不能工作于逆變狀態(tài)，因而只應(yīng)用于中等容量的整流裝置或不可逆的直流電動機(jī)傳動系統(tǒng)中。實際應(yīng)用中，還需在輸出端并接續(xù)流二極管，否則在大電感負(fù)載時，一旦脈沖突然丟失，則會產(chǎn)生失控。三相半控橋電路，控制靈敏度低，動態(tài)響應(yīng)差。調(diào)試晶閘管整流裝置時，應(yīng)注意哪些問題？答：調(diào)試晶閘管整流裝置時，應(yīng)注意的問題有：(1)核對接線確保無誤。(2)先調(diào)試觸發(fā)電路。觸發(fā)脈沖的寬度、幅值、移相范圍等必須滿足要求。(3)再調(diào)試主回路。必須保證觸發(fā)脈沖與主回路電壓同步，對于三相整流電路，要特別注意三相交流電源的相序，不能顛倒。主回路的調(diào)試可先在低壓下進(jìn)行、正常后再接入正常電壓試運(yùn)行。(4)試運(yùn)行中要注意觀察整流裝置的電壓、電流有無異常聲響等。運(yùn)行一段后，確實沒有問題，方可投入正常運(yùn)行。常用的觸發(fā)電路有哪幾種？答：觸發(fā)電路的形式多種多樣，常用的觸發(fā)電路主要有阻容移相橋觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管移相觸發(fā)

電路、同步信號為正弦波的觸發(fā)電路、同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路、KC系列的集成觸發(fā)電路和數(shù)字式觸發(fā)電路。什么是電力電子器件的驅(qū)動電路？答：電力電子器件的驅(qū)動電路是主回路與控制電路之間的接口，它對設(shè)備的性能有很大的影響。驅(qū)動電路性能良好，可使器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間、減小開關(guān)損耗，對設(shè)備的運(yùn)行效率、安全性和可靠性都有重要的意義。驅(qū)動電路的主要任務(wù)是什么？答：驅(qū)動電路的主要的任務(wù)是將信息電子電路傳來的信號按照控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換成使電力電子器件開通或關(guān)斷的信號。什么是逆變？如何分類？答：將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^程就叫逆變。變流器工作在逆變狀態(tài)時，把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?0Hz的交流電送到電網(wǎng)，稱為有源逆變；若把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電供給負(fù)載使用，則叫做無源逆變或變頻。要想使變流器工作在逆變狀態(tài)，應(yīng)該具備什么條件？答：應(yīng)同時具備以下兩個條件：(1)外部條件。必須有外接的直流電源。(2)內(nèi)部條件。控制角??90?。什么叫逆變角？答：變流器工作在逆變狀態(tài)時，常將控制角?改用?表示，將?稱為逆變角，規(guī)定以???處作為計量?角的起點，?角的大小由計量起點向左計算。?和?的關(guān)系為?????。三相逆變電路對觸發(fā)電路的要求和整流電路相比有什么不同？答：以三相半波共陰極接法為例進(jìn)行分析。三相半波電路要求每隔120?按順序給V1、V3、V5施加觸發(fā)脈沖，以保證換相到陽極電壓更高的那一相上。對于整流電路來說，如果同時給三個晶閘管施加觸發(fā)脈沖，電路也能正常換相，而逆變電路則不行。逆變電路要求觸發(fā)電路必須嚴(yán)格按照換相順序，依此給三個晶閘管施加觸發(fā)脈沖，才能保證電路正常工作。什么叫逆變失敗，造成逆變失敗的原因有哪些？答：晶閘管變流器在逆變運(yùn)行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的原因主要有：(1)觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等。(2)晶閘管本身性能不好。在應(yīng)該阻斷期間管子失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時不能導(dǎo)通。(3)交流電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過低等。(4)換相的裕量角過小。主要是對換相重疊角?估計不足，使換相的裕量時間小于晶閘管的關(guān)斷時間。為了防止逆變失敗，最小逆變角?min應(yīng)取多大？答：逆變狀態(tài)允許采用的最小逆變角應(yīng)為：?min??????? 式中 ?——晶閘管關(guān)斷時間tq折合的角度，約4??5?； ?——換相重疊角，與負(fù)載電流IL和變壓器漏抗成正比，約15??20?。??——安全裕量角，考慮脈沖不對稱，一般取10?。綜上所述，得出：?min?30?——35?。變頻器是如何分類的？答：按能量變換情況，可將變頻器分成兩大類：交—交變頻器和交—直—交變頻器。前者是將50Hz交流電直接轉(zhuǎn)換成所需頻率（一般是低于50Hz）的交流電，叫作直接變頻。后者是將50Hz的交流電先經(jīng)晶閘管裝置整流成直流電，然后再將直流電逆變成所需頻率的交流電，叫做間接變頻。變頻器有哪些換相方式？答：變頻器有如下?lián)Q相方式：（1）自然換相。有兩種形式：電網(wǎng)電壓換相和負(fù)載換相。（2）

強(qiáng)迫換相。如何區(qū)分電壓源型和電流源型變頻器？兩者都屬于交—直—交變頻器，由整流器和逆變器兩部分組成。由于負(fù)載一般都是感性的，它和電源之間必有無功功率傳送，因此在中間的直流環(huán)節(jié)中，需要有緩沖無功功率的元件，如果采用大電容器來緩沖無功功率，則構(gòu)成電壓源型變頻器；若采用大電抗器緩沖無功功率，則構(gòu)成電流源型變頻器。什么是斬波器？答：斬波器是在接在恒定直流電源和負(fù)載電路之間，用以改變加到負(fù)載電路上的直流電壓平均值的一種電力電子器件變流裝置。斬波器怎樣分類？答：斬波器按選用的晶閘管元件，可分為逆阻型和逆導(dǎo)型兩類。應(yīng)用全控型器件，可以構(gòu)成降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路等基本斬波電路。什么是交流調(diào)壓器，應(yīng)用在哪些地方？答：通過對晶閘管控制，可把固定的交流電壓轉(zhuǎn)換成可調(diào)的交流電壓，這種變流裝置叫交流調(diào)壓器。交流調(diào)壓器廣泛用于電爐的溫度控制、舞臺燈光的調(diào)節(jié)、中小功率異步電動機(jī)小范圍調(diào)速以及電解電鍍中整流變壓器的一次繞組電壓控制等。什么是晶閘管交流開關(guān)？答：如果令交流調(diào)壓器中的晶閘管在交流電壓自然過零時關(guān)斷或?qū)?，則稱之為晶閘管交流開關(guān)。交流調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式控制？答：交流調(diào)壓器的晶閘管常用兩種方式控制：相位控制和通—斷控制。在交流調(diào)壓器或交流開關(guān)中，使用雙向晶閘管有什么好處？答：雙向晶閘管不論是從結(jié)構(gòu)上，還是從特性上，都可以把它看作是一對反并聯(lián)晶閘管集成元件。它只是一個門極，可用交流或直流脈沖觸發(fā)，使之能正、反向?qū)?。在交流調(diào)壓器或交流開關(guān)中使用雙向晶閘管可以簡化電路、減小裝置體積和質(zhì)量、節(jié)省投資、方便維修。單相半波可控整流電路接大電感負(fù)載，為什么必須接續(xù)流二極管，電路才能正常工作？與單相橋式半控整流電路中的續(xù)流二極管的作用是否相同？答：電感足夠大時，若不接續(xù)流二極管，則在正半周導(dǎo)通期間電感吸收能量，并儲存起來；在電壓負(fù)半周，電感釋放所吸收的能量，使晶閘管的陽極承受正壓繼續(xù)導(dǎo)通，這樣在負(fù)載上就出現(xiàn)負(fù)電壓波形，且負(fù)電壓波形接近于正電壓波形時，Ud?0,Id?0。因此，在接上續(xù)流二極管后不論延遲角?多大，電感儲存的能量經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流，同時晶閘管因承受反壓而關(guān)斷，負(fù)載上不出現(xiàn)負(fù)電壓波形，則整流輸出電壓Ud?0.45U21?cos?2。至于單相橋式半控整流電路，不接續(xù)流二極管，電路本身具有續(xù)流回路，但是在實際運(yùn)行中，可能會發(fā)生一只晶閘管導(dǎo)通而兩只二極管輪流導(dǎo)通的異常現(xiàn)象，為避免這種失控情況，在負(fù)載測并聯(lián)了續(xù)流二極管。由此可見，兩只二極管的作用不完全相同。在單相橋式全控整流電路中，若有晶閘管因為過流而燒成斷路，結(jié)果會怎樣？如果這只晶閘管被燒成短路，結(jié)果又會怎樣？答：若有一晶閘管因為過流而燒成斷路，則單相橋式全控整流電路變?yōu)閱蜗喟氩煽卣麟娐罚绻@只晶閘管被燒成短路，會引起其它晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，?yán)重時使輸入變壓器因過流而損壞。(因此在設(shè)計電路時，在變壓器二次側(cè)與晶閘管之間應(yīng)串聯(lián)快速熔斷絲，起到過流保護(hù)作用。)GTO和普通晶閘管同為PNPN結(jié)構(gòu)，為什么GTO能夠自關(guān)斷，而普通晶閘管不能？答：GTO能夠自動關(guān)斷，而普通晶閘管不能自動關(guān)斷的原因是：GTO的導(dǎo)通過程與普通的晶閘管是一樣的，有同樣的正反饋過程，只不

過導(dǎo)通時飽和程度不深。其中不同的是，在關(guān)斷時，給門極加負(fù)脈沖，即從門極抽出電流，則晶體管V2的濟(jì)濟(jì)電流Ib2減小，使Ik和IC2減小，IC2減小又使IA和IC1減小，又進(jìn)一步減小V2的基極電流，如此形成強(qiáng)烈的正反饋。當(dāng)兩個晶體管發(fā)射極電流IA和IK的減小使a1+a2<1時，器件退出飽和而關(guān)斷。與GTR相比功率MOS管有何優(yōu)缺點?答：與GTR相比功率MOS管的優(yōu)缺點有是：功率MOS的顯著特點第一個是驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小。第二個顯著特點是開關(guān)速度快，工作頻率高，它的熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR。其缺點有：電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10KV的電力裝置。電力電子器件的緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？答：電力電子器件的緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓，du/dt或者古流和di/dt,減小器器件的開關(guān)損耗。關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路上的形式區(qū)別有：關(guān)斷緩沖電路是由電阻和二極管并聯(lián)再和電容串聯(lián)所構(gòu)成，開通緩沖電路是由電阻和二極管串聯(lián)再和電感并聯(lián)所構(gòu)成。其各自的功能是：關(guān)斷緩沖電路又稱為du/dt抑制電路，用于吸收器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt,減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路又稱為di/dt抑制電路，用于抑制器件開通時的電流過沖和di/dt,減小器件的開通損耗。

1、指出下圖中①～⑦各保護(hù)元件 及VD、Ld的名稱和作用。

解：①星形接法的硒堆過電壓保護(hù)； ②三角形接法的阻容過電壓保護(hù)；

③橋臂上的快速熔斷器過電流保護(hù)；④晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護(hù)；

⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù)；⑥直流側(cè)的壓敏電阻過電壓保護(hù)；⑦直流回路上過電流快速開關(guān)保護(hù)； VD是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管；Ld是電動機(jī)回路的平波電抗器；

四、畫圖題（10分）

請利用六塊鋸齒波同步觸發(fā)電路的X、Y控制端，來組成六路互相相差60°的雙窄脈沖觸發(fā)系統(tǒng)圖，并畫出其脈沖輸出波形的相互關(guān)系圖。

解：

第二篇：電力電子技術(shù)簡答題

2、什么叫逆變失??？逆變失敗的原因是什么？

答：晶閘管變流器在逆變運(yùn)行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種情況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。

造成逆變失敗的原因主要有：

（2分）

觸發(fā)電路工作不可靠。例如脈沖丟失、脈沖延遲等。

晶閘管本身性能不好。在應(yīng)該阻斷期間管子失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時不能導(dǎo)通。

交流電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過低等。

換相的裕量角過小。主要是對換相重疊角估計不足，使換相的裕量時間小于晶閘管的關(guān)斷時間。

逆變失敗后果會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件（4分）

防止逆變失敗采用最小逆變角βmin防止逆變失敗、晶閘管實現(xiàn)導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷的條件及如何實現(xiàn)關(guān)斷？

答：在晶閘管陽極——陰極之間加正向電壓，門極也加正向電壓，產(chǎn)生足夠的門極電流Ig，則晶閘管導(dǎo)通，其導(dǎo)通過程叫觸發(fā)。關(guān)斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小于維持電流。

（3分）

實現(xiàn)關(guān)斷的方式：1>減小陽極電壓。

2>增大負(fù)載阻抗。

3>加反向電壓。

3、為什么半控橋的負(fù)載側(cè)并有續(xù)流管的電路不能實現(xiàn)有源逆變？（5分）

答：由逆變可知，晶閘管半控橋式電路及具有續(xù)流二極管電路，它們不能輸出負(fù)電壓Ud固不能實現(xiàn)有源逆變。

（5分）

2、電壓型逆變電路的主要特點是什么？（8分）

(1)

直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動；（2分）

(2)

輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同；（3分）

(3)

阻感負(fù)載時需提供無功。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。（3分）

3、逆變電路必須具備什么條件才能進(jìn)行逆變工作？

答：逆變電路必須同時具備下述兩個條件才能產(chǎn)生有源逆變：

（1）變流電路直流側(cè)應(yīng)具有能提供逆變能量的直流電源電勢Ed，其極性應(yīng)與晶閘管的導(dǎo)電電流方向一致。

（3分）

（2）變流電路輸出的直流平均電壓Ud的極性必須為負(fù)（相對于整流時定義的極性），以保證與直流電源電勢Ed構(gòu)成同極性相連，且滿足Ud

（2分）

1、3、簡述實現(xiàn)有源逆變的基本條件，并指出至少兩種引起有源逆變失敗的原因哪些電路類型不能進(jìn)行有源逆變？（5分）

（1）外部條件：要有一個能提供逆變能量的直流電源，且極性必須與直流電流方向一致，其電壓值要稍大于Ud；（2分）

（2）內(nèi)部條件：變流電路必須工作于β<90°區(qū)域，使直流端電壓Ud的極性與整流狀態(tài)時相反，才能把直流功率逆變成交流功率返送回電網(wǎng)。這兩個條件缺一不可。（2分）

當(dāng)出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失、晶閘管損壞或快速熔斷器燒斷、電源缺相等原因都會發(fā)生逆變失敗。當(dāng)逆變角太小時，也會發(fā)生逆變失敗。（3分）

不能實現(xiàn)有源逆變的電路有：半控橋電路，帶續(xù)流二極管的電路

3、下面BOOST升壓電路中，電感L、電容C與二極管的作用是什么？（7分）

答：儲存電能升壓（3分）；保持輸出電壓穩(wěn)定（4分）。

1、試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點。（12分）

器

件

優(yōu)

點

缺

點

IGBT

開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小

開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTO

GTR

耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降低

開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題

GTO

電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強(qiáng)

電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極負(fù)脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低

電

力

MOSFET

開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題

電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置

2、試分析下圖間接交流變流電路的工作原理，并說明其局限性。（10分）

答：圖是帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接交流變流電路，它在中間直流電容兩端并聯(lián)一個由電力晶體管V0和能耗電阻R0組成的泵升電壓限制電路。當(dāng)泵升電壓超過一定數(shù)值時，使V0導(dǎo)通，把從負(fù)載反饋的能量消耗在R0上（5分）。其局限性是當(dāng)負(fù)載為交流電動機(jī)，并且要求電動機(jī)頻繁快速加減速時，電路中消耗的能量較多，能耗電阻R0也需要較大功率，反饋的能量都消耗在電阻上，不能得到利用（5分）。

3、軟開關(guān)電路可以分為哪幾類？各有什么特點？（10分）

答：根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件開通及關(guān)斷時的電壓電流狀態(tài)，可將軟開關(guān)電路分為零電壓電路和零電流電路兩大類；根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可將軟開關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路，零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路（4分）。

準(zhǔn)諧振電路：準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦波，電路結(jié)構(gòu)比較簡單，但諧振電壓或諧振電流很大，對器件要求高，只能采用脈沖頻率調(diào)制控制方式（2分）。

零開關(guān)PWM電路：這類電路中引入輔助開關(guān)來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發(fā)生于開關(guān)過程前后，此電路的電壓和電流基本上是方波，開關(guān)承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關(guān)頻率固定的PWM控制方式（2分）。

零轉(zhuǎn)換PWM電路：這類軟開關(guān)電路還是采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時刻，所不同的是，諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的，輸入電壓和負(fù)載電流對電路的諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)并從零負(fù)載到滿負(fù)載都能工作在軟開關(guān)狀態(tài)，無功率的交換被消減到最?。?分）。

3、晶閘管變流裝置中為什么在主電路上要加入整流變壓器進(jìn)行降壓？（7分）

答：采用整流變壓器降壓后可以使晶閘管工作在一個合適的電壓上，可以使晶閘管的電壓定額下降（2分），使晶閘管工作于小控制角，這有利于減少波形系數(shù)，提高晶閘管的利用率，實際上也減少的晶閘管的電流定額

由于控制角小，這對變流裝置的功率因素的提高也大為有利（2分）。

4、單相電壓型逆變電路中，電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載對輸出電壓、電流有何影響？電路結(jié)構(gòu)有哪些變化？（7分）

答：電阻性負(fù)載時，輸出電壓和輸出電流同相位，波形相似，均為正負(fù)矩形波（2分）。

電感性負(fù)載時，輸出電壓為正負(fù)矩形波，輸出電流近似為正弦波，相位滯后于輸出電壓，滯后的角度取決于負(fù)載中電感的大?。?分）。

在電路結(jié)構(gòu)上，電感性負(fù)載電路，每個開關(guān)管必須反向并聯(lián)續(xù)流二級管（2分）。、簡述對觸發(fā)電路的三點要求。（5分）

1）觸發(fā)電路輸出的脈沖應(yīng)具有足夠大的功率；（1分）

2）觸發(fā)電路必須滿足主電路的移相要求；（2分）

3）觸發(fā)電路必須與主電路保持同步。（2分）

5、對于正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM），什么是調(diào)制信號？什么是載波信號？何謂調(diào)制比？（5分）

答：在正弦脈沖寬度調(diào)制（SPWM）中，把希望輸出的波形稱作調(diào)制信號；（2分）

而對它進(jìn)行調(diào)制的三角波或鋸齒波稱為載波信號；（2分）

載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=

fc

/

fr稱為載波比。（1分）

1、什么是可控整流?它是利用晶閘管的哪些特性來實現(xiàn)的?（5分）

答：將交流電通過電力電子器件變換成大小可以調(diào)節(jié)的直流電的過程稱為可控整流。

（3分）

可控整流主要利用了晶閘管的單向可控導(dǎo)電特性。（2分）

4、電壓源型變頻器和電流源型變頻器的區(qū)別是什么？（5分）

答：電流型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電感器，而電壓型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電容器。（3分）

電壓型變頻器不能工作于再生制動狀態(tài)，因為電容兩端電壓不能躍變。（2分）

試簡述三相半控橋式整流電路與三相全控橋式整流電路的特點。

1、答：三相全控橋式整流電路采用6只晶閘管構(gòu)成，而三相半控橋式整流電路采用三只晶閘管和三只二極管構(gòu)成；（2分）

三相全控橋可以工作在有源逆變狀態(tài)，而三相半控橋只能工作在整流狀態(tài)；（2分）

三相半控橋可能會出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而全控橋不會。（1分）

3、舉出三種常用過電流保護(hù)電器，并指出其動作時間的典型值。

答：1）快速熔斷器，在流過6倍額定電流時熔斷時間小于20ms（2分）

2）直流快速開關(guān)，動作時間只有2ms（1分）

3）電流檢測和過電流繼電器，開關(guān)動作幾百毫秒。（2分）

在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當(dāng)電流斷續(xù)時電動機(jī)的機(jī)械特性有哪些特點？

答：在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當(dāng)電流斷續(xù)時，電動機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將抬高；機(jī)械特性變軟，即負(fù)載電流變化很小也可引起很大的轉(zhuǎn)速變化。

2、在三相半波可控整流電路中，如果控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，可能會出現(xiàn)什么情況？能否換相？、答：在三相半波可控整流電路中，如果每只晶閘管采用獨立的觸發(fā)電路，那么控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路將停止工作；如果三只晶閘管采用同一個觸發(fā)電路（對共陰極連接），則控制脈沖出現(xiàn)在自然換流點以前，電路仍然能正常換相，但此時的控制角較大，輸出電壓較低。

3、在三相全控橋式有源逆變電路中，以連接于A相的共陽極組晶閘管V14為例說明，在一個周期中，其導(dǎo)通及關(guān)斷期間兩端承受電壓波形的規(guī)律。

答：共陽極組三只晶閘管輪流導(dǎo)通1200，其順序是VT4àVT6àVT2。所以，當(dāng)VT4導(dǎo)通時，兩端電壓為零；當(dāng)VT6導(dǎo)通時，VT4兩端電壓為線電壓uvu；當(dāng)VT2導(dǎo)通時，VT4兩端電壓為線電壓uwu。

6、脈寬可調(diào)的斬波電路如圖，說明電路中V12及L1、C、V22各有什么作用？V11承受反壓的時間由哪些參數(shù)決定?（6分）

答：（1）V12為換相輔助晶閘管。

（1分）

（2）L1、C、V22構(gòu)成換相單方向半周期諧振電路，C為換相電容

V22為單方向振蕩限制二極管。

（2分）

（3）V11承受反壓時間由C、L和R決定。

（2分）

5、試說明功率晶體管(GTR)的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定?

答：功率晶體管(GTR)的安全工作區(qū)SOA由以下條曲線所限定：最高電壓UceM、集電極最大電流IcM、最大耗散功率PcM以及二次擊穿臨界線。

什么是晶閘管交流開關(guān)？交流調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式控制？

答：如果令交流調(diào)壓器中的晶閘管在交流電壓自然過零時關(guān)斷或?qū)?，則稱之為晶閘管交流開關(guān)（1分）。交流調(diào)壓器中的晶閘管有兩種控制方式：(1)相位控制在電源電壓的每一周期，在選定的時刻將負(fù)載與電源接通，改變選定的時刻即可達(dá)到調(diào)壓的目的，即相控方式（2分）；(2)通-斷控制將晶閘管作為開關(guān)，使負(fù)載與電源接通若干周波，然后再斷開一定的周波，通過改變通斷的時間比達(dá)到調(diào)壓的目的。有全周波連續(xù)式和全周波間隔式兩種形式（2分）。

3、3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？

答：在電壓型逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓與電流的極性相同時，電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓與電流極性相反時，由反饋二極管提供電流通道（3分）。在電流型逆變電路中，直流電流極性是一定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無功能量時，電流并不反向，依然經(jīng)電路中的控開關(guān)器件流通，因此不需要并聯(lián)二極管（2分）。

4、什么是組合變流電路？一般的開關(guān)電源是怎樣組合的？為什么要這樣組合？

答：組合變流電路是將某幾種基本的變流電路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC）組合起來，以實現(xiàn)一定新功能的變流電路（2分）。開關(guān)電源通常采用交-直-交-直方式組合（1分）。由于開關(guān)電源采用了工作頻率較高的交流環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大減小，因此同等功率條件下其體積和重量都遠(yuǎn)小于相控整流電源。除此之外，工作頻率的提高還有利于控制性能的提高。由于這些原因，在數(shù)百KW以下的功率范圍內(nèi)，開關(guān)電源正逐漸取代相控整流電源（2分）。

4、什么叫過電流？過電流產(chǎn)生的原因是什么？

答：當(dāng)流過晶閘管的電流大大超過其正常工作電流時，稱為過電流。產(chǎn)生的原因有：

（1）直流側(cè)短路；

（2）機(jī)械過載；

（3）可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流或者逆變失敗；

（4）電路中管子誤導(dǎo)通及管子擊穿短路等。

（5分）

5、IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的驅(qū)動電路各有什么特點?。

IGBT驅(qū)動電路的特點是:驅(qū)動電路具有較小的輸出電阻,ⅠGBT是電壓驅(qū)動型器件,IGBT的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。

（1分）

GTR驅(qū)動電路的特點是:驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿,并有一定的過沖,這樣可加速開通過程,減小開通損耗,關(guān)斷時,驅(qū)動電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動電流,并加反偏截止電壓,以加速關(guān)斷速度。

（1分）

GTO驅(qū)動電路的特點是:GTO要求其驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度,且一般需要在整個導(dǎo)通期間施加正門極電流,關(guān)斷需施加負(fù)門極電流,幅值和陡度要求更高,其驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路,關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分。（2分）

電力MOSFET驅(qū)動電路的特點:要求驅(qū)動電路具有較小的輸入電阻,驅(qū)動功率小且電路簡單。

（1分）

2、單相橋式全控整流電路和單相橋式半控整流電路接大電感負(fù)載，負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管的作用是什么？兩者的作用是否相同？

（2）其負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管是為了使交流電源電壓進(jìn)入負(fù)半周時，由續(xù)流二極管續(xù)流，使晶閘管關(guān)斷，提高整流輸出電壓的平均值

（3）單相橋式半控整流電路接大電感負(fù)載，負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管的作用是為了避免失控現(xiàn)象的發(fā)生，保證整流電路的安全運(yùn)行

4、變頻器由那些基本部分構(gòu)成？

答：1)整流器。2)逆變器。3)中間直流環(huán)節(jié)。4)控制電路。

1、什么是控制角а？導(dǎo)通角θ？為什么一定要在晶閘管承受正向電壓時觸發(fā)晶閘管？（5分）

答：（1）把晶閘管承受正壓起到觸發(fā)導(dǎo)通之間的電度角稱為控制角。

（2分）

（2）晶閘管一個周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度稱為導(dǎo)通角。

（2分）

（3）晶體管的性能與三極管性能差不多，都是在正向壓降觸發(fā)導(dǎo)通，反向截止（1分）

4、用單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路,當(dāng)移相到晶閘管達(dá)到某一導(dǎo)通角時,再繼續(xù)調(diào)大導(dǎo)通角時,忽然晶閘管變成全關(guān)斷是何原因?（5分）

答：單結(jié)晶體管導(dǎo)通后,如果由電源通過電位器加到發(fā)射極的電流超過谷點電流單結(jié)晶體管就關(guān)不了。這時，單結(jié)晶體管只產(chǎn)生一個脈沖，尚能保持晶閘管工作，但是若進(jìn)一步減小電位器電阻，加大發(fā)射極電流，那么在同步電源的梯形波上升前沿發(fā)射極就與基極直通，電容沖不上電，不能發(fā)出觸發(fā)脈沖，晶閘管就全關(guān)斷了。

（5分）

1、單相可控整流電路供電給電阻負(fù)載或蓄電池充電（反電勢負(fù)載），在控制角α相同，負(fù)載電流平均值相等的條件下，哪一種負(fù)載晶閘管的額定電流值大一些？為什么？（6分）

答：（1）反電動勢負(fù)載電路中晶閘管的額定電流大一些。因為當(dāng)控制角為α?xí)r，電阻性負(fù)載時，晶閘管的導(dǎo)通角θ＝π-α。

（1分）

（2）而反電動勢式負(fù)載時，當(dāng)α小于不導(dǎo)電角δ時，θ＝π-2δ；當(dāng)α大于不導(dǎo)電角δ時，晶閘管的導(dǎo)通角θ＝π-α-δ。

（2分）

（3）所以，反電動勢負(fù)載時的波形系數(shù)Kf1大于電阻性負(fù)載時的波形系數(shù)Kf2。當(dāng)負(fù)載電流平均值相等的條件下，反電動勢負(fù)載時的晶閘管電流的有效值大于電阻性負(fù)載時的晶閘管電流的有效值。因此，反電動勢負(fù)載晶閘管的額定電流大一些。

（3分）

4、什么是換相重疊角？換相重疊角是什么原因造成的？（5分）、在三相整流電路中，由于換相過程持續(xù)的時間電角度，稱為換相重疊角。

原因由于變壓器漏抗對電路的影響，造成換流電路中的電流不能發(fā)生突變引起的換相重疊角。

2、換流重疊角的產(chǎn)生給逆變電帶來哪些不利影響？（4分）

答：（1）由于變壓器漏感和線路電感等因素的影響，晶閘管的換流（換相）不能瞬時完成，均需一定的時間即換相重疊角γ所對應(yīng)的時間。

（2分）

（2）如果逆變角β<γ，將使換相不能完成，造成逆變失敗。

（2分）

1、直流電動機(jī)負(fù)載單相全控橋整流電路中，串接平波電抗器的意義是什么？平波電抗器電感量的選擇原則是什么?（6分）

1）意義：利用電廠的儲能作用來平衡電流的脈動和延長晶閘管的導(dǎo)通時間。

（3分）

（2）原則：在最小的負(fù)載電流時，保證電流連續(xù)，即使晶閘管導(dǎo)通角θ＝180°。

（2分）

3、如圖為三相全控橋同步相控觸發(fā)系統(tǒng)框圖，試回答：

該觸發(fā)系統(tǒng)采用哪種控制方式？

圖中的1A、1B、1C、F、E以及1D~6D的電路名稱是什么?（6分）

答：（1）橫向控制原理。

（1分）

（2）1A為同步變壓器。

（0.5）

（3）1B為同步信發(fā)發(fā)生器。

（0.5）

（4）1C為移相控制電路。

（1分）

（5）F為6倍頻脈沖信號發(fā)生器。

（1分）

（6）E為環(huán)形分配器和譯碼器。

（0.5分）

（7）1D~6D為脈沖整形與功放電路。

（0.5分）

4、如圖為單相橋式SPWM逆變器的主電路。試說明單極性控制方式在調(diào)制波ur的負(fù)半周的控制方法和工作過程?（6分）

答：設(shè)ur為正弦調(diào)制，uc為負(fù)向三角形載波，在ur的負(fù)半周，關(guān)斷V31、V34、使V32始終受控導(dǎo)通，只控制V33。在ur＜uc時，控制V33導(dǎo)通，輸出電壓u0為－Ud，在ur

5、何謂斬波電路的直流調(diào)壓和直流調(diào)功原理？分別寫出降壓和升壓斬波電路直流輸出電壓U0電源電壓Ud的關(guān)系式?（6分）

答：（1）改變導(dǎo)通比Kt即可改變直流平均輸出電壓U0又可改變負(fù)載上消耗功率的大小，這就是斬波電路的直流調(diào)壓和調(diào)功原理。

（1分）

（2）降壓斬波電路。

（2分）

（3）升壓斬波電路。

（2分）

6、簡述降壓斬波電路的工作原理。(5分)

2、簡述圖3-1a

所示的降壓斬波電路工作原理。

3、答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓

V導(dǎo)通一段時間ton，由電源

E

向

L、R、M供電，在此期間，uo＝E。然后使V關(guān)斷一段時間toff，此時電感

L通過二極管

VD

向

R和M供電，uo＝0。一個周期內(nèi)的平均電壓。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用。

3、在三相交交變頻電路中，采用梯形波輸出控制的好處是什么？為什么？

答：可以改善輸入功率因數(shù)。（2分）

因為梯形波的主要諧波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波相互抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。在這種控制方式中，因為橋式電路能夠較長時間工作在高輸出電壓區(qū)域（對應(yīng)梯形波的平頂區(qū)），a角較小，因此輸入功率因數(shù)可提高15%左右。（3分）

1什么是換流？換流的四種方式是什么？（5分）

答：換流（commutation）指電力電子電路中支路間電流的轉(zhuǎn)移。

換流方式可分為：

①

電網(wǎng)換流：換流電壓取自交流電網(wǎng)。

②

負(fù)載換流：換流電壓取自呈容性的負(fù)載端電壓。

②

器件換流：利用全控型器件的自關(guān)斷能力進(jìn)行換流。

③

強(qiáng)迫換流：換流電壓由附加的獨立電路產(chǎn)生。通常是利用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流。（1分）

④

5、全橋和半橋電路對驅(qū)動電路有什么要求

答：假設(shè)電路中電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，充電電流基本恒定為I1，同時電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值Uo。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton，此階段電感L上積蓄的能量為。當(dāng)V處于斷態(tài)時E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為toff，則在此期間電感L釋放的能量為。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即：

（3分）

化簡得：

（1分）

式中的，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路。（1分）

2、．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b

兩相的自然換相點是同一點嗎？如果不是，它們在相位上差多少度？（5分）

答：不是同一點。它們在相位上相差180°。

5、多相多重斬波電路有何優(yōu)點？（5分）

答：多相多重斬波電路因在電源與負(fù)載間接入了多個結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負(fù)載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。

此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。

2什么是PWM控制？（5分）

答：它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制電流的目的。

簡述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的特點是什么？（5分）

3、IGBT(Insulated

Gate

Bipolar

Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。

1、如題圖2-21所示的單相橋式半控整流電路中可能發(fā)生失控現(xiàn)象，何為失控，怎樣抑制失控？（5分）、當(dāng)a

突然增大至180°或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，其平均值保持恒定，稱為失控。

增加續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，避免了失控的現(xiàn)象。續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個管壓降，有利于降低損耗。

3、交交變頻電路的主要特點和不足是什么？其主要用途是什么？（5分）

效率較高（一次變流）、可方便地實現(xiàn)四象限工作、低頻輸出波形接近正弦波接線復(fù)雜，采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管。受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低。輸入功率因數(shù)較低。輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。

主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路中。目前已在軋機(jī)主傳動裝置、鼓風(fēng)機(jī)、礦石破碎機(jī)、球磨機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等場合應(yīng)用。

既可用于異步電動機(jī)，也可用于同步電動機(jī)傳動。

2、什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？兩者各有何特點？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點？（5分）

載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式，是異步調(diào)制。載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，是同步調(diào)制。

異步調(diào)制的特點是當(dāng)fr較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較?。划?dāng)fr增高時，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。

同步調(diào)制的特點是使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對稱，N為奇數(shù)。

分段同步調(diào)制——異步調(diào)制和同步調(diào)制的綜合應(yīng)用。在低頻輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。

3、什么是軟開關(guān)？采用軟開關(guān)技術(shù)的目的是什么？（5分）

通過在電路中增加小電感、小電容等諧振元件，在開關(guān)過程中實現(xiàn)零電壓開通，零電流關(guān)斷，消除電壓、電流的重疊。降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，這樣的電路稱為軟開關(guān)電路，目的是進(jìn)一步提高開關(guān)頻率和減少損耗。

5、試說明SPWM控制的基本原理。（5分）

答：PWM控制技術(shù)是控制半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷時間比，即調(diào)節(jié)脈沖寬度的或周期來控制輸出電壓的一種控制技術(shù)。（2分）

用正弦基波電壓作為調(diào)制電壓，對它進(jìn)行調(diào)制的三角波稱為載波電壓，當(dāng)正弦基波與三角波相交時，通過比較二者之間的大小來控制逆變器開關(guān)的通斷，從而獲得一系列等幅不等寬正比于正弦基波電壓的矩形波，這就是正弦脈寬調(diào)制方法（SPWM）。（3分）

6、試說明PWM控制的基本原理。

PWM控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制

來等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。

（1分）

在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣蚌的環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同,沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。

（1分）

以正弦pWM控制為例。把正弦半波分成Ⅳ等份,就可把其看成是N個彼此相連的脈

沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等,都等于/n,但幅值不等且脈沖頂部不是水平直

線而是曲線,各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替,使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦波部分的中點重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積(沖量)相等,就得到PWM波形。各PWM脈沖的幅值相等而寬度是按下弦規(guī)律變化的。根據(jù)面積等效原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦波的負(fù)半周,也可以用同樣的方法得到PWM波形?？梢?所得到的PWM波形和期望得到的正弦波等效。

（3分）

5、如何區(qū)分電壓源型和電流源型變頻器？

答：電壓源型變頻器：交-直-交變頻器中，直流部分采用大電容器濾波，理想情況下直流電壓波形為一直線，可看作是一個內(nèi)阻為零的電壓源，再經(jīng)逆變器輸出交流電壓波形；交-交變頻器雖無濾波電容器，但是交流電源系統(tǒng)的阻抗很低。（2分）電流源型變頻器：交-直-交變頻器中采用大電感濾波，其直流電流波形較平直，可看作是一個電流源；交-交變頻器在輸出端接有電抗器。（2分）兩種類型變頻器的區(qū)別在于濾波器形式的不同，于是在用途上也各不相同：電壓源型變頻器因電容器上的電壓不能突變，所以對電壓控制響應(yīng)慢，對調(diào)整型負(fù)載動態(tài)響應(yīng)慢，適于多臺電動機(jī)同步運(yùn)行的電源，且無快速加減速的負(fù)載；電流型變頻器因濾波電感上的電流不能突變，雖對負(fù)載變化反應(yīng)慢，但對系統(tǒng)調(diào)速的動態(tài)響應(yīng)靈敏，因而適于單臺變頻器配用單臺電動機(jī)的系統(tǒng)，可滿足快速起動、制動和可逆運(yùn)行的要求。如果將不可控整流改成可控整流，還可實現(xiàn)電動機(jī)的回饋制動。（1分）

三相半控橋與三相全控整流電路相比有哪些特點？

答：三相半控橋式整流電路是把全控橋中共陽極組的3個晶閘管換成整流二極管，其顯著特點是共陰極組元件必須觸發(fā)才能換流；共陽極元件總是在自然換流點換流。一周期中仍然換流6次，3次為自然換流，其余3次為觸發(fā)換流，這是與全控橋根本的區(qū)別（3分）。改變共陰極組晶閘管的控制角α，仍可獲得0~2.34U2Φ的直流可調(diào)電壓。三相半控橋式整流電路只需三套觸發(fā)電路、不需要寬脈沖或雙脈沖觸發(fā)、線路簡單經(jīng)濟(jì)、調(diào)整方便。電路結(jié)構(gòu)比三相全控橋更簡單、經(jīng)濟(jì)，而帶電阻性負(fù)載時性能并不比全控橋差。所以多用在中等容量或不要求可逆拖動的電力裝置中（2分）。

晶閘管的額定電流IT(AV)、維持電流IH和擎住電流IL是如何定義？（5分）

答：1)

在環(huán)境溫度小于40℃和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通的條件下，晶閘管可以連續(xù)導(dǎo)通的工頻正弦半波電流平均值稱為通態(tài)平均電流IV(AV)或正向平均電流，通常所說晶閘管是多少安就是指這個電流。

2）在室溫且控制極開路時，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流稱為維持電流IH。

3）給晶閘管門極加上觸發(fā)電壓，當(dāng)元件剛從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)時就撤除觸發(fā)電壓，此時元件維持導(dǎo)通所需要的最小陽極電流稱為掣住電流IL。

4、變壓器漏感對整流電路有什么影響？（8分）

答：出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；（2分）

晶閘管的di/dt

減小，有利于晶閘管的安全開通；（2分）

有時人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt；

換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路（2分）；

換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。（2分）

第三篇：有關(guān)電力電子專業(yè)

國內(nèi)電氣工程學(xué)科,最強(qiáng)的四個大學(xué): 清華大學(xué),華中科技大學(xué),西安交通大學(xué),浙江大學(xué).但說電力電子與電力傳動學(xué)科,其實是兩個學(xué)科的組合:工業(yè)電子學(xué)和電力拖動自動化兩個老學(xué)科的組合.工業(yè)電子學(xué) 以浙江大學(xué)基礎(chǔ)最扎實（是81年唯一的首批博士點）。其他的項清華大學(xué)(蔡宣三，等),華中科技大學(xué)(陳堅,賈正春等),西安交通大學(xué)(王兆安,黃俊等),南航(嚴(yán)仰光等)都實力非常雄厚.這其中被大部分學(xué)子認(rèn)識的可能是西交大,因為西交有本《電力電子技術(shù)》本科生教材應(yīng)用比較廣泛。華中科技大學(xué)陳堅《電力電子學(xué)》（高教版）應(yīng)用面也挺廣，不過有點厚，相對難不少，科研上主要是軍工項目多。南航的開關(guān)電源有特色。

電力拖動自動化，以華中科技大學(xué)基礎(chǔ)最扎實（是81年唯一的首批博士點）。其他的項清華大學(xué)，浙江大學(xué)，中國礦業(yè)大學(xué)，西南理工大學(xué)等在拖動領(lǐng)域都有特色和實力。

把工業(yè)電子和拖動自動化合在一起，目前的電力電子與電力傳動學(xué)科 的實力可大致分檔如下：

第一檔：浙江大學(xué)，華中科技大學(xué)，清華大學(xué)

第二檔：西安交通大學(xué)，南京航空航天大學(xué)

第三擋：合肥工業(yè)大學(xué)，中國礦業(yè)大學(xué)，華南理工大學(xué)，西南交通大學(xué)等。合工大和礦大電力電子有二級國家重點學(xué)科。

電力電子與電力傳動專業(yè)

排名學(xué)校名稱等級排名學(xué)校名稱等級排名學(xué)校名稱等級

1清華大學(xué)A+7哈爾濱工業(yè)大學(xué)A13中國礦業(yè)大學(xué)A2西安交通大學(xué)A+8華北電力大學(xué)A14山東大學(xué)A

3華中科技大學(xué)A+9西北工業(yè)大學(xué)A15合肥工業(yè)大學(xué)A4浙江大學(xué)A+10上海交通大學(xué)A16天津大學(xué)A5南京航空航天大學(xué)A11西安理工大學(xué)A17北京交通大學(xué) A6華南理工大學(xué)A12西南交通大學(xué)A

B+ 等(26 個)： 武漢大學(xué)、上海海事大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、大連交通大學(xué)、武漢理工大學(xué)、江蘇大學(xué)、燕山大學(xué)、東南大學(xué)、湖南大學(xué)、南京理工大學(xué)、沈陽工業(yè)大學(xué)、上海大學(xué)、東北大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、河海大學(xué)、江南大學(xué)、西華大學(xué)、大連海事大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中南大學(xué)、電子科技大學(xué)、東華大學(xué)

B 等(25 個)： 哈爾濱理工大學(xué)、大慶石油學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)、江蘇科技大學(xué)、長春工業(yè)大學(xué)、東北電力大學(xué)、遼寧工學(xué)院、鄭州大學(xué)、安徽理工大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、安徽工業(yè)大學(xué)、黑龍江科技學(xué)院、西安科技大學(xué)、南昌大學(xué)、湘潭大學(xué)、石家莊鐵道學(xué)院、上海理工大學(xué)、貴州大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、北華大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、西安工程大學(xué)、廣西大學(xué)、太原理工大學(xué)

第四篇：電力電子說課稿

黑龍江職業(yè)學(xué)院課程說案體例及說明

根據(jù)學(xué)院兩次說課比賽的實際情況，針對2013年人才培養(yǎng)工作評估要求，現(xiàn)就課程說案的編寫提出以下說明，供各單位撰寫說案時參考：

1.說案重點要闡述授課者的教學(xué)思想、教學(xué)設(shè)計和理念依據(jù)。說案與教案不同，教案（講稿）是教師對備課的復(fù)雜思維過程的總結(jié)，是教師進(jìn)行教學(xué)的操作性方案，它主要設(shè)定教師在教學(xué)中的具體內(nèi)容和行業(yè)；說案（說課稿）重要的是體現(xiàn)授課者的教學(xué)思想、教學(xué)設(shè)計和理念依據(jù)。其思維邏輯是：為什么開這門課程—本課稿講授哪些內(nèi)容—怎樣開好本門課程—用什么保障本門課的教學(xué)效果—怎樣考核與評價教學(xué)效果。

2.說案要保證每個二級學(xué)院（部）體例的一致性。學(xué)院開展了兩次說課大賽，要求各二級學(xué)院（部）開展初賽，因此，各二級學(xué)院（部）對說案要做詳細(xì)且具體的規(guī)定，要統(tǒng)一體例和格式，以此保證比賽的公共性，形成說案的標(biāo)準(zhǔn)范式。

3.說案的內(nèi)容要完整。說案的內(nèi)容應(yīng)該包括課程設(shè)置、內(nèi)容設(shè)計、教法設(shè)計、學(xué)法指導(dǎo)、教學(xué)過程、評價方式、課程特色等，具體參考《黑龍江職業(yè)學(xué)院首屆教師說課比賽方案》。各二級院（部）可根據(jù)學(xué)院的要求做出具體的規(guī)定。

4.說案要有課程的基本信息和說課人的基本情況，應(yīng)包括課程代碼、課程名稱、課程性質(zhì)、課程類型、授課專業(yè)、授課年級，說課人的職稱和學(xué)歷等。具體說明參照人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)采集說明。

5.說案的格式要求：一級標(biāo)題為小三號黑體，二級標(biāo)題為小三號楷體加粗，三級標(biāo)題為小三號仿宋加粗，正文為小三號仿宋； 行距為固定值28；頁面為A4 頁邊距為上3.0cm、下2.5cm、左3.0cm、右2.5cm。

附件：黑龍江職業(yè)學(xué)院說案參考體例

黑龍江職業(yè)學(xué)院

《電力電子技術(shù)》課程說案

二級院（部）： 電氣工程分院 教 學(xué) 團(tuán) 隊： 機(jī)電一體化 說 課 人： 鮑 敏

2013年5月

《電力電子技術(shù)》課程說案

040312 課程代碼： 課程名稱：

課程性質(zhì)： 專業(yè)基礎(chǔ)課 課程類型： 授課專業(yè)： 電氣自動化及相關(guān)專業(yè) 授課年級： 說課人： 鮑敏 職稱/學(xué)歷：

電力電子技術(shù)

必修課 二年級 講師/碩士

一、課程設(shè)置

電力電子技術(shù)課程是電氣自動化及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的。學(xué)生在入學(xué)后第一學(xué)年以基礎(chǔ)課為主，包括電路分析、電子技術(shù)基礎(chǔ)等，電力電子技術(shù)在第三學(xué)期與電機(jī)與拖動、工廠電氣控制等課程一同開設(shè)，并為后續(xù)專業(yè)課自動控制系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試打下堅實基礎(chǔ)。1.課程性質(zhì)：

電氣自動化及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課。本課程面向電氣產(chǎn)品安裝、運(yùn)行及維護(hù)職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)。是電氣自動化雙證體系主干課。2.課程作用：

通過本門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生從理論上掌握各種電力電子裝置的工作原理；從實踐上熟悉電力電子裝置的組成、應(yīng)用。使學(xué)生能對簡單電力控制電路進(jìn)行設(shè)計、制作、調(diào)試和故障維修。并培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。3.教學(xué)目標(biāo)：

知識目標(biāo)：掌握各類變流裝置的電路結(jié)構(gòu)、基本原理、控制方法、波形分析及設(shè)計計算，掌握電氣繪圖、識圖要領(lǐng)。掌握電路焊接工藝。

能力目標(biāo)：具備電力電子器件測試、選型能力；能正確使用示波器、萬用表等儀器；能制定項目方案，具備設(shè)計、安裝、調(diào)試和檢修電氣設(shè)備能力。

素質(zhì)目標(biāo)：掌握收集、分析、整理參考資料的技能；培養(yǎng)良好的團(tuán)隊合作精神，養(yǎng)成及時完成階段性工作任務(wù)的習(xí)慣

4.課程設(shè)計的理念與思路：

課改小組通過整合優(yōu)化多年本課程教育教學(xué)改革的研究成果，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)教育理念，將CDIO工程教育理念與校企合作、國家維修電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)深度融合，開發(fā)以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點的CDIO教學(xué)模式。

二、內(nèi)容設(shè)計

1.教學(xué)內(nèi)容選取依據(jù)

教學(xué)內(nèi)容的選取基于大量針對崗位的調(diào)研與分析，參考行業(yè)企業(yè)最前沿的新技術(shù)，選擇生活中或行業(yè)企業(yè)典型的真實案例，并且這些案例適用于教學(xué)，能轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)性的工作任務(wù)。選取五大教學(xué)情境，以這些典型真實的教學(xué)情境為載體，構(gòu)建教學(xué)做一體的電力電子技術(shù)課程。

2.教學(xué)內(nèi)容組織與安排

眾所周知，電流分為交流電和直流電兩種形式。電力電子技術(shù)就是研究交-直電流的變換，根據(jù)電力變換的過程，將本課程教學(xué)內(nèi)容整合設(shè)計為五大教學(xué)情境，包括我們生活中經(jīng)常見到用到的可調(diào)亮度的調(diào)光臺燈的設(shè)計制作與調(diào)試，可使電風(fēng)扇實現(xiàn)無級變速的調(diào)速器的設(shè)計制作與調(diào)試，已經(jīng)上市出售的新產(chǎn)品—可無線充電手機(jī)的微距無線充電器的設(shè)計制作與調(diào)試，還有直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計制作與調(diào)試，該系統(tǒng)在生產(chǎn)中可起重重物，驅(qū)動水泵，控制數(shù)控機(jī)床的加工動作等。變頻器的用處更是廣泛，包括變頻空調(diào)、變頻微波爐、變頻電梯等。這些教學(xué)情境可涵蓋本課程全部教學(xué)內(nèi)容。再圍繞這些主情境的完成開發(fā)出設(shè)計、安裝、調(diào)試等子情境。3.課程內(nèi)容的表現(xiàn)形式

課程教學(xué)資源豐富，包括：教材（主編，清華大學(xué)出版社出版）、課件（交互式）、教案、實驗指導(dǎo)書（與實訓(xùn)設(shè)備配套，可完成本課程全部驗證性實驗）、試題庫、習(xí)題庫等。

交互式課件：交互課件可吸引學(xué)生注意力，提高興趣。本課程教學(xué)重點、難點：電路計算、波形分析、比較。交互課件可引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考。解決重點、難點教學(xué)困難。

三、教法設(shè)計

本課程教學(xué)采用案例教學(xué)、講練結(jié)合、多層次實訓(xùn)、情境教學(xué)等多種教學(xué)方法和手段。本課程在理實一體化教室授課，教室前面是桌椅黑板，后面是實訓(xùn)設(shè)備。理論學(xué)習(xí)和實踐驗證可同時進(jìn)行，講練結(jié)合。

實踐分多個層次實行，學(xué)生先進(jìn)行驗證性實驗，通過實驗可直接觀察到波形，加深印象。實驗后學(xué)生要進(jìn)行匯報，考察學(xué)生理論聯(lián)系實際情況。最后，利用專業(yè)軟件進(jìn)行仿真實訓(xùn)，借助虛擬實訓(xùn)手段讓學(xué)生更扎實的掌握知識的同時又多掌握一項技能。

情境教學(xué)：為學(xué)生創(chuàng)造真實的工作情境，使學(xué)生在教師的指引下模擬完成一項完整任務(wù)。學(xué)生全面參與信息收集、計劃制定、做出決策、實施計劃、反饋控制、結(jié)果評價等教學(xué)全過程。教學(xué)過程與工作過程融合，使學(xué)生通過自己的實踐和行動提高職業(yè)能力。

四、學(xué)法指導(dǎo) 1.學(xué)情：

生源分?jǐn)?shù)低、學(xué)習(xí)主動性差，學(xué)習(xí)過電路分析、電子技術(shù)等前導(dǎo)課程，有一定基礎(chǔ)。本課程電路原理復(fù)雜、波形晦澀難懂，公式、計算較多，給學(xué)習(xí)帶來困難。2.學(xué)法

學(xué)生為主 教師為輔，啟發(fā)引導(dǎo) 咨詢服務(wù)，性格不同 各有所長，因材施教 合理分工

五、教學(xué)過程

在CDIO教學(xué)模式下，每個教學(xué)情境都采用構(gòu)思、設(shè)計、實施和運(yùn)作4個階段來實現(xiàn)。

1.構(gòu)思階段——提前下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生要明確任務(wù)，進(jìn)行任務(wù)準(zhǔn)備。即要明白自己要做什么，并考慮怎樣做。教師可引導(dǎo)學(xué)生查找資料、自主學(xué)習(xí)。

2.設(shè)計階段——學(xué)生以小組為單位，討論設(shè)計方案，制定實施計劃。3.實施階段——根據(jù)設(shè)計方案，學(xué)生自己動手完成項目。即進(jìn)行電路焊制和調(diào)試。

4.運(yùn)作階段——即根據(jù)任務(wù)要求，對學(xué)生完成情況進(jìn)行評價和反饋。

課改成果：無線充電器、電風(fēng)扇無極調(diào)速器、直流電機(jī)拖動系統(tǒng)、調(diào)光燈。

六、評價方式

1．學(xué)習(xí)效果考核：

項目考核單+實驗考核單（考核標(biāo)準(zhǔn)）2．教學(xué)評價：

項目考核+期末考試+平時表現(xiàn)=100%（多層次考核，3方面按一定權(quán)重）

教學(xué)效果評價方式包括：學(xué)生評教（學(xué)院每學(xué)期學(xué)生填評教單）+教師評教（院長、教研室主任、教師相互聽課）+督導(dǎo)評教（督導(dǎo)聽課打分）+社會、企業(yè)評價（參加大賽成績優(yōu)異、用人企業(yè)反饋）

七、課程特色

本課程突出特色為以下幾點：

1．創(chuàng)新教學(xué)理念，采用CDIO工程教學(xué)模式 2．教學(xué)做一體化教學(xué)

3．學(xué)歷證和國家電工職業(yè)資格證書雙證融通

4．交互式課件、專業(yè)仿真軟件等多種現(xiàn)代化教學(xué)手段廣泛應(yīng)用 5．多元化多層次考核評價機(jī)制，對學(xué)習(xí)效果、教學(xué)效果全面考察，評價更科學(xué)。

第五篇：電力電子實驗報告

實驗

一、直流斬波電路的性能研究

一、實驗?zāi)康?/p>

1．熟悉降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理。2．掌握這兩種基本轎波電路的工作狀態(tài)及波形情況。

二、實驗項目

降壓型（Buck）斬波電路性能研究。

三、實驗原理 3.1 實驗原理圖

降壓斬波電路

四、實驗步驟及方法

1.熟悉各個模塊的功能，檢査控制電路和主電路的電源開關(guān)是否為關(guān)閉狀態(tài)。2.按照實驗原理圖進(jìn)行接線。

3.對 PWM 控制模塊依次進(jìn)行如下設(shè)置： a 調(diào)節(jié)“幅值調(diào)節(jié)”旋鈕，向左旋轉(zhuǎn)至最小。b“控制方式”開關(guān)撥為開環(huán)。c“載波頻率”設(shè)置為 20K。d“輸出模式”開關(guān)撥為模式 1。

4.打開底柜 24V 和 15V 電源，將 PWM 控制模塊的開關(guān)撥為 ON，用示波器分別觀察載波（三角波）和 PWM 信號的波形，記錄其波形、頻率和幅值。調(diào)節(jié)“幅 值調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察 PWM 信號的變化情況。

5.斬波電路的輸入直流電壓 Ui 由底柜的可調(diào)直流源給出，觀察 Ui 波形，記錄其平均值。6.接通主電路和控制電路的電源。調(diào)節(jié)“幅值調(diào)節(jié)”旋鈕，改變 PWM 波的占空 比，觀測輸出電壓 U o 波形。分別記錄幾組 PWM 信號占空比α, U i、U o 的平均值。

五、實驗結(jié)果

1.Vi=50V時，D=19.04%，輸出電壓波形如下圖所示，由圖知，Vo=8.8V，Vo理論值=Vi*D=9.52V。

2.Vi=40V時，D=66.94%，輸出電壓波形如下圖所示，由圖知，Vo=20V，Vo理論值=Vi*D=26.776V。

六、結(jié)果分析

將降壓斬波電路中實際輸出電壓與理論分析結(jié)果逬行比較, 討論產(chǎn)生差異的原因。

答：實際上斬波電路會由于輸出端使用電容濾波，而造成輸出電壓與理論值不同。

實驗二、三相交直交變頻電路的性能研究

一、實驗?zāi)康?/p>

1．熟悉三相交直交變頻電路的組成。

2.熟悉三相橋式 PWM 逆變電路中各元器件的作用、工作原理。

3.對三相交直交變頻電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載時的工怍情況及其波 形作全面分析，并研究工作頻率對電路工作波形的影響。

二、實驗電路

原理圖

三、實驗步驟

1.按圖中電路接線，接線完成后進(jìn)行檢查。

2.先打開控制電路電源，暫不接通主電路的交流電源。

3.觀察正弦波發(fā)生電路輸出的正弦信號～U，～V，～W 波形，測試其頻率可調(diào)范圍。

4.觀察載波（三角波）的波形，測出其頻率，并觀察正弦波與載波的對應(yīng)關(guān)系。5.觀察六路PWM信號（SPWM控制模塊中的PWM1～PWM6），并分別觀測施加于V1~V6的柵極與發(fā)射極間的驅(qū)動信號，判斷驅(qū)動信號是否正常。在主電路不接通電源的情況下，對比 V1 和 V2 的驅(qū)動信號，觀測同一相上、下兩管驅(qū)動信號之間的互鎖延遲時間。

6.接通主電路的交流電源。觀察主電路的中整流后的直流電壓 Ud 的波形，并測量其平均值。

四、實驗結(jié)果

觀察載波、調(diào)制波、中間直流Ud、輸出電壓Uan、Uab、ia的波形。

中間直流Ud

輸出側(cè)電壓Vab

輸出側(cè)電壓Van

載波

電流ia

五、結(jié)果分析

1.分析說明實驗電路中的 PWM 控制是采用單極性方式還是雙極性方式。答：實驗電路中的PWM控制是采用雙極性方式。

2.分析說明實驗電路中的 PWM 控制是采用同歩調(diào)制還是異步調(diào)制。答：實驗電路中的PWM控制是采用同步調(diào)制。

3.為使輸出波形盡可能地接近正弦波，可以采取什么措施？

答：增大逆變器主電路的功率開關(guān)器件在其輸出電壓半周內(nèi)的開關(guān)次數(shù)N。

實驗三、三相全控橋整流電路分析

一、實驗?zāi)康?/p>

1.熟悉三相全控橋整流電路組成。

2.熟悉電路中器件的工作原理及作用，并研究輸出波形。

二、實驗電路

三、實驗步驟

在不同的導(dǎo)通角下，記錄輸出電壓、晶閘管輸出電壓和電流的波形。

四、實驗結(jié)果

1.00時導(dǎo)通，輸出波形下圖所示。

2.600時導(dǎo)通，輸出波形下圖所示。

3.900時導(dǎo)通，輸出波形下圖所示。