(完整版)電力電子技術(shù)簡答題及答案

(完整版)電力電子技術(shù)簡答題及答案1?晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷條件是什么？當晶閘管上加有正向電壓的同時，在門極施加適當?shù)挠|發(fā)電壓，晶閘管就正向?qū)?；當晶閘管的陽極電流小于維持電流時，就關(guān)斷，只要讓晶閘管兩端的陽極電壓減小到零或讓其反向，就可以讓晶閘管關(guān)斷。2、有源逆變實現(xiàn)的條件是什么？①直流側(cè)要有電動勢，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；②要求晶閘管的控制角α>π/2，使Uβ為負值；③主回路中不能有二極管存在。3、什么是逆變失敗，造成逆變失敗的原因有哪些如何防止逆變失敗答：1逆變運行時，一旦發(fā)生換流失敗，外接的直流電源就會通過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勢變?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。2逆變失敗的原因3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β等。4、電壓型逆變器與電流型逆變器各有什么樣的特點？答：按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路電壓型逆變電路的主要特點是：①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。③當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。電流型逆變電路的主要特點是：①直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。②電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。③當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。5、換流方式有哪幾種分別用于什么器件答：換流方式有4種：器件換流：利用全控器件的自關(guān)斷能力進行換流。全控型器件采用此換流方式。電網(wǎng)換流：由電網(wǎng)提供換流電壓，只要把負的電網(wǎng)電壓加在欲換流的器件上即可。負載換流：由負載提供換流電壓，當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時。強迫換流：設(shè)置附加換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流。7、單相全波與單相全控橋從直流輸出端或從交流輸入端看均是基本一致的，兩者的區(qū)別？答：1單相全波可控整流電路中變壓器是二次側(cè)繞組帶中心抽頭，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。繞組集體惡心對銅鐵等材料的消耗比單相全控橋多2單相全波可控整流電路中只用兩個晶閘管，比單相全控橋可控整流電路少兩個，相應(yīng)地，晶閘管的門機驅(qū)動也少兩個。3單項全波整流電路中，導(dǎo)電回路只含一個晶閘管，比單相橋少一個，因而管壓降也少一個8、橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中，當負載分別為電阻負載。答：單相橋式全控整流電路，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0~180，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是0~90。三相橋式全控整流電路，當負載為電阻負載時，要求的晶閘管移相范圍是0~120，當負載為電感負載時，要求的晶閘管移相范圍是0~90。10、交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別二者各運用于什么樣的負載答：交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路的電路形式完全相同，二者的區(qū)別在于控制方式不同。交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個周期對輸出電壓波形進行控制。而交流調(diào)功電路是將負載與交流電源接通幾個周波，再斷開幾個周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制）及異步電動機的軟起動，也用于異步電動機調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中，還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不太小，在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計制造。交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時間常數(shù)很大的控制對象。由于控制對象的時間常數(shù)大，沒有必要對交流電源的每個周期進行頻繁控制。9、畫出降壓斬波電路原理圖并簡述降壓斬波電路工作原理。答：降壓斬波器的原理是：在一個控制周期中，讓V導(dǎo)通一段時間ton，由電源E向L、R、M供電，在此期間，uo＝E。然后使V關(guān)斷一段時間toff，此時電感L通過二極管VD向R和M供電，uo＝0。一個周期內(nèi)的平均電壓Uo＝ton/(ton+toff)E。輸出電壓小于電源電壓，起到降壓的作用11、單極性和雙極性PWM調(diào)制有什么區(qū)別三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓（輸出端相對于直流電源中點的電壓）和線電壓SPWM波形各有幾種電平答：三角波載波在信號波正半周期或負半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM控制方式。三角波載波始終是有正有負為雙極性的，所得的PWM波形在半個周期中有正、有負，則稱之為雙極性PWM控制方式三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平：0.5Ud和-0.5Ud。輸出線電壓有三種電平Ud、0、-Ud。12、三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓含有哪些諧波幅值最大的為那一次答：三相橋式全控整流電路的整流輸出電壓中含有6k（k＝1、2、3……）次的諧波，其中幅值最大的是6次諧波。變壓器二次側(cè)電流中含有6k1(k=1、2、3……)次的諧波，其中主要的是5、7次諧波。13、試分析為何正激電路在開關(guān)S關(guān)斷到下一次開通的一段時間內(nèi)必須使勵磁電流降回零？答：否則下一個開關(guān)周期中，勵磁電流將在本周期結(jié)束時的剩余值基礎(chǔ)上繼續(xù)增加，并在以后的開關(guān)周期中依次累積起來，越來越大，從而導(dǎo)致變壓器勵磁電感飽和，勵磁電感飽和后，勵磁電流會更加迅速的增長，最終會毀壞電路中的開關(guān)元件。14、多相多重斬波電路有何優(yōu)點？多相多重斬波電路因在電源與負載間接入了多個結(jié)構(gòu)相同的基本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更容易，濾波電感減小。此外，多相多重斬波電路還具有備用功能，各斬波單元之間互為備用，總體可靠性提高。15、交交變頻電路的最高輸出頻率是多少制約輸出頻率提高的因素是什么一般來講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。當交交變頻電路中采用常用的6脈波三相橋式整流電路時，最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/3~1/2。當電網(wǎng)頻率為50Hz時，交交變頻電路輸出的上限頻率為20Hz左右。當輸出頻率增高時，輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動機的轉(zhuǎn)矩脈動是限制輸出頻率提高的主要因素。17、電力電子裝置產(chǎn)生的諧波對公用電網(wǎng)會造成危害，主要包括哪些方面？1）諧波使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低發(fā)電，輸電及用電設(shè)備的效率，大量的三次諧波流過中型線會使線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi)。2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作，使電機發(fā)生機械振動，噪聲和過熱，使變壓器局部嚴重過熱，使電容器，電纜等設(shè)備過熱，使絕緣老化，壽命縮短以致?lián)p壞。3）諧波會引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，使上述危害增大，甚至引起事故。4）諧波會導(dǎo)致繼電器保護和自動裝置的誤動作，并使電氣測量儀表計量不準確。5）諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。18、試比較雙反星形可控整流電路和三相橋式整流可控電路的異同點。帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路與三相橋式全控整流電路相比有以下異同點：①三相橋式電路是兩組三相半波電路串聯(lián)，而雙反星形電路是兩組三相半波電路并聯(lián)，且后者需要用平衡電抗器；②當變壓器二次電壓有效值U2相等時，雙反星形電路的整流電壓平均值Ud是三相橋式電路的1/2，而整流電流平均值Id是三相橋式電路的2倍。③在兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系是一樣的，整流電壓ud和整流電流id的波形形狀一樣。19、逆變電路多重化的目的是什么，串聯(lián)多重和并聯(lián)多重各用于什么場合？逆變電路多重化的目的之一是使總體上裝置的功率等級提高，二是可以改善輸出電壓的波形。因為無論是電壓型逆變電路輸出的矩形電壓波，還是電流型逆變電路輸出的矩形電流波，都含有較多諧波，對負載有不利影響，采用多重逆變電路，可以把幾個矩形波組合起來獲得接近正弦波的波形。逆變電路多重化就是把若干個逆變電路的輸出按一定的相位差組合起來，使它們所含的某些主要諧波分量相互抵消，就可以得到較為接近正弦波的波形。組合方式有串聯(lián)多重和并聯(lián)多重兩種方式。串聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出串聯(lián)起來，并聯(lián)多重是把幾個逆變電路的輸出并聯(lián)起來。串聯(lián)多重逆變電路多用于電壓型逆變電路的多重化。并聯(lián)多重逆變電路多用于電流型逆變電路得多重化。20、交交變頻電路的優(yōu)缺點是什么應(yīng)用在哪些場合交交變頻電路的主要特點是：只用一次變流，效率較高；可方便實現(xiàn)四象限工作；低頻輸出時的特性接近正弦波。主要不足是：接線復(fù)雜，如采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；輸入電流諧波含量大，頻譜復(fù)雜。主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機主傳動裝置、鼓風(fēng)機、球磨機等場合。24、變壓器漏感對整流電路有哪些影響？1）出現(xiàn)換相重疊角γ，整流輸出電壓平均值Ud降低2）整流電路的工作狀態(tài)增多3）晶閘管的di/dt減少，有利于晶閘管的安全開通。有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。4）換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。25?單相橋式半控整流電路什么情況下會發(fā)生失控，如何避免？當α突然增至180度或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期為ud為零，其平均值保持恒定，相當于單相半波不可控整流電路時的波形，稱為失控。在實際應(yīng)用中，加入續(xù)流二極管VDr，續(xù)流過程由VDr完成，在續(xù)流階段晶閘管關(guān)斷，這就避免了某一晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控現(xiàn)象26?GTO與普通晶閘管的不同之處為？GTO能夠自行關(guān)斷，而普通晶閘管不能27?電力二極管由零偏置轉(zhuǎn)換為正偏置時，出現(xiàn)過壓的原因是什么？1）電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)起作用時所需的大量少子需要一定的時間來存儲，在達到穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通之前管壓降較大。2）正向電流的上升會因器件自身的的電感而產(chǎn)生較大壓降。電流上升率越大，Ufp越高，當電力二極管由反向偏執(zhí)轉(zhuǎn)換為正向偏執(zhí)時，除上述時間外，勢壘電容電荷的調(diào)整也需要更多時間來完成28?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(guān)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。29?對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？答：為了讓晶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(yīng)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(yīng)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。30?正確使用晶閘管應(yīng)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(chǎn)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，在選擇晶閘管額定電壓、電流時還應(yīng)留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應(yīng)嚴格遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對設(shè)備進行維護，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)取澜谜讱W表檢查晶閘管的絕緣情況。31?晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？答：在晶閘管的觸發(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