電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題30(已補(bǔ)答案)

1、一、填空題1、寫(xiě)出下列電力電子器件的簡(jiǎn)稱：電力晶體管  GTR ；可關(guān)斷晶閘管 GTO ；功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOSFET ；絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 。 2、雙向晶閘管的圖形符號(hào)是  ；3個(gè)電極分別是 第一陽(yáng)極T1 ， 第二陽(yáng)極T2 ， 門(mén)極G 。3、晶閘管在其陽(yáng)極與陰極之間加上 正向 電壓的同時(shí)，門(mén)極上加上 觸發(fā) 電壓，晶閘管就導(dǎo)通。4、從晶閘管開(kāi)始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為 控制角 ，用 表示。5、普通晶閘管的圖形符號(hào)是      ，三個(gè)電極分別是   陽(yáng)極A

2、  ，  陰極K 和   門(mén)極G 。 6、直流斬波電路在改變負(fù)載的直流電壓時(shí)，常用的控制方式有  等頻調(diào)寬控制 、  等寬調(diào)頻控制 、   脈寬與頻率同時(shí)控制     三種。7、在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是  0   ，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是     。8、型號(hào)為KS100-8的元件表示   雙向晶閘管 &#

3、160;  、它的額定電壓為    800    伏、額定有效電流為 100 安。9、KP5-7E表示額定電流為  5  A，額定電壓為是  700  V的普通晶閘管。 10、只有當(dāng)陽(yáng)極電流小于 最小維特 電流時(shí)，晶閘管才會(huì)由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。11、整流是把 交流 電變換為 直流 電的過(guò)程；逆變是把 直流 電變換為 交流 電的過(guò)程。12、逆變電路分為 有源 逆變電路和 無(wú)源 逆變電路兩種。13、逆變角與控制角之間的關(guān)系為 =- 。14、三相

4、半波可控整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為 150 HZ；三相全控橋整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為  300 HZ。15、KP50-7表示額定電流為  50  A，額定電壓為是   700 V的普通晶閘管。 16、三相橋式全控整流電路是由一組共   陰  極三只晶閘管和一組共  陽(yáng)  極的三只晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的。每隔60度換一次相，在電流連續(xù)時(shí)每只晶閘管導(dǎo)通  120

5、0; 度。要使電路工作正常，必須任何時(shí)刻要有兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，一個(gè)是共   陰  極的，另一個(gè)是共  陽(yáng)   極的元件，且要求不是 在同一橋臂上  的兩個(gè)元件。17、請(qǐng)?jiān)谡_的空格內(nèi)標(biāo)出下面元件的簡(jiǎn)稱：電力晶體管    ；可關(guān)斷晶閘管  ；功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管  ；絕緣柵雙極型晶體管  。（與第一題重復(fù)）二、判斷題1、雙向晶閘管和普通晶閘管一樣，額定電流也用通態(tài)電流平均值表示。 （ û ） 2、逆變失敗，是因主電路元件出現(xiàn)損壞，

6、觸發(fā)脈沖丟失，電源缺相，或是逆變角太小造成的。  （  ü  ）3、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負(fù)載。 （   û ）4、變流裝置其功率因數(shù)的高低與電路負(fù)載阻抗的性質(zhì)，無(wú)直接關(guān)系。 （  ü ）5、KP25表示的是額定電壓200V，額定電流500A的普通型晶閘管。   （ û ）6、有源逆變指的是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能送給負(fù)載。    ( û ) 7、只要讓加在晶閘管兩端的電壓減小為零，晶閘

7、管就會(huì)關(guān)斷。 （  û  ）8、絕緣柵雙極型晶體管具有電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管和電力晶體管的優(yōu)點(diǎn)。 （   ü ） 9、給晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓它就會(huì)導(dǎo)通。    （  û ）10、增大晶閘管整流裝置的控制角，輸出直流電壓的平均值會(huì)增大。 （  û ）11、普通晶閘管外部有三個(gè)電極，分別是基極、發(fā)射極和集電極。 （  û  ）12、雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管不一樣，它是由五層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的。（  ü

8、）13、普通晶閘管的通態(tài)電流（額定電流）是用電流的最大值來(lái)表示的。 （ û   ）14、直流斬波電路只能實(shí)現(xiàn)降低輸出直流電壓的作用。 （  û  ）15、絕緣柵雙極型晶體管具有電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管和電力晶體管的優(yōu)點(diǎn)。 （  ü  ）16、普通晶閘管外部有三個(gè)電極，分別是陽(yáng)極、陰極和門(mén)極。 （  ü  ）17、KP55表示的是額定電壓500V，額定電流500A的普通型晶閘管。    （  û&

9、#160; ）18、雙向晶閘管的額定電流是用電流有效值來(lái)表示的。   （  ü  ）19、無(wú)源逆變指的是不需要逆變電源的逆變電路。 （  û  ）20、三相橋式全控整流電路，輸出電壓波形的脈動(dòng)頻率是150HZ。 （  û  ）三、簡(jiǎn)答題1、晶閘管與普通二極管、晶體管在控制上有什么區(qū)別？使晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件是什么？晶閘管（也稱可控硅）與普通二極管的最大區(qū)別就是可控硅有一個(gè)控制極，在可控硅連接正向電壓后，控制極如果得到一個(gè)適合的導(dǎo)通電壓（一般是0

10、.6V左右），該可控硅就會(huì)導(dǎo)通并保持，控制極失去電壓后可控硅就會(huì)關(guān)斷。2、試說(shuō)明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：IGBT開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)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(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率 小。開(kāi)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(kāi)關(guān)特性好，通流能力強(qiáng)，飽和壓降 低。開(kāi)關(guān)速度低，為電流驅(qū)動(dòng)，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電 路復(fù)雜，存在二次擊穿問(wèn)題。 GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場(chǎng)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(shí)門(mén)極 負(fù)脈沖電流大，開(kāi)關(guān)速度低，驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)

11、雜， 開(kāi)關(guān)頻率低。 電力MOSFET開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū) 動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，不存在二次擊穿 問(wèn)題。電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過(guò) 10kW的電力電子裝置。 3、比較說(shuō)明交-直-交變頻電路和交-交變頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？ P1314、使變流器工作于有源逆變狀態(tài)的條件是什么？直流側(cè)要有電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓；要求晶閘管的控制角>/2，使Ud為負(fù)值。5、單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍分別是多少？答：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?/p>

12、，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0  180°，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0  90°。     三相橋式全控整流電路，當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0  120°，當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí)，要求的晶閘管移相范圍是0  90°。 6、維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。

13、0;要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。7、簡(jiǎn)述說(shuō)明斬波電路的3種電壓控制方式？1) 保持開(kāi)關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton不變，稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。 2) 保持開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton不變，改變開(kāi)關(guān)周期T，稱為脈沖頻率調(diào)制(PFM)。 3) ton和T都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。8、什么叫有源逆變？什么叫無(wú)源逆變？P549、簡(jiǎn)述電壓源型變頻電路的主要特點(diǎn)。P13910、電力變換的種類(lèi)有哪幾種？整流、逆變、斬波、變頻11、什么

14、是逆變失敗？如何防止逆變失敗？逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變?yōu)轫樝虼?lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，稱為逆變失敗或逆變顛覆。防止逆變失敗的方法有：采用精確可靠的觸發(fā)電路，使用性能良好的晶閘管，保證交流電源的質(zhì)量，留出充足的換向裕量角等。12、對(duì)晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？1、觸發(fā)電路輸出的脈沖必須具有足夠的功率2、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的主電壓保持同步3、觸發(fā)脈沖能滿足主電路移相范圍的要求4、觸發(fā)脈沖要具有一定的寬度，前沿要陡13、試簡(jiǎn)述Buck-Boost電路同Cuk電路的異同。答：這兩種電路都有升

15、降壓變換功能，其輸出電壓與輸入電壓極性相反，而且兩種電路的輸入、輸出關(guān)系式完全相同，Buck-Boost電路是在關(guān)斷期內(nèi)電感L給濾波電容C補(bǔ)充能量，輸出電流脈動(dòng)很大，而Cuk電路中接入了傳送能量的耦合電容C1，若使C1足夠大，輸入輸出電流都是平滑的，有效的降低了紋波，降低了對(duì)濾波電路的要求。14、簡(jiǎn)述電流源型變頻電路的主要特點(diǎn)。P14015、什么叫整流？什么叫逆變？交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。直流電能轉(zhuǎn)換為交流電流。四、計(jì)算題下圖a）b）c）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，試寫(xiě)出各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值I1、I2、I3的表達(dá)式。 五、

16、分析計(jì)算題1、（1）簡(jiǎn)述下圖所示的降壓斬波電路工作原理。P101（2）上圖所示的降壓斬波電路中，已知E=200V，R=10，L值極大，EM=30V， T=50s,ton=20s,計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。2、單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路，如圖所示，分析說(shuō)明其控制過(guò)程，并畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)直流輸出電壓ud、晶閘管VT1，4電壓及變壓器二次側(cè)電流i2的波形。3、（1）簡(jiǎn)述下圖所示的升壓斬波電路工作原理。P104（2）上圖所示的降壓斬波電路中，已知E=50V，L值和C值極大，R=20，當(dāng)T=40s，ton=25s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io。4、單相半波可控整流電路如圖所示，分析說(shuō)明其控制過(guò)程，并畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)角為a時(shí)輸出直流電壓Ud和晶閘管VT的電壓波形。并求出當(dāng)觸發(fā)角為a=60°時(shí)輸出電壓的平均值。5、一臺(tái)工業(yè)電爐（電阻性負(fù)載）原由額定電壓為單相交流220V供電，額定功率為10千瓦。現(xiàn)改用