電力電子技術期末考試試題及答案

1、電力電子復習姓名：楊少航電力電子技術試題第1章電力電子器件上電力電子器件一般工作在 開關狀態(tài)。七在通常情況下，電力電子器件功率損耗主要為通態(tài)損耗,而當器件開關頻率較高時，功率損耗主要為開關損耗。江電力電子器件組成的系統(tǒng)，一般由控制電路 、驅動電路、 主電路 三部分組成，由于電路中存在電壓和電流的過沖，往往需添加保護電路。工按內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況，電力電子器件可分為 單極型器件、 雙極 型器件、復合型器件 三類。打電力二極管的工作特性可概括為 承受正向電壓導通，承受反相電壓截止 。打電力二極管的主要類型有 普通二極管、快恢復二極管、肖特基二極管。乙肖特基二極管的開關損耗 小于

2、快恢復二極管的開關損耗。江晶閘管的基本工作特性可概括為.正向電壓門極有觸發(fā)則導通、反向電壓則截止 。為對同一晶閘管，維持電流 IH與擎住電流IL在數值大小上有IL 大于IH 。10 .晶閘管斷態(tài)不重復電壓 UDSMW轉折電壓 Ubo數值大小上應為，UDSM：t于 Ubo11 .逆導晶閘管是將 二極管 與晶閘管 反并聯(lián) （如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。2GTO勺多元集成結構是為了便于實現門極控制關斷而設計的。13 . MOSFET勺漏極伏安特性中的三個區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時的輸出特性中的三個區(qū)域有對應關系，其中前者的截止區(qū)對應后者的 截止區(qū)、前者的飽和區(qū)對應后者的 放大區(qū)、前者的非

3、飽和區(qū)對應后者的 飽和區(qū) 。14 .電力MOSFET勺通態(tài)電阻具有正溫度系數。15 . IGBT的開啟電壓 UGE（th）隨溫度升高而 略有下降，開關速度 小于 電力MOSFET16 .按照驅動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的性質，可將電力電子器件分為 電壓馬區(qū)動型一和 電流驅動型 兩類。17 . IGBT的通態(tài)壓降在1/2或1/3額定電流以下區(qū)段具有負溫度系數,在1/2或1/3額定電流以上區(qū)段具有 正溫度系數。18 .在如下器件：電力二極管（Power Diode）、晶閘管（SCR、門極可關斷晶閘管（GTO、電力晶體管（GTR、電力場效應管（電力 MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管（I

4、GBT）中，屬于不可控器件的是 電力二極管，屬于半控型器件的是晶閘管,屬于全控型器件的是GTO、GTR、電力MOSFET IGBT ;屬于單極型電力電子器件的有 電力MOSFET_屬于雙極型器件的有 電 力二極管、晶閘管、 GTO、GTR 屬于復合型電力電子器件得有 IGBT ;在可控的器件中， 容量最大的是 晶閘管，工作頻率最高的是 電力MOSFET屬于電壓驅動的是 電力MOSFET IGBT _屬于電流驅動的是晶閘管、GTO、GTR 。第2章整流電路1 ._電阻負載的特點是 電壓和電流成正比且波形相同 ,在單相半波可控整流電阻性負載電路 中，晶閘管控制角 a的最大移相范圍是 0-180 o

5、 o2 ._阻感負載白特點是 流過電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻感負載并聯(lián)續(xù)流 二極管的電路中，晶閘管控制角a的最大移相范圍是 0-180。,其承受的最大正反向電壓均為J2u2,續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為J2u2 （設U2為相電壓有效值）。之單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負載時，a角移相范圍為 0-180°,單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為J5u2/2和J2u2；帶阻感負載時，&角移相范圍為0-90O一單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為同2和J2U2;帶反電動勢負載時，欲使電阻上的電流不出現斷續(xù)現象，可在主電路中直流輸出側串聯(lián)一個平

6、波電抗器。4.單相全控橋反電動勢負載電路中，當控制角a大于不導電角 時，晶閘管的導通角=乃a-； 當控制角 小于不導電角 時，晶閘管的導通角 =乃2 一。5 .電阻性負載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于J2U2,晶閘管控制角 a的最大移相范圍是 0-150°,使負載電流連續(xù)的條件為300al2為相電壓有效值）。6 .三相半波可控整流電路中的三個晶閘管白觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差 120°,當它帶阻 感負載時，的移相范圍為0-90 o 。乙三相橋式全控整流電路帶電阻負載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是最高的相電壓，而共陽極組中處于導通的晶

7、閘管對應的是最低的相電壓；這種電路 角的移相范圍是。120° , Ud波形連續(xù)的條件是60°。8 .對于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值下降。9 .電容濾波單相不可控整流帶電阻負載電路中，空載時，輸出電壓為J2U2,隨負載加重Ud逐漸趨近于 0.9 U 通常設計時，應取RO 1.5-2.5 T,此時輸出電壓為 Ud- 1.2 02” 為 相電壓有效值，T為交流電源的周期）。旦電容濾波三相不可控整流帶電阻負載電路中，電流id 斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是_ RC 翼二,電路中的二極管承受的最大反向電壓為_J6_U2生實際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性

8、的非正弦函數，當從0。90。變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨 的增大而 增大,當 從90°180°變化時，整流輸出的 電壓ud的諧波幅值隨 的增大而減小。12 .逆變電路中，當交流側和電網連結時，這種電路稱為 有源逆變,欲實現有源逆變，只 能采用全控電路；對于單相全波電路，當控制角 0V < 時，電路工作在 整流 狀態(tài)； 時，電路工作在逆變狀態(tài)。13 .在整流電路中，能夠實現有源逆變的有單相全波、一三相橋式整流電路 等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其值大于變流器直流側平均電壓 禾口 _晶閘管的控制角&

9、gt; 90°,使輸出平均電壓 Ud為負值。14 .晶閘管直流電動機系統(tǒng)工作于整流狀態(tài)，當電流連續(xù)時，電動機的機械特性為一組平行 的直線，當電流斷續(xù)時，電動機的理想空載轉速將 抬高,隨 的增加，進入斷續(xù)區(qū)的電流 _生大。15 .直流可逆電力拖動系統(tǒng)中電動機可以實現四象限運行，當其處于第一象限時，電動機作_電動 運行,電動機 正 轉,正組橋工作在 整流 狀態(tài)；當其處于第四象限時，電動機做 發(fā)電 _運行，電動機 反轉 轉， 正 組橋工作在逆變狀態(tài)。16 .大、中功率的變流器廣泛應用的是 晶體管觸發(fā)電路,同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路， 可分為三個基本環(huán)節(jié)，即脈沖的形成與放大、鋸齒波的形成與脈

10、沖移相禾口同步環(huán)節(jié)。第3章直流斬波電路1_直流斬波電路完成得是直流到直流 的變換。2_直流斬波電路中最基本的兩種電路是降壓斬波電路 和 升壓斬波電路。3.斬波電路有三種控制方式：_脈沖寬度調制（PWM_、頻率調制 和 （ton和T都可調，改變占空比）混合型。4_升壓斬波電路的典型應用有直流電動機傳動和單相功率因數校正等。5_升降壓斬波電路呈現升壓狀態(tài)的條件為_0.51 （為導通比）6jCuK斬波電路電壓的輸入輸出關系相同的有 升壓斬波電路 、Sepic斬波電路 和_Zeta斬波電路 。NSepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關系，所不同的是： Sepic斬波電 %的電源電流和負

11、載電流均連續(xù)， Zeta斬波電路 的輸入、輸出電流均是斷續(xù)的，但兩種電路 輸出的電壓都為正極性的。8 .斬波電路用于拖動直流電動機時，降壓斬波電路能使電動機工作于第 1,限,升壓斬 波電路能使電動機工作于第 2 象限,電流可逆斬波 電路能使電動機工作于第1和第2象限。9 .橋式可逆斬波電路用于拖動直流電動機時，可使電動機工作于第 1、2、3、4 象限。10 .復合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個 升壓斬波電路和一個 降壓 斬波電路 的組合；多相多重斬波電路中，3相3重斬波電路相當于 3個 基本 斬波電路并聯(lián)。第4章交流一交流電力變換電路1 .改變頻率的電路稱為 變頻電路,變頻電路有交交變

12、頻電路和交直交變頻 電路兩種形式，前者又稱為 直接變頻電路 ，后者也稱為 間接變頻電路 。2_單相調壓電路帶電阻負載，其導通控制角的移相范圍為 0-18。0,隨 的增大，Uo 降紇，功率因數降低。3.單相交流調壓電路帶阻感負載，當控制角v ( =arctan( L/R)時,VT1的導通時間_逐漸縮短,VT2的導通時間一逐漸延長。4_根據三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調壓電路具有多種形式，TCR屬于 支路控制三角形聯(lián)結方式，TCR的控制角的移相范圍為 90O-180線電流中所含諧波的次數為 6k±1。5_晶閘管投切電容器選擇晶閘管投入時刻的原則是：該時刻交流電源電壓應和電容器預先充電電壓

13、相等 。6_把電網頻率的交流電直接變換成可調頻率的交流電的變流電路稱為交交變頻電路 。工單相交交變頻電路帶阻感負載時，哪組變流電路工作是由J俞出電流的方向 決定的，交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據J俞出電流方向和輸出電壓方向是否相同_決定的。8.當采用6脈波三相橋式電路且電網頻率為50Hz時，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為 20也 。9_三相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即公共交流母線進線方式和 輸出星形聯(lián)結方式_,其中主要用于中等容量的交流調速系統(tǒng)是公共交流母線進線方式。10 .矩陣式變頻電路是近年來出現的一種新穎的變頻電路。它采用的開關器件是全控 器件；控制方式是斬控方式 。1、

14、請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管 GTR ;可關斷晶閘管 GTO ;功 率場效應晶體管 MOSFET ;絕緣柵雙極型晶體管 IGBT; IGBT是 MOSFET和 GTR 的復合管。2、晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是 要有足夠的驅動功率 、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高和_觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3、多個晶閘管相并聯(lián)時必須考慮均流 的問題,解決的方法是串專用均流電抗4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正弦波 波,輸出電流波形為方波。5、型號為KS100-8的元件表示 雙向晶閘管 晶閘管、它的額定電壓為800V 伏、額定有效電流為100A 安。6、180。導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是

15、在同一橋臂上的上、下二個元件之間進行；而1200導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在不同橋臂上的元件之間進行的。7、當溫度降低時，晶閘管的觸發(fā)電流會 增加、 、正反向漏電流會 下降、;當 溫度升高時，晶閘管的觸發(fā)電流會下降、 、正反向漏電流會增加。8、在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經一兩組變流器之間而不流經 負載 的電流。環(huán)流可在電路中加 電抗器 來限制。為了減小環(huán)流一般采用控制角a = B的工 作方式。9、常用的過電流保護措施有快速熔斷器、 串講線電抗器 、接入直流快速開關、捽制快速移相使輸出電壓下降。（寫出四種即可）10、逆變器按直流側提供的電源的性質來分，可分為電壓型一型逆變器和一

16、由流型 .型逆變器，電壓型逆變器直流側是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側用電容器進行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的本橋元件之間換流,每只晶閘管導電的角度是1800 度;而電流型逆變器直流側是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側是用電感 濾波,電流型三相橋式逆變電路換流是在異橋元件之間元件之間 換流,每只晶閘管導電的角度是1200度。11、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有降壓 斬波電路:升壓斬波電路；升降壓斬波電路。12、由晶閘管構成的逆變器換流方式有負載 換流和 強迫 換流。13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為有

17、源逆變器與無源逆變器兩大類。14、有一晶閘管的型號為KK200 9 ,請說明KK 快速 晶閘管 ；200表示表示200A, 9 表示 900V。15、單結晶體管產生的觸發(fā)脈沖是尖脈沖 脈沖；主要用于驅動小功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發(fā)電路產生的脈沖為強觸發(fā)脈沖脈沖;可以觸發(fā)大 功率的晶閘管。17、為了減小變流電路的開、關損耗，通常讓元件工作在軟開關狀態(tài)，軟開關電路種類很多，但歸納起來可分為零電流開關 與 零電壓開關 兩大類。18、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有等頻調寬控制：等寬調頻控制：脈寬與頻率同時控制三種。19、由波形系數可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為iTn等于

18、 1.57倍It（av）.如果It（AV）=100安培，則它允許的有效電流為157 安培。通常在選擇晶閘管時還要留出11 52倍的裕量。20、通常變流電路實現換流的方式有器件換流.電網換流.負載換流.強迫換流四種。21、在單相交流調壓電路中，負載為電阻性時移相范圍是0,負載是阻感性時移相范圍是22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護有避雷器；阻容吸收；硒堆；壓敏電阻；整流式阻容吸收等幾種。23、。晶閘管的維持電流Ih是指在溫40縻以下 溫度條件下.門極斷開時，晶閘管從較大通態(tài) 電流下降到剛好能保持導通所必須的最小陽極 電流。25、普通晶閘管的圖形符號是 ,三個電極分別是陽極A . 陽極K 一

19、和門極 G晶閘管的導通條件是 陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通；關斷條件是 當晶閘管陽極電流小于維持電流Ih時.導通的晶閘管關斷。27、絕緣柵雙極型晶體管是以用力場效應晶體管柵極：作為柵極,以 以申，力晶體管集曲極和發(fā)射極復合而成。28、在電力晶閘管電路中， 常用的過電流保護有 一快諫熔斷器：電路串電抗器： 過流時快諫移 相；直流快速開關； 等幾種。29、晶閘管的換相重疊角與電路的觸發(fā)角“；變壓器漏抗 Xb;平均電流Id；電源相電壓 U2。等到參數有關。31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為v 2U 2 o三相半波可控整流電路中，晶閘管

20、承受的最大反向電壓為J6u2。（電源相電壓為 5）32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用大于60o小于1200的寬脈沖，觸發(fā):二是用脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖 觸發(fā)。35、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時有兩相相導電;晶閘管每隔 60度換一次流，每只晶閘管導通120 度,變壓器同一鐵心柱上的兩個繞組同名端_J1區(qū),所以以兩繞組的電流方向也相反 ，因此變壓器的鐵心不會被磁化。36、三相橋式全控整流電路是由一組共陽極三只晶閘管和一組共陽 極的三只品閘管串聯(lián)后構成的，晶閘管的換相是在同一組內的元件進行的。每隔60度 換一次相，在電流連續(xù)時每只晶閘管導通12

21、0 度。要使電路工作正常，必須任何時刻要有兩只晶閘管同時導通，一個是共陰 極的,另一個是共 陽 極的元件,且要求不是 不在同一橋臂上的兩個元件。37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為控制 角,用一 a 表示。38、一般操作引起的過電壓都是瞬時尖峰電壓，經常使用的保護方法是阻容保護、 而對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護， 目前常用的方法有壓敏電阻和 硒堆 。39、交流零觸發(fā)開關電路就是利用過零觸方式來捽制晶閘管導通與關斷的。40、型號為KS100-8的元件表示 雙向晶閘管 管、它的額定電壓為800V、伏、額定電流為 100A 安。41、實現有源逆為的條件為要有

22、一個直流逆變中，源.它的極性方向與晶閘管的導通方向一致.其幅極應稍大于逆變橋直流側輸出的平均電壓；逆變橋必須工作在6<900 （即a >900）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網。42、在由兩組反并聯(lián)變流裝置組成的直流電機的四象限運行系統(tǒng)中，兩組變流裝置分別工作在正組 整流 狀態(tài)、 逆變 狀態(tài)、反組 整流狀態(tài),逆變狀態(tài)。43、有源逆變指的是把直流能量轉變成一交流能量后送給由網的一裝置。44、給晶閘管陽極加上一定的正向 曲壓;在門極加上正向門機 電壓，并形成足夠的 門極觸發(fā) 電流,晶閘管才能導通。45、當負載為大電感負載，如不加續(xù)流二極管時，

23、在電路中出現觸發(fā)脈沖丟失時單相橋式半控整流橋,與三相橋式半控整流橋電路會出現失控現象。46、三相半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為150 Hz;而三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為300 Hz；這說明 三相橋式全控整流橋電路的紋波系數比三相半波可控流電路 電路要小。47、造成逆變失敗的原因有逆變橋晶閘管或元件損壞，供電電源缺相，逆變角太小，觸發(fā)脈沖丟失或未按時到達，等幾種。48、晶閘管在觸發(fā)開通過程中，當陽極電流小于掣住 電流之前,如去掉觸發(fā)脈沖脈沖,晶閘管又會關斷。49、對三相橋式全控變流電路實施觸發(fā)時，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般取900度較

24、合適;如采用雙窄脈沖觸發(fā)時，雙窄脈沖的間隔應為600 度。50、三相半波可控整流電路電阻性負載時，電路的移相范圍00-1500 、三相全控橋電阻性負載時，電路的移相范圍00-1200 ,三相半控橋電阻性負載時，電路的移相范圍 00150。51、鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由同步環(huán)節(jié)；鋸齒波形成；脈沖形成；整形放大；強觸發(fā)及輸出環(huán)節(jié)組成。電力電子技術問答分析題1、晶閘管兩端并聯(lián) R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？R、C回路的作用是：吸收品閘管瞬間過電壓.限制電流匕升率.動態(tài)均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗

25、。、2、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？ 直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源 E,其數值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud,才能提供逆變能量。 逆變器必需工作在3<900 (“ >900)區(qū)域，使 Ud< 0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W。3、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項基本要求？A:觸發(fā)信號應有足夠的功率。B觸發(fā)脈沖應有一定的寬度， 脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導通后，陽極電流能迅速上升 超過掣住電流而維持導通。C4、單相橋式半控整流電路，電阻性負載。當控制角a =900時，畫出：負載電壓 Ud、晶閘管VT1電壓 二極管VD2電壓UVD2,在一

26、周期內的電壓波形圖。里用橋式¥拄筌無電路6、什么是逆變失?。磕孀兪『笥惺裁春蠊?？形成的原因是什么UVT1、整流逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。逆變失敗后果是嚴重的, 會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環(huán)流，損壞開關器件。產生逆變失敗的原因：一是逆 變角太??；二是出現觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。8、指出下圖中各保護元件及VD、Ld的名稱和作用。星形接法的硒堆過電壓保護；三角形接法的阻容過電壓保護；橋臂上的快速熔斷器過電流保護；晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護

27、；橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護；直流側的壓敏電阻過電壓保護;直流回路上過電流快速開關保護；VD是電感性負載的續(xù)流二極管；L是電動機回路的平波電抗器： 9A、觸發(fā)用路必須有足夠的輸出功率：B、觸妗脈沖必須與豐回路由源中,壓保持同步:C、觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，且脈沖前沿要陡；D、觸發(fā)脈沖的移相范圍應能滿足主電路的要求；10、下圖為一單相交流調壓電路，試分析當開關 Q置于位時，電路的工作情況并畫出開關置于不同位置時，負 的電壓波形。Q置于位置1:雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號，不能導通，負載上無電壓。Q置于位置2:正半周，雙向晶閘管 I +觸發(fā)方式 導通。負半周，由于二極管 VD反偏，雙 向晶

28、閘管得不到觸發(fā)信號，不能導通，負載上得到半波整流電壓。Q置于位置3:正半周，雙向晶閘管 1+觸發(fā)方式 導通。負半周，雙向晶閘管出 -觸發(fā)方式 導 通，負載上得到近似單相交流電壓。11、在下面兩圖中，一個工作在整流電動機狀態(tài)，另一個工作在逆變發(fā)電機狀態(tài)。(1)、標出Ud、Ed及i d的方向。(2)、說明E與Ud的大小關系。(3)、當“與3的最小值均為 30度時，控制角a的移向范圍為多少？逆變一發(fā)電機狀態(tài)整流電動機狀態(tài)： 電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E 方向上正下負， Ud 大于 E,控制角的移相范圍 0° 90° 。逆變發(fā)電機狀態(tài)： 電流方向從上至U下，電壓 U

29、d 方向上負下正， 發(fā)電機電勢 E 方向上負下正，Ud小于E.控制角的移相范圍 90° 150° 。、填空1、請在正確的空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管GTR ;可關斷晶閘管 GTO;功率場效應晶體管MOSFET:絕緣柵雙極型 品體管IGBT ; IGBT是. MOSFET/口 GTR的復合管。2、晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是 要有足夠的驅動功率 、 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要 高 和 觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3、多個晶閘管相并聯(lián)時必須考慮均流的問題、解決的方法是 用專用均流電抗器。4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為 正弦波、輸出電流波形為方波。5、型號為KS100-

30、8的元件表示 雙向晶閘管 晶閘管、它的額定電壓為800V伏、額定有效電流為.100A_o6、180。導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一橋臂t的上、下二個元 件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 不同橋臂上的元件 之間進行的7、當溫度降低時，晶閘管的觸發(fā)電流會 增加、正反向漏電流會 下降；當溫度升 高時，晶閘管的觸發(fā)電流會 下降、正反向漏電流會 增加。2、由晶閘管構成的逆變器換流方式有負載 換流和 強迫（脈沖）換流。3、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為 亙源逆變器與無源逆變器兩大類。4、有一品閘管的型號為KK200- 9,請說明 K

31、K快速晶閘管：200表示表示200A, 9 表示 900V 。5、單結晶體管產生的觸發(fā)脈沖是 尖脈沖 脈沖:主要用于驅動 小 功率的晶閘管： 鋸齒波同步觸發(fā)電路產生的脈沖為 強觸發(fā)脈沖 脈沖;可以觸發(fā) 大 功率的品1、普通晶閘管的圖形符號是 ,三個電極分別是 陽極A ,陰極K 和 門 極G 晶閘管的導通條件是 陽極加正電壓， 陰極接負電壓，門極接正向電壓形成 了足夠門極電流時品閘管導通；關斷條件是 當晶閘管陽極電流小于維持電流 Ih時，導通的晶閘管關斷 。 A-2、可關斷晶閘管的圖形符號是 ;電力場效應晶體管的圖形符號是出 | uy |HQ絕緣柵雙極晶體管的圖形符號是3、單相交流調壓在電阻性負

32、載電路的移相范圍在0o180o變化,在阻感性負載時移相范圍在 180。變化。4、變流電路的換流方式有器件換流、電網換流、負載換流、強迫換流 等四種。5、提高變流置的功率因數的常用方法有減小觸發(fā)角、增加整流相數、采用多組變流裝置串聯(lián)供電、 設置補償電容。7、在電力晶閘管電路中，7用的時電流保護有 快諫熔斷器：電路串電抗器：過 流時快速移相；和直流快速開關等幾種。8、晶閘管的換相重疊角與電路的 觸妗角民、變壓器漏抗X-、平均電流1/_、 源相電壓U2等參數有關。2、單相全波可控整流電路中，品閘管承受的最大反向電壓為2<2U2 0三相半波可控整流電路中，品閘管承受的最大反向電壓為®2

33、 。（電源相電壓為U2）3、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用 大于 60o小于120o的寬脈沖 觸發(fā);二是用 脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖觸發(fā)。4、在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可達240o度;實際移相才能達 00-1800 度。6、軟開關電路種類很多，大致可分成 零電壓 電路、零電流電路兩大類。8、逆變器環(huán)流指的是只流經 兩組反并聯(lián)的逆變橋、而不流經負載 的電流,環(huán)流 可在電路中加 采用串聯(lián)電抗器 來限制。10、絕緣柵雙極型晶體管是以 電力場效應晶體管柵極為柵極 作為柵極,以 以電力 晶體管集電極和發(fā)射極 作為發(fā)射極與集電極復合而成。I i-9 I

34、1、晶閘管的圖形符號是十 ，三個電極分別是 陽極A、陰極K、和門極G ,雙向晶閘管的圖形符號是,它的三個極分是 第一陽極T1、第二陽極T2、和門極G 。4、從品閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為控制角,用a表示。5、同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波底寬可達2400度;正弦波觸發(fā)電路的理想移相范圍可達1800度，實際移相范圍只有1500 06、一般操作過電壓都是瞬時引起的尖峰電壓，經常使用的保護方法是 阻容保護 而 對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有 壓敏電阻 和硒堆。7、交流零觸發(fā)開關電路就是利用過零觸發(fā) 方式來控制品閘管導通與關斷的。四、問答分析

35、題1、在晶閘管兩端并聯(lián)RC吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻 R的作用是什么？ 答：（1） R C回路的作用是：吸收品閘管瞬間過電壓，限制電流上升率， 動態(tài)均壓作用。（2） R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小品閘管的開通電流上升率，降低開通損耗3、由下面單結晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點波形1、實現有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？答：(1)直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E,其數值要稍大于逆變 器輸出平均電壓Ud,才能提供逆變能量。(2)逆變器必需工作在B <90o( a >90。)區(qū)域，使 Ud< 0,才能把直流功率逆變 為交流功率返送

36、電網。2、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項基本要求？答：(1)觸發(fā)信號應有足夠的功率。(2)觸發(fā)脈沖應有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。(3)觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求2、PWM®變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調制與同步調制各有哪些優(yōu)點？答：（1） PW順變電路的常用控制方法有兩種，一是計算法；二是調制法。其中調制法又可分為兩種，一是異步調制法；二是同步調制法。（ 2） 通常異步調制法是保持載波頻率不變，信號頻率根據需要而改變時，載波比是變化的。優(yōu)點是：信號頻率較低時載波比較大，

37、一周期內脈沖數較多，輸出較接近正弦波。（ 3） 同步調制時，保持載波比為常數，并在變頻時使載波和信號波保持同步變化。優(yōu)點是：信號波一周內輸出的脈沖數是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。3、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么答： （ 1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。（ 2） 逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環(huán)流，損壞開關器件。（ 3）產生逆變失敗的原因：一是逆變角太?。欢浅霈F觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。2、根據

38、對輸出電壓平均值進行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡述其控制原理。答：（1）第一種調制方式為：保持開關周期不變，改變開關導通時間ton稱為脈寬調制。簡稱“ PWM調制。（2）第二種調制方式為：保持開關導通時間 ton不變，改變開關周期，稱為頻率 調制。簡稱為“ PFM調制。（3）第三種調制方式為：同時改變周期 T與導通時間ton。使占空比改變，稱為混合調制。3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？答：電壓型逆變器當交流側為阻感性負載時，需要向電源反饋無功功率。直流側電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆 變橋各臂開關器件都反并聯(lián)了反饋二

39、極管。1、對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？答：為了讓品閘管變流器準確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號應有足夠 大的電壓和功率；門極正向偏壓愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要陡、寬度應滿足要求； 要能滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓取得同步。2、正確使用品閘管應該注意哪些事項？答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機電器產品要小的多， 使用 中除了要采取必要的過電流、過電壓等保護措施外，在選擇品閘管額定電壓、電流時 還應留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應嚴格遵守規(guī)定要求。止匕外， 還要定期對設備進行維護，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘等。嚴禁用兆歐表檢查品閘管 的

40、絕緣情況。3、品閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？答：在品閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器輸出， 可降低脈沖電壓，增大輸出的觸 發(fā)電流，還可以使觸發(fā)電路與主電路在電氣上隔離， 既安全又可防止干擾，而且還可 以通過脈沖變壓器多個二次繞組進行脈沖分配，達到同時觸發(fā)多個晶閘管的目地。6、晶閘管的過電流保護常用哪幾種保護方式？其中哪一種保護通常是用來作為“最 后一道保護”用？答：晶閘管的過電流保護常用快速熔斷器保護； 過電流繼電器保護；限流與脈沖 移相保護和直流快速開關過電流保護等措施進行。 其中快速熔斷器過電流保護通常是 用來作為“最后一道保護”用的。五、計算題1、指出下圖中各保護元件及 VD、Ld

41、的名稱和作用。IT1-r®-|VT zs Zn. 工門解: 星形接法的硒堆過電壓保護;三角形接法的阻容過電壓保護；橋臂上的快速熔斷器過電流保護；品閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護；橋臂上的晶閘管用電感抑制電流上升率保護；直流側的壓敏電阻過電壓保護；直流回路上過電流快速開關保護；VD是電感性負載的續(xù)流二極管；Ld是電動機回路的平波電抗器；2、在下面兩圖中，一個工作在整流電動機狀態(tài)，另一個工作在逆變發(fā)電機狀態(tài)。(1)、標出Ud、Ed及i d的方向。(2)、說明E與Ud的大小關系。(3)、當a與B的最小值均為30度時，控制角a的移向范圍為多少？整流一電動機狀態(tài)逆變一發(fā)電機狀態(tài)2、解：整流電動機狀態(tài)

42、：電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E方向上正下負，Ud大于E,控制角的移相范圍0° 90°。逆變發(fā)電機狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓 Ud方向上負下正，發(fā)電機電勢 E方向上負下正，Ud 小于E,控制角的移相范圍900 150°。3.單相橋式全控整流電路，U2 100V ,負載中R 2 , L值極大，當 30時,要求:讓一直/(1)作出Ud、id和i2的波形;(2)求整流輸出平均電壓Ud、平均電流Id,變壓器二次電流有效值I2解：(1)作圖當 30時,Ud 0.9U 2 cos0.9 100 cos30 78VUd 78 1dd39AR 2I2 Id 39A

43、4.在圖1所示的降壓斬波電路中，已知 E 200V , R 10 , L值極大，Em 30V 。(1)分析斬波電路的工作原理；(2)采用脈寬調制控制方式，當T 50 s, a 20 s時，計算輸出電壓平均值U。、輸出電流平均值Uo0LR解：（1）參考書上簡要說明。（2）根據公式得Uoton toffE ton20 E 200 80V 50,UoEm0R80 30105A三、填空（每空1分，共30分）1、請在空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管 GTR ;可關斷晶閘管 GTO ; 功率場效應晶體管 MOSFET ;絕緣柵雙極型晶體管 IGBT; IGBT 是 MOSFET 和 GTR的復合管。2

44、、晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是要有足夠的驅動功率、 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高 和 觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3、多個晶閘管相并聯(lián)時必須考慮均流 的問題,解決的方法是 井專用均流電抗器。4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正弦 、輸出電流波形為 方.遐。5、型號為 KS100-8的元件表示 雙向晶閘管 、它的額定電壓 為800伏、額定有效電流為100 安。6、180。導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一橋臂 上的上、下二個 元件之間進行；而120o導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在不同橋置上的元件之間進行的。7、當溫度降低時，晶閘管的觸發(fā)電流會 增加、正反向漏電流會下降 ：當溫度升

45、高時，晶閘管的觸發(fā)電流會 下降 、正反向漏電流會 埴加。8、在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經逆變電源 、短變橋而不流經負載 的電流。環(huán)流可在電路中加電抗器 來限制。為了減小環(huán)流一般采用控制角a大于 B的工作方式。9、常用的過電流保護措施有快速熔斷器、用進線電抗器、 接入直流快速開關 、控制快速移相使輸出電壓下降。（寫出四種即可）10、雙向晶閘管的觸發(fā)方式有I + 、 I -、 田+ 、田-（四種）。11、雙向晶閘管的觸發(fā)方式有：I+觸發(fā)：第一陽極T1接 正 電壓,第二陽極T2接負 電壓;門極G接正 電壓,T2接 負 電壓。I-觸發(fā)：第一陽極T1接 正 電壓,第二陽極T2接 負 電壓; 門極

46、G接負 電壓,T2接正 電壓。出+觸發(fā)：第一陽極T1接 負 電壓、第二陽極T2接 正 電壓，門 極G接正 電壓,T2接 負 壓。田-觸發(fā)：第一陽極T1接 負 電壓、第二陽極T2接 正 電壓:門極G 接 負 電壓,T2接 正 電壓o12、由晶閘管構成的逆變器換流方式有負載 換流和 強迫（脈沖）換流。13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為 紅源.逆變器與無源 逆變器兩大類。14、有一晶閘管的型號為 KK200- 9,請說明KK快速晶閘管：200表示表示200A、9 表示 900V。15、單結晶體管產生的觸發(fā)脈沖是尖脈沖 脈沖:主/用干驅動 小 功率的晶閘管；鋸齒波同步

47、觸發(fā)電路產生的脈沖為 強觸發(fā)脈沖脈沖:可以觸發(fā) 大 功率的 品閘管。16、一個單相全控橋式整流電路，交流電壓有效值為220V,流過晶閘管的電流有效值為15A,則這個電路中品閘管白額定電壓可選為5 2倍2220V ；晶閘151.5 2倍A管的額定電流可選 為 1.57。17、為了減小變流電路的開、關損耗，通常讓元件工作在軟開關狀態(tài)，軟開關電路種 類很多，但歸納起來可分為 零電壓電路與零電流電路兩大類。18、對異步電動機實施變頻調速控制，通常的控制方式有 恒壓頻控制、差頻率控制、 量控制、接轉矩控制 等四種。19、PWMK變電路的控制方法有計算法、調制法、跟蹤控制法三種。其中調制法又可分為 異步調

48、控法、同步調控法兩種。20、通常變流電路實現換流的方式有器件換流、 電網換速、 負載換流 、強迫換流四種。21、在單相交流調壓電路中，負載為電阻性時移相范圍是0,負載是阻感性時移相范圍是。22、在電力晶閘管電路中，常用的過電壓保護有 避雷器 ；阻容吸收；硒堆；壓敏電阻.和整流式阻容吸收等幾種。23、提高變流置的功率因數的常用方法有減小觸發(fā)角、增加整流相數、采用多組變流裝置串聯(lián)供電、設置補償電容幾種。有 GTO 、 GTR 、 MOSFETIGB 幾種。,三個電極分別24、目前常用的具有自關斷能力的電力電子元件25、普通晶閘管的圖形符號是是一 陽極A 、 陰極K 和 門極 G 晶閘管的導通條件

49、是 陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時品閘管導通 ：關斷條件是當晶閘管陽極電流小于維持電流 Ih時、導通的晶閘管關斷.。A次26、可關斷晶閘管的圖形符號是 ;電力場效應晶體管的圖形符號是MOSFET ，一 , I, 一,，一，一 一一TGRT電力晶體管的圖形符號絕緣柵雙極晶體管的圖形符號是 27、絕緣柵雙極型晶體管是以電力場效應晶體管柵極作為柵極,以也力晶體管集電極和發(fā)射極作為發(fā)射極與集電極復合而成。28、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護有快速熔斷器；電路用電抗器；過流時快速移相；和直流快速開關等幾種。29、晶閘管的換相重疊角與電路的觸發(fā)角a 、變壓器漏抗Xb

50、、 平均電流I d、 電源相電壓U2 等到參數有關。30、雙向晶閘管的圖形符號是 ,三個電極分別是第一陽極T1,第二陽極T2和 門極G ;雙向晶閘管的的觸發(fā)方式有I + 、 I -III + 、 III31、單相全波可控整流電路中，品閘管承受的最大反向電壓為 U2。三相半波可控整流電路中， 晶 閘 管 承受的 最 大 反 向 電 壓為 U2 o （電源相電壓為 U2）32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用 大于60o小于120o的寬脈沖觸發(fā);二是用 脈沖前沿相差 60o的雙窄脈沖觸發(fā)。33、在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可達240o 度;實際移相才能

51、達 00-180 o 度。34、異步電動機變頻調速時，對定子頻率的控制方式恒壓頻比控制 、 轉差勁頻率控、矢量控制、直接轉矩控制。35、軟開關電路種類很多，大致可分成零電壓 電路、 零電流電路兩大類。36、37、從品閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為控制 角,用a 表小o38、一般操作引起的過電壓都是瞬時尖峰電壓，經常使用的保護方法是阻容保護 而對于能量較大的過電壓,還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有壓敏電阻和 硒堆 。39、交流零觸發(fā)開關電路就是利用過零觸發(fā) 方式來控制品閘管導通與關斷的。40、型號為KS100-8的元件表示 雙向晶閘 管、它的額定電壓為 800 伏、

52、額定 電流為 100 安。41、實現有源逆為的條件為 要有一個直流逆變電源，它的極性方向與晶閘管的導通方向一致，其幅極應稍大于逆變橋直流側輸出的平均電壓和逆變橋必須工作在3 <90o（即a >90o）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時相反， 才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網。42、在由兩組反并聯(lián)變流裝置組成的直流電機的四象限運行系統(tǒng)中，兩組變流裝置分別工作在正組 整流 狀態(tài)、 逆變 狀態(tài)、反組 整流狀態(tài)、 逆變 狀43、有源逆變指的是把直流 能量轉變成 交流 能量后送給 電網的 裝置。44、給晶閘管陽極加上一定的正向 電壓;在門極加上 正向門極 電壓,并形成足夠的 門極觸發(fā)電流

53、、晶閘管才能導通。45、當負載為大電感負載，如不加續(xù)流二極管時，在電路中出現觸發(fā)脈沖丟失時單相橋式半控整流橋與三相橋式半控整流橋電路會出現失控現象。46、三相半波可控整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為150 Hz；而三相全控橋整流電路，輸出到負載的平均電壓波形脈動頻率為300 Hz；這說明 三相橋式全控整流橋電路的紋波系數比三相半波可控流全路電路要小47、造成逆變失敗的原因有逆變橋晶閘管或元件損壞供電電源缺相變角太小、觸發(fā)脈沖丟失或未按時到達等幾種。48、晶閘管在觸發(fā)開通過程中，當陽極電流小于 掣住 電流之前,如去掉 觸發(fā) 脈 沖，品閘管又會關斷。49、對三相橋式全控變流電路實施觸發(fā)

54、時，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一 股取90度較合適;如采用雙窄脈沖觸發(fā)時，雙窄脈沖的間隔應為60度。50、三相半波可控整流電路電阻性負載時，電路的移相范圍0-150,三相全控橋電阻性負載時，電路的移相范圍0-120,三相半控橋電阻性負載時，電路的移相范圍0-180051、鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由同步環(huán)節(jié)、 鋸齒波形成 、脈沖形成、 整形放大 、 強觸發(fā)及輸出環(huán)節(jié)組成。52、逆變器按直流側提供的電源的性質來分，可分為 電壓型逆變器和 包流 型逆變器,電壓型逆變器直流側是電壓源，通常由可控整流輸出在最靠近 逆變橋側用 電容器進行濾波,電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的 生橋.元件之

55、間換流、每只晶閘管導電的角度是180 度；而電流型逆變器直流側是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側是用電感 濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在異橋元件之間換流.每只品閘管導電的角度是120 度。53、SPWM永寬調制型變頻電路的基本原理是：對逆變電路中開關器件的通斷進行有 規(guī)律的調制，使輸出端得到等高不等寬脈沖列來等效正弦波。54、直流斬波電路在改變負載的直流電壓時，常用的控制方式有定頻調寬控制、定寬調頻控制 、脈寬和頻率同時控制三種。55、由波形系數可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為I Tn等于1.57 倍It (A/ 如果It(av =100安培，則它允許的有效電流為1.57 安培。通常在選擇晶閘管時還要留出 1.5-2 倍的裕量。56、晶閘管的維持電流I h是指在標準室溫溫度條件下、門極斷開時，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到