电力电子技术期末考试试题及答案史上.pdf
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1、电力电子技术试题第 1 章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在 开关 状态。区在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为 通 态 损 耗,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要 为 开 关 损 耗。或 电力电子器件组成的系统,一般由 控 制 电 路、驱动电路、主 电 路 三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加 保 护 电 路。生按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为单 极 型 器 件、双极型器件_、复合型器件三类。5 .电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通,承受反相电压截止。6 .电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。鱼肖特基
2、二极管的开关 损 耗 小 于 快恢复二极管的开关损耗。区晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。%对 同一晶闸管,维持电流I H 与擎住电流I L 在数值大小上有IL大 于 I H。&晶闸管断态不重复电压U D S M 与转折电压U b o 数值大小上应为,U D S M 大 于 U b。H.逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反 并 联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。经 G T 0 的多 元 集 成 结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。电 M O S F E T 的漏极伏安特性中的三个区域与G T R 共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者
3、的截止区对应后者的截 止 区、前者的饱和区对应后者的 放 大 区、前者的非饱和区对应后者 的 饱 和 区。风 电 力 M O S F E T 的 通 态 电 阻 具 有 温 度 系 数。1 5 I G B T 的开启电压U G E (t h)随温度升高而略 有 下 降,开关速度 小于 电力M O S F E T。国 按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电压驱动型和 电流驱动型两类。1 L.I G B T 的通态压降在1/2 或 1/3 额 定 电 流 以 下 区 段 具 有 温 度 系 数,在 1/2 或 1/3 额定电流以上 区 段 具 有 温 度 系
4、数。国 在如下器件:电力二极管(P o w e r D i o d e)、晶闸管(S C R)、门极可关断晶闸管(G T 0)、电力晶体管(G T R)、电力场效应管(电 力 M O S F E T)、绝缘栅双极型晶体管(I G B T)中,属于不可控器件的是_电 力 二 极 管,属于半控型器件的是 晶 闸 管,属于全控型器件的是_ G T O、G T R、电 力 M O S F E T、I G B T ;属于单极型电力电子器件的有电 力 M O S F E T ,属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、G T O、G T R ,属于复合型电力电子器件得有 I G B T ;在可控的器件中,容量
5、最大的是晶 闸 管,工作频率最高的是电力M O S F E T,属于电压驱动的是电力M O S F E T、I G B T ,属于电流驱动的是遍 闻 萱GTO、GTR。第 2 章整流电路1.电阻负载的特点是电压和电流成正比且波形相同,在单相半波可控整流电阻性负载电路中,晶闸管控制角a 的最大移相范围是0-1800 2.阻感负载的特点是流过电感的电流不能突变,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,晶闸管控制角a 的最大移相范围是0-180”,其承受的最大正反向电压均为一夜仇 _,续流二极管承受的最大反向电压为色 一(设为相电压有效值)。区单相桥式全控整流电路中,带纯电阻负载时,a
6、角移相范围为0-180,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为廊/2_和_ 夜q;带阻感负载时,a 角移相范围为0-9 0 ,单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为一五U和及4 _;带反电动势负载时,欲使电阻上的电流不出现断续现象,可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器.或单相全控桥反电动势负载电路中,当控制角a 大于不导电角=_n-a-=_n-2 _。以电阻性负载三相半波可控整流电路中,晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于同,晶闸管控制角a 的最大移相范围是0T 50,使负载电流连续的条件为_ a/3(r _(U2为相电压有效值)。6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触
7、发脉冲相位按相序依次互差1 2 0,当它带阻感负范围为 0-9 0 -入三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中,共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最 高 的相电压,而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低0-12011,5波形连续的条件是一aV60_。会对于三相半波可控整流电路,换相重迭角的影响,将使用输出电压平均值.下 降。江电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中,空载时,输 出 电 压 为 随 负 载 加 重 Ud逐渐趋近于0.9 口,通常设计时,应 取 RCN 1.5-2.5 T,此时输出电压为Ud口 1.2 5(也为相电压有效值,T 为交流电源的周期)。&电容滤波三相不可控整流带电阻负载
8、电路中,电 流 i d 断续和连续的临界条件是_ 3改=右_,电路中的二极管承受的最大反向电压为_ 而 12。11.0 9 0 变化时,整流输出的电压ud-on 180。变化时,整流输出的电压 ud 这 逆变电路中,当交流侧和电网连结时,这种电路称为有源逆变,欲实现有源逆变,只能采用全 控 电路:对于单相全波电路,当控制角0 9 0 ,使 输 出 平 均 电 压 为 负 值。江 晶闸管直流电动机系统工作于整流状态,当电流连续时,电动机的机械特性为一组平行的直线当电流断续时,电动机的理想空载转速将抬高 加 大。直 直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行,当其处于第一象限时,电动机作电动运
9、行,电动机正 转,正组桥工作在整 流 状态:当其处于第四象限时,电动机做发 电 运行,电动机 反 转 转,_ 正_ 组桥工作在逆变状态。国 大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管 触发电路,同步信号为锯齿波的触发电路,可分为三个基本环节,即 脉冲的形成与放大、锯齿波的形成与脉冲移相和 同步环节.第 3章直流斩波电路1 .直流斩波电路完成得是直流到 直 流 的变换。2 .直流斩波电路中最基本的两种电路是降压斩波电路和 升压斩波电路。斩波电路有三种控制方式:脉冲宽度调制(P W M)、频率调制和(to n 和 7 都可调,改变占空比)混合型。仁升压斩波电路的典型应用有直流电动机传动和 单相功率因数校
10、正等。升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_ 0.5 a l (a 为 导 通 比)以C uK 斩波电路电压的输入输出关系相同的有升压斩波电路、Se p i c 斩波电 路 和Z e ta 斩波电路。入Se p i c 斩波电路和Z e ta 斩波电路具有相同的输入输出关系,所不同的是:Se p i c 斩波电路的电源电流和负载电流均连续,Z e ta 斩波电路的输入、输出电流均是断续的,但两种电路输出的电压都为极 性 的。区斩波电路用于拖动直流电动机时,降压斩波电路能使电动机工作于第1 象限,升压斩波电路能使电动机工作于第2 象 限,电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1 和第2象限。江桥式可逆
11、斩波电路用于拖动直流电动机时,可使电动机工作于第1、2、3、4象限。以 复 合 斩波电路中,电流可逆斩波电路可看作一个升 压 斩波电路和一个 降 压 斩波电路的组合;多相多重斩波电路中,3 相 3重斩波电路相当于3个 基本 斩波电路并联。第 4章交流一交流电力变换电路L改变频率的电路称为变频电路,变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式,前者又称为直 接 变 频 电 路,后者也称为间接变频电路。Uo 降低_ 降 低。3.(=a r c ta n(L/R)时,V T1 的导通时间 逐渐缩 短,V T2 的导通时间 逐渐延长.生?艮据三相联接形式的不同,三相交流调压电路具有多种形式,TC R
12、属 于 支路控制三角形联结方式,TC R 一二,线电流中所含谐波的次数为6 k 1。以晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是:该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压 相 等.6.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路。乙单相交交变频电路带阻感负载时,哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的,交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电流方向和输出电压方向是否相同决定的O区当 采 用 6脉波三相桥式电路且电网频率为5 0 Hz时,单相交交变频电路的输出上限频率约为2 0 Hz O%三相交交变频电路主要有两种接线方式,即 公共交流母线进线方式和 输出星形联结方式
13、,其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式。也 矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全 控 器件;控制方式是斩 控 方 式.1、请在空格内标出下面元件的简称:电力晶体管_ G T R;可关断晶闸管 G T O;功率场效应晶体管_ M O S F E T;绝缘栅双极型晶体管 OT;IG B T 是 M O S F E T 和G T R 的复合管。2、晶闸管对触爰联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 o3、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、在电流型逆变器中,输
14、出电压波形为 正 弦 波 波,输 出 电 流 波 形 为 方波波。5、型号为K S 1 0 0-8 的元件表示双向晶闸管 晶闸管、它的额定电压为_ 8 0 0 V 伏、额定有效电流为 1 0 0 A _ 安。6、1 8 0。导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相是在一同一桥臂上的上、下二个元件之间进行;而1 2 0。导电型三相桥式逆变电路,晶闸管换相是在一不同桥臂上的元件之间进行的。7、当温度降低时,晶闸管的触发电流会 增加、正反向漏电流会下降、;当温度升高时,晶闸管的触发电流会_下降、正反向漏电流会增加 o8、在有环流逆变系统中,环流指的是只流经两组变流器之间 而不流经 负载 的电流。环流可在电
15、路中加 电抗器 来限制。为了减小环流一般采用控制角a=3的工作方式。9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快 速 移 相 使 输 出 电 压 下 降。(写出四种即可)1 0、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分,可分为_ 电压型型逆变器和 电流型_ _ _ _ _ 型逆变器,电压型逆变器直流侧是电压源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容 器进行滤波,电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的一本桥兀件之间元件之间换流,每只晶闸管导电的角度是 1 8 0 度;而电流型逆变器直流侧是电流源,通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感 滤波,电流型三相桥式逆变电路
16、换流是在 异桥元件之间元件之间换流,每只晶闸管导电的角度是2 0。_ _ _ _ _ _ _ 度。1 1、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路;升压斩波电路;.升降压.斩波电路。1 2、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载 换流和 强迫换流。1 3、按逆变后能量馈送去向不同来分类,电万电子元件构成的逆变器可分为 有源、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 逆变器与 无源.一 逆变器两大类。14f一 二晶闸管的型号为K K 2 0 0-9,请说明KK快 速 晶 闸 管;2 0 0 表示表示_ _ _ _ _2 0 0 A _ _ _ _ _ _ _ _,9表示 9 0
17、 0 V o1 5、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲,脉冲;主要用于驱动一小 功率的晶闸管;锯齿波同步触发电路产生的脉冲为 强触发脉冲 脉冲;可以触发一 二 功 率 的 晶 闸 管。1 7、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,但归纳起来可分为零电流开关 与零电压开关 两大类。1 8、直流斩波电路在改变负载的直流电压时,常用的控制方式有一等频调宽控制;等宽调频控制;脉宽与频率同时控制_三种。1 9、由波形系数可知,晶闸管在额定情况下的有效值电流为k.等于_1.5 7 倍 La”如果IT(A V)=1 0 0安培,则它允许的有效电流为_1 5 7 安培。通
18、常在选择晶闸管时还要留出_1.5 2 倍的裕量。2 0、通常变流电路实现换流的方式有器件换流,电网换流,负载换流,强迫换流四种。2 1、在单相交流调压电路中,负载为电阻性时移相范围是_ 0r 4,负载是阻感性时移相范围是(pf 冗 O2 2、在电力晶闸管电路中,常用的过电压保护有_ 避 雷器;阻容吸收;硒堆;压敏电阻;整流式阻容吸收等几种。2 3、。晶闸管的维持电流1“是指在温4 0 度以下 温度条件下,门极断开时,晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小阳极 电流。2 5、普 通 晶 闸 管 的 图 形 符 号 是,三个电极分别是 阳极A ,阴 极 K 和门极G晶闸管的导通条件是
19、阳极加正电压,阴极接负电压,门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通;关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流1“时,导通的晶闸管关断。2 7、绝缘栅双极型晶体管是以 电力场效应晶体管栅极;作为栅极,以以电力晶体管集电极和发射极 复合而成。2 8、在电力晶闸管电路中,常用的过电流保护有快速熔断器;电路串电抗器;过流时快速移相;直流快速开关;等几种。2 9、晶闸管的换相重叠角与电路的_触发角a;变压器漏抗心;平均电流L;电 源 相 电 压 等到参数有笑。3 1、单相全波可控整流电路中,晶闸管承受的最大反向电压为亚仇一。三相半波可控整流电路中,晶 闸 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 为。
20、(电源相电压为U2)3 2、要使三相全控桥式整流电路正常工作,对晶闸管触发方法有两种,一是用 大 于 6 0。小 于 1 2 0。的宽脉冲,触发;二是用 脉 冲 前 沿 相 差 6 0 的双窄脉冲触发。3 5、带平衡电抗器的双反星形电路,变压器绕组同时有两相 相导电;晶闸管每隔一6 0 度换一次流,每只晶闸管导通_ 1 2 0 度,变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端相反,所以以两绕组的电流方向也相反,因此变压器的铁心不会被磁化 O36、三相桥式全控整流电路是由一组共阴 极三只晶闸管和一组共 阳一极的三只品闸管串联后构成的,晶闸管的换相是在同-葡丙的元件进行的。每隔 6(7 二换二次相,在电流连
21、续时每只晶闸管导通 120 度。要使电路工作正常,必须任洞时刻要有一 两_ _ _ _ _ 只晶闸管同时导通,一个是共 F 极的,另一个是共 阳 _ 极的元件,且要求不是二不在同一桥臂上的两个元件。一37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 控制角角,用_ _ _ _a _ 表示。38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压,经常使用的保护方法是阻容保护、而对于能量较大的过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用的方法有 压敏电 阻 和 硒堆。O39、交流零触发开关电路就是利用过零 触 发 方式来控制晶闸管导通与关断的。40、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管_ 管、它
22、的额定电压为_800V、_ _ _ _ _ _ 伏、额定电流为100A 安。41、实现有源逆为的条件为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B 90。(即a 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。42、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整流 _ 状态、逆变状态、反组整流状态,逆变状态。43、有源逆变指的是把直流能量转变成交流 能量后送给一电网的装置。44、给晶闸管阳极加上一定的正向电压;在门极加上正向门极 电压,并形成足够
23、的门极触发 电流,晶闸管才能导通。45、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单相桥式半控整流桥.,与 三相桥式半控整流桥电路会出现失控现象。46、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_150 电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_300 电 这 说 明 _三相桥式全控整流桥电路的纹波系数比三相半波可控流电路 电路要小。47、造成逆变失败的原因有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,等几种。48、晶闸管在触发开通过程中,当阳极电流小于掣住 电流之前,如去掉触发脉冲脉冲,晶闸管又会关断。4
24、9、对三相桥式全控变流电路实施触发时,如采用单宽脉冲触发,单宽脉冲的宽度一般取_ 90一度较合适;如采用双窄脉冲触发时,双窄脉冲的间隔应为_60 度。50、三相半波可控整流电路电阻性负载时,电路的移相范围_ 01 5 0 _,三相全控桥电阻性负载时,电路的移相范围 0 -1 2 0 _,三相半控桥电阻性负载时,电路的移相范围 0-15 0 o51、锯齿波触发电路的主要环节是由同步环节;锯齿波形成;脉冲形成;整形放大;强触发及输出环节组成。电力电子技术选择题1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 A 度。A、1 8 0 ,B、6 0 ,c、3 6 0 ,D、1 2 0 2、a为
25、J 度时,三相半波可控整流电路,电阻性负载输出的电压波形,处于连续和断续的临界状态。A,0 度,B,6 0 度,C,3 0 度,|),1 2 0 度,3、晶闸皆触爰电路,,彘:变 13文 的士小,疝M出脉冲产生相位移动,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 oA、三相半波可控整流电路,B、三相半控桥整流桥电路,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、在一般可逆电路中,最小逆变角 m i n 选在下面那一种范围合理 A 。A-QR R 1 n -1 c n -1 o n o 6、在下亩几种电就中,木能实现有加逆变初
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