電力電子技術(shù)經(jīng)典試題[沐風(fēng)教育]

1、1. 什么是電力電子技術(shù)？答：應(yīng)用于電力領(lǐng)域的、使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。是一門與電子、控制和電力緊密相關(guān)的邊緣學(xué)科。2. 說“電力電子技術(shù)的核心技術(shù)是變流技術(shù)”對嗎？答：對。3. 模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)也是電力電子技術(shù)嗎？答：不是。4. 舉幾例日常生活中應(yīng)用電力電子技術(shù)的裝置。答：電動自行車的充電器，手機(jī)充電器，電警棍等。5. 簡答“開關(guān)電源”和“線性電源”的主要優(yōu)缺點。答：開關(guān)電源：優(yōu)點：體積小、重量輕、效率高、自身抗干擾性強(qiáng)、輸入和輸出的電壓范圍寬、可模塊化。 缺點：由于開關(guān)工作模式和高頻工作狀態(tài)，對周圍設(shè)備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地。線性電源：優(yōu)點：電源技

2、術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的噪聲干擾。缺點：是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，效率低。將逐步被開關(guān)電源所取代。6. 解釋：不可控器件(說明導(dǎo)通和關(guān)斷的條件)、半控型器件、全控型器件，并舉出代表性器件的名稱。答：不可控器件：不用控制信號來控制其通、斷。導(dǎo)通和關(guān)斷取決于其在主電路中承受電壓的方向和大小。典型器件：電力二極管 導(dǎo)通條件：正向偏置，即承受正向電壓，且正向電壓閥值電壓。 關(guān)斷條件：反向偏置，即承受反向電壓。半控型器件：用控制信號來控制其導(dǎo)通，一旦導(dǎo)通門極就失去控制作用。關(guān)斷取決于其在主電路中承受的電壓、電流的方向和大小。典

3、型器件：晶閘管全控型器件：導(dǎo)通和關(guān)斷均由電路的觸發(fā)控制信號驅(qū)動（驅(qū)動狀態(tài)需保持）。 典型器件：GTR、IGBT、POWER MOSFET。7. 如圖示的二極管伏安特性曲線，示意性地在坐標(biāo)曲線上標(biāo)注二極管的參數(shù)“反向擊穿電壓UB”、“門檻電壓UTO”、“正向?qū)娏鱅F”及其對應(yīng)的“正向壓降UF”、“反向漏電流”。答：輔導(dǎo)工具a8. 教科書P42：第4題圖中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im，寫出各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值I1、I2、I3的計算表達(dá)式(不必計算出結(jié)果)。解：9. 依據(jù)教材P20圖2-8，簡要說明晶閘管的工作原理。答：晶閘管

4、的工作原理:開通：在有陽極正向電壓EA的情況下，驅(qū)動電路注入門極電流IG后，由于電源EA和晶閘管結(jié)構(gòu)形成的電流IC1的正反饋作用，實現(xiàn)開通。 晶閘管開通后，如果保持陽極正向電壓EA和晶閘管導(dǎo)通電流IK不變，停止驅(qū)動電流IG，晶閘管保持繼續(xù)導(dǎo)通。關(guān)斷：去掉陽極正向電壓EA,或給陽極施加反壓，使流過晶閘管的電流IK降低到接近于零的某一數(shù)值以下才能關(guān)斷。門極驅(qū)動控制不能關(guān)斷已導(dǎo)通的晶閘管,只能依靠外部電路實施關(guān)斷。10. 簡述使晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件。答： 導(dǎo)通條件：承受正向電壓，并由電路的觸發(fā)信號驅(qū)動(在門極施加觸發(fā)電流)。 關(guān)斷條件：取決于其在主電路中承受的電壓和電流狀態(tài)。即利用外加反向電壓使晶

5、閘管的電流減小到近于零(小于維持電流)。11繪出晶閘管、MOSFET(含N、P溝道兩種)、GTR、IGBT四個常見電力電子器件的電路符號,并標(biāo)注它們的引腳代號和引腳名稱。答：12. 解釋AC-DC電路、AC-DC電路、DC-DC電路、AC-AC電路，并說明主要功能。答：AC-DC電路：交流變直流即整流電路。取交流電源供直流負(fù)載使用。DC-AC電路：直流變交流即逆變電路。取直流電源供交流負(fù)載使用。DC-DC電路：直流變直流電路。改變直流電源的電壓，也可實現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣隔離作用。AC-AC電路：交流變交流電路?？梢愿淖兘涣麟娫吹碾妷?、頻率、波形。13. 把“?”改成答案和在括符中作出選擇：

6、單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載電路如下圖，設(shè)控制角=。在u2正半周期間，電源電壓相位小于，四個晶閘管均(不導(dǎo)通 / 導(dǎo)通)。在u2正半周期間，在觸發(fā)角a處觸發(fā)VT? 和VT?，輸出電流從電源a端到b端的流經(jīng)回路是：？在u2負(fù)半周期間，電源電壓相位小于，四個晶閘管均(不導(dǎo)通 / 導(dǎo)通)。在u2負(fù)半周期間，在觸發(fā)角a處觸發(fā)VT?和VT?，輸出電流從電源b端到a端的流經(jīng)回路是：？答： (不導(dǎo)通)。 (VT1和VT4)。VT1RVT4 (不導(dǎo)通)。 (VT2和VT3)。VT3RVT214.單相全波可控整流電路帶電阻負(fù)載的電路圖如下。設(shè)控制角=。問：在電源u2的兩個正、負(fù)半周期間，各是哪個晶閘管工作，變

7、壓器哪個繞組中有電流？答：在u2正半周期間，僅VT1工作，變壓器二次繞組上半部分流過電流。 在u2負(fù)半周期間，僅VT2工作，變壓器二次繞組下半部分流過電流。 15. 下圖三相二極管半波不控整流電路。說明在t1和t2兩個電角度時刻： 哪個二極管導(dǎo)通？導(dǎo)通二極管向負(fù)載施加的電壓是相電壓或線電壓(電壓名稱)？不導(dǎo)通的二極管，承受的是正向或反向電壓？是相電壓或線電壓(電壓名稱)？ 變壓器原、副邊的接線方式是型或Y型？ 思路：任何時刻只有一只二極管導(dǎo)通給負(fù)載施加相電壓，與該時刻相電壓最高一相相連接的二極管導(dǎo)通。解答：哪個二極管導(dǎo)通？答：t1：VD2導(dǎo)通t2：VD1或VD3導(dǎo)通導(dǎo)通二極管向負(fù)載施加的電壓是

8、相電壓或線電壓(電壓名稱)？答：t1：負(fù)載電壓是相電壓ubt2：負(fù)載電壓相電壓uc=ua不導(dǎo)通的二極管，承受的是正向或反向電壓？是相電壓或線電壓(電壓名稱)？答：t1：VD1承受反向線電壓UbaVD3承受反向線電壓Ubct2：VD2承受反向線電壓Uab=Ucb變壓器原、副邊的接線方式是型或Y型？答：原邊的接線方式是型。副邊的接線方式是Y型。16. 如右圖的二極管三相橋式不控整流電路。說明：在“t1t4”期間內(nèi)有哪幾個二極管導(dǎo)通？在“t1t4”期間內(nèi)有無自然換相？是正極換相或負(fù)極換相？在“t2t4”期間負(fù)載電壓是多少？在t3時刻，二極管VD5承受的電壓是多少？思路：任何時刻輸出的線電壓是正半周較

9、高的相電壓減負(fù)半周較低的相電壓。任何時刻有兩只二極管導(dǎo)通，分別是連接正半周較高的相電壓和負(fù)半周較低的相電壓的二極管。答：在t1t2”期間內(nèi)：VD3和VD2導(dǎo)通。在t2t4”期間內(nèi)：VD3和VD4導(dǎo)通。答：在t2時刻發(fā)生“負(fù)極自然換相”：由uc換相到ua答：負(fù)載電壓ud=Uba=ub-ua答：在t3時刻，二極管VD5承受反向線電壓Ubc=ub-uc=ub17. 說明：“有源逆變”與“無源逆變”的區(qū)別。答：無源逆變：逆變電路輸出電能到負(fù)載。有源逆變：逆變電路輸出電能到電網(wǎng)。18. 如下圖單相橋式逆變電路及其輸出電壓電流波形。說明：橋式逆變電路把直流電Ud變成交流電uo的工作原理。如何改變逆變輸出交

10、流電的工作頻率。答：對角兩組開關(guān)S1、S4與S2、S3在一個供電周期的兩個半周中輪流導(dǎo)通和關(guān)斷。改變供電周期的長短即可改變逆變輸出交流電的工作頻率。19. 繪出下述基本逆變電路圖電壓型單相半橋逆變電路電壓型單相全橋逆變電路電壓型單相帶中心抽頭變壓器的逆變電路電壓型三相逆變電路20. 如下圖電壓型三相橋式逆變電路，同一相的上下兩個IGBT交替驅(qū)動180，各相開始導(dǎo)電的角度依次相差120。三輸出點U、V、W對于參考點N的電壓波形已給出。 在圖中繪出逆變電路輸出線電壓uWU的波形。解：線電壓 uWU=uWN - uUN如下圖中藍(lán)色波形：21. 說明(單端)正激電路和(單端)反激電路工作原理的區(qū)別。答

11、：(單端)正激電路：開關(guān)管導(dǎo)通期間：電源通過變壓器向負(fù)載提供能量。 開關(guān)管關(guān)斷期間：電源不提供能量，由電路儲能向負(fù)載提供能量。(單端)反激電路開關(guān)管導(dǎo)通期間：電源僅向變壓器提供儲能。 開關(guān)管關(guān)斷期間：電源不提供能量，由電路儲能向負(fù)載提供能量。22. 阻感負(fù)載的單相交流調(diào)壓電路和在晶閘管控制角a =0時的電壓電流波形如下圖。設(shè)負(fù)載的阻抗角為：=tg-1(L/R)。1. 設(shè)t =期間VT1被觸發(fā)導(dǎo)通。問：該期間電源與負(fù)載之間電能流動的方向？答：電源向負(fù)載提供電能。2. 在t =+期間：問：電源與負(fù)載之間電能流動的方向？答：負(fù)載電感儲能回饋到電源。問：在該期間內(nèi)如果觸發(fā)VT2，VT2是能否導(dǎo)通？原因？答：在該期間內(nèi)如