變流技術(shù)口試題

1、口試題一：鋸齒波同步觸發(fā)電路1、鋸齒波同步觸發(fā)電路組成：鋸齒波同步觸發(fā)電路移相原理： 即以鋸齒波電壓為基礎(chǔ)，再疊加上直流偏置電壓Ub（與控制電壓Uc極性相反的直流電壓，為調(diào)整觸發(fā)脈沖初始相位而設(shè)置，調(diào)整完畢即固定不變）和控制移相電壓Uc，通過改變的Uc大小改變觸發(fā)脈沖發(fā)出的時刻（即改變控制角）。 、用途：對晶閘管提供觸發(fā)脈沖、鋸齒波的形成：形成電路由圖中的恒流源（V9，R2，Rpp3，R4，V1）及電容C2和開關(guān)管V2所組成。（在C2上一點處產(chǎn)生） 恒流源：Ub=UzUe=Ie（Rpp3+R4） Ic Ie = Uz /（Rpp3+R4）在負半周形成鋸齒波：us是來自同步變壓器的交流電壓，用于

2、控制對V2管周期性地開關(guān)。當V2導通時，電容C2經(jīng)過開關(guān)管V2集電極對地放電，而當V2截止時，C2上電壓線性上升。當V2周期性通斷變化時，在電容C2上就產(chǎn)生周期變化的鋸齒波。鋸齒波地寬度由V2基極電壓確定。2、Rpp1，Rpp2，Rpp3的作用： Rpp1：調(diào)節(jié)移相控制電壓Uc （即調(diào)節(jié)移相控制角的大?。?Rpp2：調(diào)節(jié)偏移電壓 Ub（即調(diào)節(jié)脈沖的初始相位） Rpp3：鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器 （即改變恒流源電流的大小）（電阻越小，電流越大，斜率越陡）（電阻越大，電流越小，斜率越平）斜率調(diào)節(jié)原理： 由V9,R2組成的穩(wěn)壓電路對V1管設(shè)置了一個固定基極電壓，則V1發(fā)射極電壓也恒定，Rpp3,R4中的

3、電流也恒定。從而形成恒定電流對C2充電，使C2上電壓以恒定斜率線性上升。調(diào)節(jié)電位器Rpp3則改變V1集電極電流，從而改變C2上電壓上升的斜率。3、鋸齒波的底寬取決于哪兩個元器件的參數(shù)： 取決于R1、C1的參數(shù)。鋸齒波的寬度由V2基極電壓確定，在us負半周下降段，VD1導通對C1反壓充電，由于充電回路時間常數(shù)小，故點的電壓與us相同；在us負半周上升段，C1上電壓變化比us的變化緩慢（由穩(wěn)壓電源+15V通過R1對C1充電，時間常數(shù)為R1C1）故VD1截止，點的電壓波形按RC充電時的指數(shù)規(guī)律變化緩慢上升，從而使V1基極承受負電壓時間延長，V1截止的時間在一周中達到240°以上，即鋸齒波的

4、底寬被加寬到240°以上，觸發(fā)脈沖可以移相的圍被加寬了。V3管是射極跟隨器，目的是提高帶負載地能力，所以點的電壓也是鋸齒波，它與兩端的電壓僅差0.7V。4、輸出脈沖的幅度、寬度與電路中什么元器件的參數(shù)有關(guān)： 幅度：取決于脈沖變壓器的匝數(shù)比值。 ：取決于觸發(fā)電路的電源電壓。 寬度：取決于C3的反充電回路時間常數(shù)所確定。 調(diào)節(jié)R14或C3的參數(shù)即可調(diào)整輸出脈寬（一般為10°18°）。5、觸發(fā)電路的調(diào)試步驟：、 電源是否到位、 三相同步電壓是否正常、 鋸齒波的波形是否正常、 調(diào)節(jié)初始相位、 測量Up1Up6是否正常、 觸發(fā)電路與主電路電壓是否同步6、怎樣使觸發(fā)脈沖發(fā)出雙

5、窄脈沖： 雙窄脈沖是三相全控橋式或雙反星形可控整流電路的特殊要求。實現(xiàn)雙窄脈沖控制有兩種方法：一種是“外雙窄脈沖電路”，每一觸發(fā)單元在一個周期僅產(chǎn)生一個脈沖，通過脈沖變壓器的兩個二次繞組，同時去觸發(fā)本相和前相的晶閘管。另一種是“雙窄脈沖電路”，每一觸發(fā)單元經(jīng)過脈沖變壓器輸出的觸發(fā)脈沖只觸發(fā)本相的晶閘管，而雙窄脈沖的形成是通過對觸發(fā)單元電路作一些改動，并通過各觸發(fā)單元的適當連接，就可在一個周期發(fā)出間隔60°的兩個窄脈沖。如在原理圖中，就是在V5管的發(fā)射極通路上串聯(lián)了一個V6管，并從V4管的集電極和V6管集電極分別引出X和Y接頭，供各觸發(fā)單元進行連接而構(gòu)成“雙窄脈沖電路”的。下圖即為“雙

6、窄脈沖電路”的連接圖：怎樣獲得雙窄脈沖：在原理圖中，V5與V6管是相串聯(lián)的，任何一只管子處于截止狀態(tài)都能使點電位被升高而使V7，V8管導通，輸出觸發(fā)脈沖。因此只要用適當?shù)男盘柨刂芕5及V6管能在一周期間隔60°分別被截止一次就可以獲得雙窄脈沖。7、如果Uc =0，調(diào)試Ub時角調(diào)不到180°時，應(yīng)調(diào)整什么參數(shù)：、 底寬的參數(shù)不夠，調(diào)節(jié)R1C1加寬底寬、 調(diào)節(jié)鋸齒波的斜率，即調(diào)節(jié)Rpp3口試題二：三相全控橋整流電路1、 整流變壓器的作用： 、電壓匹配，根據(jù)負載所需電壓進行整流匹配 、晶閘管主電路與電網(wǎng)隔離，減少互相干擾 、限制高次諧波電流流入電網(wǎng) 為什么要用Dy（/Y）或Yd（

7、Y/）接法，能否一、二次則都接成： 答：一、二次則不能都接成，因為它不能限制高次諧波。 2、 調(diào)試晶閘管整流裝置時應(yīng)注意什么問題： 、 三相電源的相序是否正確、變壓器的連接組別是否正確，即觸發(fā)電路與主電路是否同步、初始脈沖相位的整定、觸發(fā)電路的六個脈沖Up1Up6是否正常、輸出回路不能短路、示波器測量時注意事項：a、 當沒有整流變壓器時測量整流橋的電壓時，必須將示波器的接地線拆掉。b、 雙蹤示波器的測量公共端必須為同一電平。3、 當晶閘管VT5短路時，電路將發(fā)生什么情況：答：當VT1或VT3導通時，電路也短路了，將形成同一組管子全部短路。 4、 測量三相交流電源相序有什么方法：、 雙蹤示波器、

8、 相序儀、 電容燈泡相序儀5、 如果三相相序接反將產(chǎn)生什么現(xiàn)象：將產(chǎn)生觸發(fā)電路與主電路的同步問題，嚴重時可能電路不能正常工作，輕的使移相圍變小。 6、故障波形： 、畫出=60°時，晶閘管VT3開路時Ud的波形（大電感負載） 分析：當VT2、VT3導通時，由于VT3不導通，故VT1、VT2繼續(xù)導通；當VT3、VT4導通時，由于VT3不導通，故VT1、VT4導通，則輸出為“零” 、畫出=60°時，晶閘管VT3、VT5同時開路時Ud的波形 a、大電感負載： b、電感不夠大的負載： 分析：由于電感不夠大，所以VT1會關(guān)斷。 、如圖波形，分析電路故障： 分析：首先要標定Uab的位置，

9、然后再推斷為哪個管子開路。 以上是VT4開路的波形?？谠囶}三：三相全控橋整流電路（電感）1、當Ud=0時，觸發(fā)脈沖對應(yīng)于二次側(cè)相電壓波形原點距離：答：因為當Ud=0時，=90° 起算點（即自然換流點）：在相電壓波形上，為相鄰相電壓的交點（包括正向和負向），距波形原點為30°；在線電壓波形上，是相鄰正向線電壓的交點，距波形原點為60°。 所以，在相電壓波形時，觸發(fā)脈沖距原點距離為：30°+90°=120°2、如果沒有整流變壓器，晶閘管整流電路的電源進線直接接電網(wǎng)，用示波器觀察主電路各點波形時，應(yīng)采取什么措施： 答：、將示波器的接地端懸空

10、 、將電源加隔離變壓器3、晶閘管在直流側(cè)是否可直接接大電容濾波，為什么： 答：不能。因為：、當晶閘管剛導通時，會產(chǎn)生沖擊電流； 、當電容充滿電時，晶閘管不能導通。4、三相整流橋電路如接反電動勢（指電動機）負載，分析說明在什么情況下電路工作在整流與待整流狀態(tài)： 答：首先如何區(qū)分整流與待整流：<90°時，Id=（Ud-E）/R 當Ud>E 時，有Id時為整流狀態(tài)當Ud<E 時，無Id時為待整流狀態(tài)輸出電壓5、主電路為什么要串入電抗器（指電動機負載）： 答：電抗器的作用：、減少電流脈動 、使電流延續(xù) 6、晶閘管兩端的最大電壓：流過晶閘管的電流：口試題四：三相全控橋整流電路

11、（電感）1、三相整流橋電路如接反電動勢（指電動機）負載，分析說明在什么情況下電路工作在逆變與待逆變狀態(tài)： 答：逆變與待逆變的區(qū)別： 處于待逆變狀態(tài)時，其觸發(fā)脈沖控制角與處于逆變時一樣，都處于逆變區(qū)（>90°），變流器的直流側(cè)電壓也都為負值。但待逆變時，負載電流并未 流過變流器，故沒有直流能量回送交流側(cè)，這就是與逆變狀態(tài)的區(qū)別。 首先逆變與待逆變工作在>90°，Id=（E-Ud）/R 當|E|>|Ud| 時，有電流Id，這時有能量轉(zhuǎn)換，稱逆變當|E|<|Ud |時，無電流Id，這時無能量轉(zhuǎn)換，稱待逆變2、在三相全控橋整流橋電路中畫出三種過電壓保護方法：

12、 分析：因為晶閘管的過電壓能力比一般電氣元件差，當它承受的反向電壓超過反向擊穿電壓時，會被反向擊穿而損壞。如果承受的正向電壓超過管子的正向轉(zhuǎn)折電壓，則會造成晶閘管的硬開通，不僅造成電路工作失常，且多次硬開通也會損壞管子。所以要對晶閘管采取過電壓保護措施。 由于接通或斷開交流側(cè)電源時出現(xiàn)暫態(tài)過程而引起的過電壓稱為交流側(cè)操作過電壓，它的保護方法； 、交流側(cè)阻容保護 、交流側(cè)壓敏電阻保護 直流側(cè)由于是電感性負載，儲存能量的能力很大，故在某種情況下也會發(fā)生浪涌過電壓，因此也要采取保護：、直流側(cè)過電壓保護 晶閘管從導通到關(guān)斷時，線路上的電感會釋放能量產(chǎn)生過電壓，稱關(guān)斷過電壓（或換相過電壓），它的保護方法

13、： 、晶閘管關(guān)斷過電壓： 3、晶閘管整流裝置的功率因數(shù)的含義？它與哪些因數(shù)有關(guān)： （cos）= P/S u cos：功率因數(shù) u ：電流畸變系數(shù) ：控制角 、與控制角有關(guān) 、與電流畸變系數(shù)有關(guān)4、為什么深控時的功率因數(shù)差： 分析：深控指控制角大（接近90°）時的控制。 因為功率因數(shù)與有關(guān)，越大，功率因數(shù)就越低。5、改善功率因數(shù)的方法的技術(shù)措施： 答：、小運行（或小運行）、增加整流相數(shù)（可把6相整流改為12相整流）、設(shè)置無功補償電容、整流橋串聯(lián)供電口試題五：有源逆變電路直接由三相交流電網(wǎng)供電的卷揚機負載調(diào)速電路，在重物下降時，ED=140V；R=1；=1/3時，實現(xiàn)有源逆變。試分析其原

14、理并回答問題：分析：如下圖所示：上正下負，接電動機電樞，電動機得電運轉(zhuǎn)。電樞反電動勢E如圖所示，極性上正下負，回路中電流。從接線方式看，這是兩電源反極性相連，這時電動機運行在電動狀態(tài)。如下圖所示：電動機電動勢E的極性如圖所示為下正上負，晶閘管在E的作用下在電源的負半周導通。變流器輸出電壓為下正上負，。由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，電流方向與上圖相同，但此時電動機供給能量，變流器將電動機供給直流能量的一部分變換為與電網(wǎng)同頻率的交流能量送回電網(wǎng)，電阻消耗另一部分能量，電動機運行在發(fā)電制動狀態(tài)。如下圖所示：電動機電動勢E的極性如圖所示為下正上負，變流器輸出電壓為下正上負，這是兩電源同極性順接，電流方向仍同

15、前，但。這時將有很大的電流，相當于短路，故在實際工作中是不允許的。根據(jù)功率傳遞的原理解題目：分析：本題為三相半波有源逆變電路。當重物下降時，晶閘管工作在逆變狀態(tài)。根據(jù)有源逆變的條件，晶閘管VT1、VT2、VT3的控制角必須，即。輸出整流電壓，在圖中的實際極性為下正上負，即輸出負電壓。電動勢的方向為下正上負，大小為，同時電路中接大電感，變壓器的二次電壓，即為有源逆變的交流電源，因而具備有源逆變的條件。三相半波有源逆變電路直流側(cè)電壓平均值計算公式：和整流時計算公式相同，但用計算，多了一個負號說明輸出的直流電壓是負電壓。輸出電流平均值的計算公式：1、重物提升時：電動機吸收能量，這時，晶閘管工作在整流

16、狀態(tài)，電動機工作在電動狀態(tài)。所以：<90°，重物下降時：因為電動機供給能量，這時晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電動機運行在發(fā)電制動狀態(tài)。所以：>90°， 2、重物下降時，流進電樞的電流Id是多少： 解： = （1401.17×220×cos60°）/1 = 140128.7 = 11.3 （A）3、如果逆變角突然增大，電動機轉(zhuǎn)速如何變化： 因為：Id=（Ed-Ud）/ R 所以： Ud=1.17U2cos 當：Ud Id Te n Ed Id Te電動機在較慢轉(zhuǎn)速下工作4、為了防止逆變失敗，min如何選擇： 答： 逆變失敗也稱逆變顛覆。在逆

17、變過程中，若出現(xiàn)整流裝置輸出的直流電壓與直流側(cè)電動勢順極性串接時，將在電路中出現(xiàn)很大的短路電流，這種短路狀態(tài)即逆變失敗。它將使逆變不能正常進行，燒毀晶閘管或其它元件，造成短路事故。 造成逆變失敗的原因：Ø 觸發(fā)電路故障引起觸發(fā)脈沖丟失或滯后。Ø 晶閘管發(fā)生故障。Ø 交流電源發(fā)生異常。Ø 逆變角太小。為在確定最小逆變角時：Ø 首先要考慮換相重疊角的影響；因隨變流裝置，負載情況、工作電流等因素的不同而不一樣，一般需考慮15°25°電角度；Ø 其次需考慮晶閘管關(guān)斷時間tq，而tq由管子的參數(shù)決定，一般為0.2ms0.3m

18、s，這段時間折合為電角度0約為4°5°（20ms=180°1ms=18°）；Ø 再考慮到電源電壓波動、電源電壓波形畸變等因素，還必須留有一定的安全裕量角a，一般取a= 10°左右；綜合上述各種因素： 為可靠防止進入min區(qū)，在要求較高的場合，可在觸發(fā)電路中加一套保護電路，使在減小時移不到min區(qū)，也可在min處設(shè)置產(chǎn)生不移動的附加安全脈沖裝置，萬一當工作脈沖移入min區(qū)時，則安全脈沖保證在min處觸發(fā)晶閘管。 5、三相逆變電路對觸發(fā)電路要求與三相整流電路對觸發(fā)電路要求相比有何不同： 答：三相逆變電路對觸發(fā)電路要求高，如果丟失一個觸發(fā)脈

19、沖就會造成逆變失敗。 三相整流電路中丟失一個觸發(fā)脈沖，只會降低輸出電壓。6、畫出Ud與Id的波形，并標出Ivt1、Ivt2、Ivt3：解： 因為1/360°時,即120°，這時給VT1觸發(fā)脈沖，晶閘管導通。因此陰影部分即為Ud的波形。由于電動機電樞回路上串聯(lián)平波電抗Ld，因而id為平直連續(xù)的直流電流Id?？谠囆☆}1、晶閘管整流電路為什么要進行過電壓保護？通常有哪些方法？（畫圖說明） 答： 因為晶閘管的過電壓能力比一般電氣元件差，當它承受的反向電壓超過反向擊穿電壓時，會被反向擊穿而損壞。如果承受的正向電壓超過管子的正向轉(zhuǎn)折電壓，則會造成晶閘管的硬開通，不僅造成電路工作失常，且

20、多次硬開通也會損壞管子。所以要對晶閘管采取過電壓保護措施。 圖見口試題四。2、如何用萬用表測量晶閘管陽極A、陰極K、門極G；如何判斷晶閘管的好壞？實用方法有哪些？ 用萬用表測量其阻值：RAK RAGRKA RGARGK幾歐幾十歐RKG幾十歐幾百歐判斷其好壞的方法：、用萬用表 、用燈泡法： 3、如何選取晶閘管的額定電流？ 答：IT（AV）（1.52）IT/1.57 IT流過晶閘管實際有效電流值 1.57電流波形系數(shù)4、晶閘管過電流產(chǎn)生的原因及其保護方法？晶閘管在關(guān)斷時突然損壞，有哪些可能原因？ 答：產(chǎn)生的原因：由于晶閘管裝置出現(xiàn)的元件誤導通或擊穿，可逆?zhèn)鲃酉到y(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流、逆變失敗以及傳動裝置、生

21、產(chǎn)機械過載和機械故障引起電動機堵轉(zhuǎn)等。 保護方法；、快速熔斷器保護。 、限流與脈沖移相保護。、直流快速開關(guān)保護。、用靈敏過電流繼電器保護。 、流進線電抗器限制短路電流。關(guān)斷時突然損壞的原因：由可能產(chǎn)生的關(guān)斷過電壓引起的。5、續(xù)流二極管在三相全控電路和半控電路中，在大電感負載時作用有何不同？ 答：在三相全控電路中切斷負半周的電壓，使Ud電壓升高。 在半控電路中主要是防止失控現(xiàn)象。6、在調(diào)試晶閘管整流電路時，有觸發(fā)脈沖時晶閘管導通，脈沖消失后又關(guān)斷，原因是什么？ 答：當流過晶閘管的電流Id小于晶閘管的擎住電流IL時，脈沖消失后會使晶閘管關(guān)斷。 原因：、脈沖太窄 、電感性負載時電感太大7、主電路正常

22、，門極加上觸發(fā)脈沖后晶閘管不能導通有哪些原因？不加脈沖就導通是什么原因？ 答：加上觸發(fā)脈沖后不能導通的原因： 、脈沖寬度太小，幅值太小 、脈沖極性接反或晶閘管兩端正向電壓 、管子可能損壞不加脈沖就導通的原因：、 正向電壓大于轉(zhuǎn)折電壓，管子硬開通、誤觸發(fā)（脈沖干擾）、dv/dt（電壓上升變化率）過大，使晶閘管導通8、換相（換流）方式有哪些？各有什么特點？ 答：、對全控型器件（IGBT、GTR、GTO、MOSFET）采用器件換流。 、對晶閘管來說有：a、電網(wǎng)電壓換流 b、 負載換流（自然換流） c、 強迫換流（脈沖換流） 特點：、對全控型器件來說可以使主電路結(jié)構(gòu)簡單，可省去附加的換流關(guān)斷電路，應(yīng)用

23、日益廣泛。 、對負載換流（自然換流）來說，主電路不需要附加換流環(huán)節(jié)，它利用逆變器輸出電流超前電壓（即帶電容性負載時）一段時間，當電流過零后，再經(jīng)過一段時間電壓才過零。若利用過零前的電壓為反壓加到要關(guān)斷的晶閘管上，則只要時間大于晶閘管的關(guān)斷時間，晶閘管就能保證可靠關(guān)斷。（例：晶閘管中頻電源裝置就是采用此類并聯(lián)或串聯(lián)的諧振式換流電路）。 、強迫換流（脈沖換流）就是在主電路中專門設(shè)置一個換流電路，在需要關(guān)斷晶閘管時，使換流回路產(chǎn)生一個脈沖，加到主晶閘管上讓其承受反壓并持續(xù)一段反向電壓時間，迫使晶閘管可靠關(guān)斷（例：直流斬波電路中使用）。9、全控型器件IGBT、GTR、GTO、MOSFET各自優(yōu)缺點？

24、答：GTR的特點：、由于GTR為電流驅(qū)動，故工作頻率不高； 、GTR存在二次擊穿問題。 GTO的特點：、優(yōu)點：具有普通晶閘管耐壓高、電流大的特點，同時又具有與GTR相同的可關(guān)斷的 、缺點：是導通后管壓降比普通晶閘管大，工作頻率比GTR低，觸發(fā)功率特別是門極反向觸發(fā)關(guān)斷電流較大。MOSFET的特點：優(yōu)點：、輸入阻抗高，屬于電壓型控制器件 、開關(guān)速度快 、熱穩(wěn)定性好缺點：、電壓還不能太高，電流容量也不能太大，目前只適用與小功率電力電子變流裝置、由于輸入阻抗太高，存在靜電擊穿可能IGBT的特點：綜合了MOSFET與GTR的優(yōu)點（即驅(qū)動功率小，工作頻率高，飽和壓降小及容量大），是很有發(fā)展前途的大功率自關(guān)斷電力器件。10、直流斬波器如何改變負載上的直流電壓