电力电子技术试卷及答案...doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date电力电子技术试卷及答案.电力电子技术课程期末考试试题(G)一、填空题 (每空1分,34分)1、实现有源逆变的条件为和 。2、 在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组 状态、 状态、反组 状态、 状态。3、 在有环流反并联可逆系统中,环流指的是只流经 而不流经 的电流。为了减小环流,一般采用 状态。4、有源逆变指的是把 能量转
2、变成 能量后送给 装置。5、给晶闸管阳极加上一定的 电压;在门极加上 电压,并形成足够的 电流,晶闸管才能导通。6、当负载为大电感负载,如不加续流二极管时,在电路中出现触发脉冲丢失时 与 电路会出现失控现象。7、三相半波可控整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为 HZ;而三相全控桥整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为 HZ;这说明 电路的纹波系数比 电路要小。8、造成逆变失败的原因有 、 、 、 等几种。9、 提高可控整流电路的功率因数的措施有 、 、 、 等四种。10、晶闸管在触发开通过程中,当阳极电流小于 电流之前,如去掉 脉冲,晶闸管又会关断。三、选择题(10分)1、在单相
3、全控桥整流电路中,两对晶闸管的触发脉冲,应依次相差 度。 A 、180度; B、60度; C、360度; D、120度;2、= 度时,三相半波可控整流电路,在电阻性负载时,输出电压波形处于连续和断续的临界状态。 A、0度; B、60度; C 、30度; D、120度;3、通常在晶闸管触发电路中,若改变 的大小时,输出脉冲相位产生移动,达到移相控制的目的。 A、同步电压; B、控制电压; C、脉冲变压器变比;4、可实现有源逆变的电路为 。 A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路5、由晶闸管构成的可逆调速系统中,逆变角min选
4、 时系统工作才可靠。 A、300350 B、100150 C、00100 D、00 四、问答题(每题9分,18分)1、什么是逆变失败?形成的原因是什么?2、 为使晶闸管变流装置正常工作,触发电路必须满足什么要求?五、分析、计算题:(每题9分,18分)1、 三相半波可控整流电路,整流变压器的联接组别是D/Y5,锯齿波同步触发电路中的信号综合管是NPN型三极管。试确定同步变压器TS的接法钟点数为几点钟时,触发同步定相才是正确的,并画出矢量图。(8分)2、 如图所示:变压器一次电压有效值为220V,二次各段电压有效值为100V,电阻性负载,R=10,当控制角=90时,求输出整流电压的平均值Ud,负载
5、电流Id,并绘出晶闸管、整流二极管和变压器一次绕组电流的波形。(10分)一、 填空题 1、 要有一个直流逆变电源,它的极性方向与晶闸管的导通方向一致,其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压;逆变桥必须工作在90)区间,使输出电压极性与整流时相反,才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。2、 整流,逆变,整流,逆变,3、 变流桥,不流经负载,4、 直流,交流,电网的,5、 正向,正向门极,门极触发,6、 单相桥式半控整流桥,三相桥式半控整流桥,7、 150,300,三相桥式全控整流桥,三相半波可控流电路,8、 逆变桥晶闸管或元件损坏,供电电源缺相,逆变角太小,触发脉冲丢失或未按时到达,9、
6、 小控制角运行,增加电源相数,多组变流装置串联运行并进行控制,增加电容补偿装置,10、 掣住,触发脉冲,san 1、 A;2、C;3、B;4、A;5A;四、1、逆变失败指的是:逆变过程中因某种原因使换流失败,该关断的器件末关断,该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态,造成两电源顺向联接,形成短路。逆变失败后果是严重的,会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流,损坏开关器件。产生逆变失败的原因:一是逆变角太小;二是出现触发脉冲丢失;三是主电路器件损坏;四是电源缺相等。2、 A、触发电路必须有足够的输出功率;A、 触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;B、 触发脉冲要有一定的宽度,且脉冲前沿要
7、陡;C、 触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求;五、1、由于采用锯齿波同步触发电路,用NPN三极管做综合管,故同步电压应滞后于晶闸管阳极电压180相位角。并画出矢量图如下:同步变压器的联接组别应选择D/Y=11。2、输出电压平均值为: 变压器一次侧电流波形II1,整波二极管管电流IVD,两只晶闸管电流的波形合成电流IVT, 如右图所示:一 填空(共15分,1分/空) 1.电力电子技术通常可分为( )技术和( )技术两个分支。2.按驱动电路信号的性质可以将电力电子器件分为( )型器件和( )型器件两类,晶闸管属于其中的( )型器件。3.晶闸管单相桥式全控整流电路带反电动势负载E时(变压器二次侧
8、电压有效值为U2,忽略主电路各部分的电感),与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度停止导电,称为( )角,数量关系为=( )。4.三相桥式全控整流电路的触发方式有()触发和()触发两种,常用的是()触发。5.三相半波可控整流电路按联接方式可分为( )组和( )组两种。6.在特定场合下,同一套整流电路即可工作在( )状态,又可工作在( )状态,故简称变流电路。 7.控制角与逆变角之间的关系为( )。二单选1 采用()是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。A.直流断路器 B. 快速熔断器 C.过电流继电器2 晶闸管属于()。A.不可控器件 B. 全控器件 C.半控器件3 单相全控桥式
9、整流电路,带阻感负载(L足够大)时的移相范围是()。A180O B.90O C.120O4 对三相全控桥中共阴极组的三个晶闸管来说,正常工作时触发脉冲相位应依次差()度。A.60 B. 180 C. 120 5 把交流电变成直流电的是()。A. 逆变电路 B.整流电路 C.斩波电路 三多选(共10分,2分/题)1电力电子器件一般具有的特征有 。A. 所能处理电功率的大小是其最重要的参数 B. 一般工作在开关状态C. 一般需要信息电子电路来控制D. 不仅讲究散热设计,工作时一般还需接散热器2下列电路中,不存在变压器直流磁化问题的有 。 A.单相全控桥整流电路 B.单相全波可控整流电路 C.三相全
10、控桥整流电路 D.三相半波可控整流电路3使晶闸管关断的方法有 。A.给门极施加反压 B.去掉阳极的正向电压 C.增大回路阻抗 D.给阳极施加反压4逆变失败的原因有 。 A.触发电路不可靠 B.晶闸管发生故障 C.交流电源发生故障 D.换相裕量角不足5变压器漏抗对整流电路的影响有 。A.输出电压平均值降低 B.整流电路的工作状态增多C.晶闸管的di/dt减小 D.换相时晶闸管电压出现缺口五简答(共12分,6分/题)1晶闸管的导通条件和关断条件。晶闸管的导通条件:加正向阳极电压,同时加上足够的正向门极电压。2 晶闸管的关断条件: 利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流小于维持电流,晶闸管即关
11、断,在实际电路中常采用使阳极电压反向、减小阳极电压、或增大回路阻抗等方式。(3分)2逆变产生的条件及对可进行有源逆变的电路的要求。逆变产生的条件:要有直流电动势,其极性须和晶闸管导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压。要求晶闸管的控制角/2,使Ud为负值。(4分)欲实现有源逆变,只能采用全控电路,半控桥或有续流二极管的电路不能实现有源逆变。(2分)六计算(共48分,12分/题)1 单相桥式全控整流电路带阻感性负载,U2=220V, R=5,L足够大,=60o时,求整流输出平均电压Ud、电流Id ,变压器二次电流有效值I2;考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。2 单相桥式全控
12、整流电路带反电动势负载,已知U2=100V,E=60V,R=3,=30o,电抗L足够大,求输出平均电压Ud 、输出平均电流Id,流过晶闸管电流平均值IdVT和有效值IVT,变压器二次侧电流有效值I2和容量S2。3 三相桥式全控整流电路带阻感性负载,L足够大,R=5,U2=220V,求=60o时输出平均电压Ud 、输出平均电流Id,流过晶闸管电流平均值IdVT和有效值IVT,变压器二次侧电流有效值I2和容量S2。4 三相半波可控整流电路如图,U2=100V,E=30V,R=1,L足够大,问=90o时,Ud=?Id =?如若=120o, Id =?此时电路能工作在有源逆变状态吗?为什么? 二 填空
13、(共15分,1分/空)1.电力电子器件制造(技术) 变流(技术)2.电流驱动(型) 电压驱动(型) 电流驱动(型)3.停止导电(角) =arcsin(E/U2)4.双脉冲(触发) 宽脉冲(触发) 双脉冲(触发)5.共阴极(组) 共阳极(组)6.整流(状态) 逆变(状态)7.+=(或=-或=-)三 (共10分)1.B; 2.C; 3.B; 4.C; 5.A四 (共10分)1.ABCD; 2.ABC; 3.BCD; 4.ABCD; 5.ABCD五 计算(共48分,12分/题)1.解:因为L足够大,所以Ud=0.9U2cos=99V Id =Ud/R=19.8AI2= Id =19.8A(每步2分)
14、晶闸管正常工作时所承受的峰值电压为U2考虑安全裕量,则其额定电压UTN=(23)U2=(23)311V(3分)流过晶闸管的电流有效值为IVT= Id /=14A考虑安全裕量,则其额定电流IT(AV)=(1.52)IVT/1.57=(1.52)8.9A(3分)2. 解:因为L足够大,所以Ud=0.9U2cos= 77.94V Id =(Ud-E)/R=5.98AIdVT= Id /2=2.99A IVT= Id /=4.22AI2= Id =5.98A S2= U2I2=598VA(每步2分)3. 解:因为L足够大,所以Ud=2.34U2cos= 257.4V Id =Ud/R=51.48AId
15、VT= Id /3=17.16AIVT= Id /=29.72AI2= Id (或IVT) =42.03AS2= 3U2I2=27738.57VA(每步2分)4. 解: L足够大,=90o时 Ud=1.17U2cos=0V(2分) Id =(Ud-E)/R =(0-(-30)/1=30A(2分)=120o时,Ud=1.17U2cos=-58.5V因为|Ud|E|,不满足产生逆变的条件,(4分)所以电路不能工作在有源逆变状态。(2分)此时Id =0。(2分)一、填空(30分)1、为了减小变流电路的开、关损耗,通常让元件工作在软开关状态,软开关电路种类很多,但归纳起来可分为 与 两大类。2、对异步
16、电动机实施变频调速控制,通常的控制方式有 、 、 、 等四种。3、PWM逆变电路的控制方法有 、 、 三种。其中调制法又可分为 、 两种。4、通常变流电路实现换流的方式有 、 、 、 四种。5、在单相交流调压电路中,负载为电阻性时移相范围是 ,负载是阻感性时移相范围是 。6、在电力晶闸管电路中,常用的过电压保护有 ; ; ; 和 等几种。7、提高变流置的功率因数的常用方法有 、 、 、 几种。8、目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有 、 、 、 几种。三、选择题 (10分)1、在下面几种电路中,不能实现有源逆变的电路有哪几种 。 A、三相半波可控整流电路。 B、三相半控整流桥电路。C、单相
17、全控桥接续流二极管电路。 D、单相半控桥整流电路。2、在有源逆变电路中,逆变角的移相范围应选 为最好。 A、=90180, B、=3590, C、=090,3、晶闸管整流装置在换相时刻(例如:从U相换到V相时)的输出电压等于 。 A、U相换相时刻电压uU, B、V相换相时刻电压uV, C、等于uU+uV的一半即:4、三相全控整流桥电路,如采用双窄脉冲触发晶闸管时,下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。请选择 。5、晶闸管触发电路中,若使控制电压UC=0,改变 的大小,可使直流电动机负载电压Ud=0,使触发角=90。达到调定移相控制范围,实现整流、逆变的控制要求。A、 同步电压, B、控制电
18、压, C、偏移调正电压。四、问答题(20分)1、根据下图简述升压斩波电路的基本工作原理。(图中设:电感L、与电容C足够大) 2、单相桥式半控整流电路,电阻性负载。当控制角=90时,画出:负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD2电压uVD2,在一周期内的电压波形图。 五、计算题(20分)1、在图示升压斩波电路中,已知E=50V,负载电阻R=20,L值和C值极大,采用脉宽调制控制方式,当T=40s,ton=25s时,计算输出电压平均值U0,输出电流平均值I0。 U0=133.3V;I0=6.67A;2、 三相桥式全控整流电路,U2=100V,带电阻电感性负载,R=5,L值极大。 当
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