東北大學(xué)《現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)X》期末考核作業(yè)140

東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)X試卷（作業(yè)考核線上2）A卷（共4頁(yè)）總分題號(hào)一二三四五六七八九十得分一、單選題（每小題2分，共10分）1.（ B ）是電流控制型電力電子器件。、SITH、GTR、IGBT、MCT2.180°導(dǎo)電型交-直-交電壓變頻器，任意時(shí)刻有（C ）導(dǎo)通。A.一只開(kāi)關(guān)管B.兩只開(kāi)關(guān)管C.三只開(kāi)關(guān)管D.四只開(kāi)關(guān)管3.三相半波可控整流電路，大電感負(fù)載，晶閘管的電流有效值是（D ）。A.B.C.D.4.三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，脈沖的移相范圍是（B）。A.90°B. 120°C. 150°D. 180°5.同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，雙窄脈沖中第一個(gè)主脈沖由本相觸發(fā)單元產(chǎn)生，第二個(gè)補(bǔ)脈沖（B）。A.由超前本相60°相位的前一相觸發(fā)單元產(chǎn)生；B.由滯后本相60°相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生；C.由超前本相120°相位的前一相觸發(fā)單元產(chǎn)生；D.由滯后本相120°相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生。二、問(wèn)答題（每小題5分，共35分）1. 列舉出至少三種晶閘管變流裝置的過(guò)電流保護(hù)方法。 答：用快速熔斷器切斷過(guò)電流； 用直流快速開(kāi)關(guān)切斷過(guò)電流； 用橋臂電抗器抑制元件過(guò)電流； 用過(guò)電流繼電器控制過(guò)電流大小。2.觸發(fā)電路中設(shè)置控制電壓Uct和偏移電壓Ub各起什么作用如何調(diào)整3.生成SPWM波形有幾種軟件采樣方法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)答：自然采樣法：實(shí)時(shí)計(jì)算與控制困難，一般事先計(jì)算好，通過(guò)查表方式控制。規(guī)則采樣法：簡(jiǎn)化了計(jì)算公式，但有一定誤差。指定諧波消除法：從消除某些指定次數(shù)的諧波出發(fā)，通過(guò)求解方程組解出待定開(kāi)關(guān)時(shí)刻。在不同的輸出頻率下，有不同的待定開(kāi)關(guān)時(shí)刻，因此計(jì)算量非常大，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。一般先離線計(jì)算好，通過(guò)查表方式控制。4.試說(shuō)明異步調(diào)制有何優(yōu)缺點(diǎn)。答：對(duì)于任意的調(diào)制波頻率fr，載波頻率fc恒定的脈寬調(diào)制稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，由于fc保持一定，因而當(dāng)fr變化時(shí)，調(diào)制波信號(hào)與載波信號(hào)不能保持同步，即載波比N與調(diào)制波頻率fr成反比。當(dāng)fr較高時(shí)，由于一個(gè)調(diào)制波周期中的脈沖數(shù)較少，脈沖波形的不對(duì)稱性所造成的基波相位跳動(dòng)的相角相對(duì)變大。因此采用異步調(diào)制時(shí)，SPWM的低頻性能好，而高頻性能較差。5.試說(shuō)明降壓斬波器的特點(diǎn)。1、三極管VT導(dǎo)通時(shí),電源E經(jīng)過(guò)三極管VT、電感L、電阻R,給電機(jī)M供電,二極管VD截止。2、三極管VT截止時(shí),由于電感L電流不能馬上為0,沿原方向流動(dòng),二極管vD導(dǎo)通,繼續(xù)給電機(jī)M供電。3、控制三極管VT的開(kāi)關(guān)間隔比例(占空比),可以調(diào)節(jié)電機(jī)M的直流電壓或電流。斬波器在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備里有廣泛使用,靈敏電子管電壓表或生物電子儀器里也有使用。斬波器的另一種又叫振動(dòng)子變流器、工作原理和電鈴類似,是體積、功率比較大,用八腳電子管插座。經(jīng)常用于直流/交流變換。過(guò)去因?yàn)榫请娮庸茉O(shè)備,由于甲、乙電的供應(yīng)在移動(dòng)設(shè)備中非常困難的,所以以前的汽車收音機(jī)和部分車載電臺(tái)就用振動(dòng)子將車上的蓄電池提供的電流變?yōu)榻蛔冸娏?經(jīng)過(guò)變壓器升壓和振動(dòng)子同步變流為高壓直流供收音機(jī)或電臺(tái)使用(功率比較大的電臺(tái)也有用汽車蓄電池推動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的)。由于半導(dǎo)體變流器的成熟,振動(dòng)子變流器早已數(shù)十年沒(méi)見(jiàn)使用了。早期的攝影用萬(wàn)次閃光燈也用振動(dòng)子變流器6.什么是SPWM波形的自然采樣法按照二角波(或鋸齒波、統(tǒng)稱為載波)與正弦波(調(diào)制波)比較,產(chǎn)生SPWM脈沖序列的方法稱為自然采樣法。正弦波在不同相位角時(shí)其值不同,與三角波相交所得脈沖寬度也不同;當(dāng)正弦波頻率變化和幅值變化時(shí),各個(gè)脈沖寬度也相應(yīng)發(fā)生變化。SPWM(SinusoidalPWM法是一種比較成熟的,目前使用較廣泛的PWM法。前面提到的采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同。SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過(guò)改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。7.為什么要對(duì)電力電子主電路和控制電路進(jìn)行隔離其基本方法有哪些一是安全,因?yàn)橹骰芈泛涂刂苹芈饭ぷ麟妷旱燃?jí)不一樣、電流大小也不一樣,各有各的過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)。強(qiáng)電進(jìn)人弱電系統(tǒng)會(huì)對(duì)弱電系統(tǒng)造成損壞:二是為了弱電系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，因?yàn)槿蹼娤到y(tǒng)尤其模擬量型號(hào)很容易受到電磁干擾。三、（共20分）三相橋式全控整流電路，阻感負(fù)載。R=4Ω，L→∞，當(dāng)α=0°時(shí)，Ud=220V。計(jì)算U2、Id值； 2、按2倍安全裕量確定晶閘管定額； 3、計(jì)算變壓器容量和負(fù)載的功率因數(shù)。四、（共10分）三相半波共陰極組可控整流電路，如果a相晶閘管的觸發(fā)脈沖丟失，試畫出電感性負(fù)載下整流電壓ud的波形。（設(shè)α=0°）2）電感性負(fù)載2）電感性負(fù)載VT1VT3VT50abcRabca0ωtωt0udug1351(a)(b)=0oL五、（共10分）升壓式Boost變換器，其輸入電壓27V，輸出電壓為45V。求最大占空比。六、（共15分）采用晶閘管反并聯(lián)的單相調(diào)壓