電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)題

《電力電子技術(shù)》復(fù)習(xí)題一、是非題1、表示各種電力半導(dǎo)體器件的額定電流，都是以平均電流表示的。（X）2、對(duì)于門極可關(guān)斷晶閘管，當(dāng)門極上加正觸發(fā)脈沖時(shí)可使晶閘管導(dǎo)通，當(dāng)門極加上足夠的負(fù)觸發(fā)脈沖時(shí)又可使導(dǎo)通著的晶閘管關(guān)斷。（ ）3、晶閘管由正向阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)所需要的最小門極電流，稱為該管的維持電流。（X）4、在規(guī)定條件下，不論流過晶閘管的電流波形如何，也不論晶閘管的導(dǎo)通角是多大，只要通過管子的電流的有效值不超過該管額定電流的有效值，管子的發(fā)熱就是允許的。TOC\o"1-5"\h\z（ ）5、三相半波可控整流電路的最大移相范圍是0°?180°。（X）6、無源逆變是將直流電變換為某一頻率或可變頻率的交流電供給負(fù)載使用。 （ ）7、正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）是指參考信號(hào)為正弦波的脈沖寬度調(diào)制方式。 （ ）8、直流斬波器可以把直流電源的固定電壓變?yōu)榭烧{(diào)的直流電壓輸出。( )9、斬波器的定頻調(diào)寬工作方式，是指保持?jǐn)夭ㄆ魍ǘ祟l率不變，通過改變電壓脈沖的寬度來使輸出電壓平均值改變。()10、電流型逆變器抑制過電流能力比電壓型逆變器強(qiáng)，適用于經(jīng)常要求起動(dòng)、制動(dòng)與反轉(zhuǎn)拖動(dòng)裝置。()11、三相橋式全控整流大電感負(fù)載電路工作于整流狀態(tài)時(shí)，其觸發(fā)延遲角的最大移相范圍為0°?90°。( )12、額定電流為100A的雙向晶閘管與額定電流為50A兩只反并聯(lián)的普通晶閘管，兩者的電流容量是相同的。(X)13晶閘管的正向阻斷峰值電壓，即在門極斷開和正向阻斷條件下，可以重復(fù)加于晶閘管的正向峰值電壓，其值低于轉(zhuǎn)折電壓。()14、在SPWM調(diào)制方式的逆變器中，只要改變參考信號(hào)正弦波的幅值，就可以調(diào)節(jié)逆變器輸出交流電壓的大小。()15在SPWM調(diào)制方式的逆變器中，只要改變載波信號(hào)的頻率，就可以改變逆變器輸出交流電壓的頻率(X)16、若加到晶閘管兩端電壓的上升率過大，就可能造成晶閘管誤導(dǎo)通。()二、選擇題1、雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)信號(hào) D。A.均為電壓控制 B.均為電流控制C.雙極性晶體管為電壓控制，場(chǎng)效應(yīng)晶體管為電流控制口雙極性晶體管為電流控制，場(chǎng)效應(yīng)晶體管為電壓控制2、GTR的主要缺點(diǎn)之一是D。A.開關(guān)時(shí)間長(zhǎng)B.高頻特性差C.通態(tài)壓降大D、有二次擊穿現(xiàn)象3、當(dāng)陽(yáng)極和陰極之間加上正向電壓而門極不加任何信號(hào)時(shí)，晶閘管處于B。一A導(dǎo)通狀態(tài) B.關(guān)斷狀態(tài)C.不確定狀態(tài)4、晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，其門極對(duì)電路B。A.仍有控制作用B.失去控制作用C.有時(shí)仍有控制作用5、對(duì)于一個(gè)確定的晶閘管來說，允許通過它的電流平均值隨導(dǎo)電角的減小而B。從增加B.減小C.不變6、如果對(duì)可控整流電路的輸出電流波形質(zhì)量要求較高，最好采用A濾波。A.串平波電抗器B.并大電容C.串大電阻7、晶閘管整流電路中“同步”的概念是指C。A.觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓同時(shí)到來，同時(shí)消失B.觸發(fā)脈沖與電源電壓頻率相同C.觸發(fā)脈沖與主點(diǎn)路電源電壓頻8、帶續(xù)流二極管的單相半控橋式整流大電感負(fù)載電路，當(dāng)觸發(fā)延遲角等于C 時(shí)，流過續(xù)流二極管電流的平均值等于流過晶閘管電流的平均值。A.120° B,90° C,60°9、三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)，每只晶閘管的最大導(dǎo)通角為D。A.60° B,150°C.90° D.120°10、三相半波可控整流電路帶阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)觸發(fā)延遲角大于 A時(shí)，輸出電流開始斷續(xù)。A.30° B,60° C,9011、在三相半波可控整流電路中，當(dāng)負(fù)載為電感性時(shí)，在一定范圍內(nèi)若負(fù)載電感量越大，則D。A.輸出電壓越高B.輸出電壓越低C.導(dǎo)通角。越小D.導(dǎo)通角。越大12、帶感性負(fù)載的可控整流電路加入續(xù)流二極管后，晶閘管的導(dǎo)通角比沒有二極管前減小了，此時(shí)電路的功率因數(shù)A。A.提高了 B.減小了C.并不變化13、在需要直流電壓較低、電流較大的場(chǎng)合，宜采用D整流電源。A.單相橋式可控8.三相橋式可控c.m相橋式全控D.帶平衡電抗器三相雙反星形可控14、帶平衡電抗器三相雙反星形可控整流電路中，每只晶閘管流過的平均電流是負(fù)載電流的D。A.1/2倍B,1/3倍C.1/4倍D,1/6倍15、三相橋式半控整流電路中，每只晶閘管流過的平均電流是負(fù)載電流的C。A.1倍B,1/2倍C,1/3倍D.1/6倍16、三相全控橋式整流電阻性負(fù)載電路中，整流變壓器二次相電壓的有效值為U2tp，當(dāng)觸發(fā)延遲角a的變化范圍在30°?60°之間時(shí)，其輸出平均電壓為U=d B。A-1-17U22.34U2①cosaUd=2.34U2仙1+cos(60°+a)]2.34U2^sina17、晶閘管三相串聯(lián)二極管式電流型逆變器是屬于 A 導(dǎo)通型。A.120° B,150° C.18018、要想使正向?qū)ㄖ钠胀ňчl管關(guān)斷，只要C即可。A.斷開「門極 B.給門極加反壓C.使通過晶閘管的電流小于維持電流19、三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)，其觸發(fā)延遲角a的移動(dòng)范圍是B。A.0°?120°B.0°?150° C.0°?180°20、三相橋式半控整流電路中，每只晶閘管承受的最高正反向電壓為變壓器二次相電壓的 C 。A.「2倍B.「倍C.QXC倍D.2G倍21、帶平衡電抗器三相雙反星形可控整流電路中，平衡電抗器的作用是使兩組三相半波可控整流電路A.相串聯(lián)B.相并聯(lián)C.單獨(dú)輸出D.以180°相位差相并聯(lián)三、簡(jiǎn)答題：電力晶體管（GTR）有哪些特點(diǎn)？1.答：電力晶體管（GTR）是一種雙極型大功率晶體管，屬于電流控制型器件。由于大電流時(shí)，GTR會(huì)產(chǎn)生大電流效應(yīng)，導(dǎo)致放大倍數(shù)減小，因此在結(jié)構(gòu)上常采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是：導(dǎo)通壓降低，所需的驅(qū)動(dòng)電流大，使用在感性負(fù)載或開關(guān)頻率較高時(shí)

必須設(shè)置緩沖電路，且過載能力差，易發(fā)生二次擊穿。2.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（M°SFET）有哪些特點(diǎn)？答：電力場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）是一種單極型大功率晶體管，屬于電壓控制型器件。其主要優(yōu)點(diǎn)是基本上無二次擊穿現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)頻率高，輸入阻抗大，易于并聯(lián)和保護(hù)。缺點(diǎn)是導(dǎo)通壓降較大，限制了其電流容量的提高。3.為什么選用了較高電壓、電流等級(jí)3.為什么選用了較高電壓、電流等級(jí)的晶閘管還要采用過電壓、過電流保護(hù)？答：因?yàn)殡娐钒l(fā)生短路故障時(shí)的短路電流一般都很大，而且電路中各種過電壓的峰值可達(dá)到電源電壓幅值的好幾倍，所以電路中一定要設(shè)置過電流、過電壓保護(hù)環(huán)節(jié)。此外，大電流，高電壓的晶閘管比較昂貴，也需要提供必要的保護(hù)。在晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速電路中，采4.用相位控制和通斷控制各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：在晶閘管交流調(diào)壓調(diào)速電路中，采用相位控制時(shí)，輸出電壓較為精確、調(diào)速精度較高，快速性好，低速時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)較小，但會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)造成污染。采用同斷控制時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生諧波污染，但電動(dòng)機(jī)端電壓變化劇烈，轉(zhuǎn)速脈動(dòng)較大。5.實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件是什么？答：實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件時(shí)：（1）變流電路直流側(cè)必須有直流電源,且其值要略大于Ud,為逆變提供能量;（2）變流電路必須工作在B<90。（即a>90。）區(qū)域，使U<0,才能把直d流電能逆變?yōu)榻涣麟娔?。上述兩個(gè)條件，缺一不可，同時(shí)逆變電路需要串聯(lián)平波電抗器。絕緣柵雙極晶體管（IGBT）有哪些5.特點(diǎn)？答：結(jié)緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種由單極性的MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的器件。它兼有MOSFET和GTR二者的優(yōu)點(diǎn)，屬于電壓型驅(qū)動(dòng)器件。其特點(diǎn)是：輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)功率??；工作頻率高，導(dǎo)通壓降低，功耗小。IGBT是一種很有發(fā)展前途的新型電力半導(dǎo)體器件，在中、小容量的電力電子應(yīng)用方面大有取代其它全控型器件的趨勢(shì)電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）有哪6.些特點(diǎn)？答：電力場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）是一種單極型大功率晶體管，屬于電壓控制型器件。其主要優(yōu)點(diǎn)是基本上無二次擊穿現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)頻率高，輸入阻抗大，易于并聯(lián)和保護(hù)。缺點(diǎn)是導(dǎo)通壓降較大，限制了其電流容量的提高。額定電流為100A的雙向晶閘管，可7.以用兩只普通晶閘管反并聯(lián)來代替，若使其電流容量相等，普通晶閘管的額定電流應(yīng)是多大？答：雙向晶閘管的額定電流與普通晶閘管不同，是以最大允許有效電流來定義的。額定電流100A的雙向晶閘管，其峰值為141A，，而普通晶閘管的額定電流是以正弦半波平均值表示，因此，峰值為141A的正弦半波，它的平均值為⑷/…45A。所以一個(gè)100A的雙向晶閘管可以用兩個(gè)45A的普通晶閘管來代替。在脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)中，脈8.沖寬度可以通過何種電路來實(shí)現(xiàn)調(diào)制？答：在脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)中，脈沖寬度可以提高一個(gè)比較器來實(shí)現(xiàn)，即用一個(gè)三角波（調(diào)制信號(hào)）與一個(gè)直流控制電壓（參考信號(hào)）進(jìn)行比較，比較器輸出電壓的極性由這兩個(gè)比較電壓的差值的正負(fù)來決定。這樣改變控制電壓的大小，即可以改變兩個(gè)電壓的交點(diǎn)位置，也就是改變輸出電壓極性的位置，從而改變正、負(fù)脈沖的寬度電流型逆變器有何特點(diǎn)？9.答：電流型逆變器的直流電源經(jīng)大電感濾波，直流側(cè)可近似的看成恒壓源。逆變器輸出的電流波形為矩型波，電壓波形為近似的正弦波，該逆變器抑制過電流的能力很強(qiáng)，特別適用于頻繁啟動(dòng)和加、減速的電動(dòng)機(jī)負(fù)載。四、計(jì)算題：1、單相半控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載，已知U=220V，R=4，要1 d求整流電路的直流輸出電流1d在0?25A之間變化，求(1)變壓器的電壓比；(2)若導(dǎo)線允許電流密度J=5A,求連接負(fù)載導(dǎo)線的截面積;(3)若考慮晶閘管電壓、電流取2倍的裕量，選擇晶閘管型號(hào)；（4）忽略變壓器勵(lì)磁功率，求變壓器的容量；（5）計(jì)算負(fù)載電阻Rd的功率；（6）計(jì)算電路的功率因數(shù)。.解：（1）U—Id3R/25XW=103U=Ud=111VTOC\o"1-5"\h\z0.9（2）當(dāng)戶0時(shí)，整流電路的輸出最大。一一 I27.75一一I=KI=1.111=1.11X25A=27.75A S=-= 氏5.6MM2fd d J5⑶I25 取I >2X-T-=2X——A=25A I=30AT(AV) 1.57 2 T(AV)U>2U=2X-2uu=2X霹X111V=314V ^^U=400VRM TM 2 RM因此選擇晶閘管的型號(hào)為：KP30-4(4)S=UI=UI=111X27.75氏3.08KV?A ^^S=3KV?A22 2

⑸(6)P=12R=27.752X4W=3.08KW⑸(6)(當(dāng)尸0時(shí))2、三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載，已知三相整流變壓器的二次繞組接成星形，整流電路輸出Ud可從0?220V之間變化，負(fù)載的L10.2H,R「4(當(dāng)尸0時(shí))(1)整流變壓器的二次線電壓U；21(2)晶閘管電流的平均值1m)、有效值IT及晶閘管可能承受的最大電壓U；TM

（3）選擇晶閘管型號(hào)（晶閘管電壓、電流裕量取2倍）。1、解：（1）當(dāng)a=0時(shí)，整流電路的輸出最大，U『220V。此時(shí)dU2=2"產(chǎn)35U21故〃”八U=—=220V氏1V3220A=55220A=55A1 1 I=—I=-x55A氏18.33AT(AV)3d31 1=I= x55A氏31.75A■3d,3U=襄U=四U=v;2x163V=230V（3）晶閘管的額定值選擇如下:URM>2URM>2UM=2x230V=460VIN工T(AV)-1.572x31.754 A=40.45A1.57取U =500VRM取1T(AV)=50A因此，選擇晶閘管的型號(hào)為KP50-5

3、如圖所示為可控整流電路中的各種保護(hù)環(huán)節(jié)，指出圖中①?⑦各保護(hù)元件的名稱及作用。答：（1）為交流側(cè)硒堆。用于吸收交流電網(wǎng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、能量較大的過電壓；（2）為交流側(cè)阻容過電壓吸收。