電力電子技術(shù)習(xí)題及答案

電力電子技術(shù)習(xí)題集習(xí)題一試說(shuō)明什么是電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)及其作用。晶閘管正常導(dǎo)通的條件是什么，導(dǎo)通后流過(guò)的電流由什么打算？晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷的條件是什么，如何實(shí)現(xiàn)？有時(shí)晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖完畢后它又關(guān)斷了，是何緣由？1-30Im流平均值、有效值。如不考慮安全裕量，額定電流100A的晶閘管，流過(guò)上述電流波形I各位多少？diii02t02t(a) (b)i i0(c)2t0 t(d)2i i02t02t(e)

1-301-4附圖

(f)在圖1-31度至少要多寬？圖中，E=50V；L=0.5H；R=0.5 ;I=50mA〔擎住電流。LTLETLERUGSiiGt圖1-31習(xí)題1-5附圖 圖1-32習(xí)題1-9附圖為什么晶閘管不能用門極負(fù)脈沖信號(hào)關(guān)斷陽(yáng)極電流，而GTO卻可以？GTO與GTR同為電流掌握器件，前者的觸發(fā)信號(hào)與后者的驅(qū)動(dòng)信號(hào)有哪些異同？試比較GTR、GTO、MOSFET、IGBT之間的差異和各自的優(yōu)缺點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域。VDMOS〔IGBT〕1-32中，并說(shuō)明電流峰值和柵極電阻有何關(guān)系以及柵極電阻的作用。全控型器件的緩沖吸取電路的主要作用是什么？試分析RCD緩沖電路中各元件的作用。限制功率MOSFET應(yīng)用的主要緣由是什么？實(shí)際使用時(shí)如何提高M(jìn)OSFET的功率容量？習(xí)題二叮叮小文庫(kù)叮叮小文庫(kù)--25?，電感為0.2H，電220V10A，試計(jì)算晶閘管和續(xù)流二極管的電流有效值，并指出晶閘管的電壓定額〔考慮電壓2-3倍裕度。單相橋式全控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出電壓在0～100V連續(xù)可調(diào)，輸出電壓平30V時(shí)，負(fù)載電流平均值到達(dá)20A220V的溝通電壓通過(guò)降壓變壓器供電，且晶閘管的最小掌握角α ＝30〔設(shè)降壓變壓器為抱負(fù)變壓器。試求：minI2；考慮安全裕量，選擇晶閘管電壓、電流定額；作出α＝60°時(shí)，ud、idi2的波形。試作出圖2-8所示的單相橋式半控整流電路帶大電感負(fù)載，在α＝30°時(shí)的ud、id、iVT1、iVD4的波形。并計(jì)算此時(shí)輸出電壓和電流的平均值。單相橋式全控整流電路，U2＝100VR＝2?，LE＝60V，當(dāng)α＝30°時(shí)，試求：ud、idi2的波形；UdIdI2。某一大電感負(fù)載承受單相半控橋式整流接有續(xù)流二極管的電路，負(fù)載電阻R=4Ω，電源電U2=220V，α=π/3，求：輸出直流平均電壓和輸出直流平均電流；流過(guò)晶閘管〔整流二極管〕的電流有效值；流過(guò)續(xù)流二極管的電流有效值。三相半波可控整流電路的共陰極接法和共陽(yáng)極接法b假設(shè)不是，它們?cè)谙辔簧喜疃嗌俣?？試作出共?yáng)極接法的三相半波可控的整流電路在α＝30°ud、iVT1、uVT1的波形。三相半波可控整流電路帶大電感性負(fù)載，α＝π/3，R=2Ω，U2=220V，試計(jì)算負(fù)載電流Id，2確定晶閘管的額定電流和電壓。三相橋式全控整流電路，U2＝100V，帶阻感性負(fù)載，R＝5?，L值極大，當(dāng)α＝60°，試求：ud、idiVT1的波形；UdIdIdVT和有效值IVT；求電源側(cè)的功率因數(shù)；估算晶閘管的電壓電流定額。三相橋式不控整流電路帶阻感性負(fù)載，R＝5，L＝∞，U2＝220V，XB=0.3，求Ud、Id、IVD、I2γud、iVD1i2的波形。請(qǐng)說(shuō)明整流電路工作在有源逆變時(shí)所必需具備的條件。什么是逆變失??？如何防止逆變失??？L足夠大、R=1.2Ω、U2=200V、EM=-300V，電動(dòng)機(jī)負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，制動(dòng)過(guò)程中的負(fù)載電流66A，此變流器能否實(shí)現(xiàn)有源逆變？求此時(shí)的逆β。三相全控橋變流器，帶反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載，R＝1?，L＝∞，U2＝220V，LB=1mH，當(dāng)EM＝－400V，β＝60°Ud、Idγ的值，此時(shí)送回電網(wǎng)的有功功率是多少？三相橋式全控整流電路，其整流輸出電壓中含有哪些次數(shù)的諧波？其中最大的是哪一次？變壓器二次電流中含有哪些次數(shù)的諧波？其中主要的是哪幾次？15 4 3 5 ．試計(jì)算第題中i的、、次諧波重量的有效值I 、I 、I 15 4 3 5 2 23 25 27入功率因數(shù)。16 6 5 ．試計(jì)算第題中的i的、次諧波重量的有效值I 、I 16 6 5 2 25 27d10.5kV溝通系統(tǒng)。10kV150MVA，整流I＝400Aα＝15°，不計(jì)重疊角，試求：d1相移功率因數(shù)cosφλ；1dU；d有功功率、無(wú)功功率和溝通側(cè)基波電流有效值；截止到23次的各諧波電流的大小、總諧波畸變率。18．晶閘管整流電路的功率因數(shù)是怎么定義的？它與那些因素有關(guān)？綜述抑制相控整流電路網(wǎng)側(cè)電流諧波的措施。綜述改善相控整流電路網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的措施。習(xí)題三一升壓換流器由抱負(fù)元件構(gòu)成，輸入U(xiǎn)d在8~16V之間變化，通過(guò)調(diào)整占空比使輸出U0=24V固定不變，最大輸出功率為5W20kHz，輸出端電容足夠大，求使換流器工作在連續(xù)電流方式的最小電感。20kHzL=0.05mH，輸入電壓Ud=15V，輸出電壓U0=10V，可供給10W的輸出功率，并且輸出端電容足夠大，試求其占空比D。on在圖3-1所示的降壓斬波電路中，E=100V，R=0.5Ω，L=1mH，承受脈寬調(diào)制掌握方式，T=20μst＝5μs時(shí)，試求：on1〔〕UI；1O O輸出電流的最大和最小瞬時(shí)值并推斷負(fù)載電流是否斷續(xù)；當(dāng)t ＝3μs時(shí)，重進(jìn)展上述計(jì)算。onM3-35E=600V，R=0.1Ω，L=∞，EM

=350V，承受脈寬調(diào)O制掌握方式，T=1800μsI=100A，試求：O1〔〕U1O

和所需的t 值；on〔2〕作出u0

、ii、i0 G

的波形。VLVLiRoEiGVDuoiD+M-M3-35電流型降壓斬波電路升壓斬波電路為什么能使輸出電壓高于電源電壓？3-4E=50V，LC值極大，R=20Ω，承受脈寬調(diào)制掌握方式當(dāng)T=40μs，t ＝25μs時(shí)計(jì)算輸出電壓平均值U 和輸出電流的平均值I。on O O說(shuō)明降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路的輸出電壓范圍。3-7E=100V，R=0.5Ω，LC極大，試求：當(dāng)占空比α＝0.2時(shí)的輸出電壓和輸出電流的平均值；當(dāng)占空比α＝0.2時(shí)的輸出電壓和輸出電流的平均值，并計(jì)算此時(shí)的輸入功率。7．試說(shuō)明升降壓斬波電路〔Boost－CuckChooper〕和Cuk斬波電路的異同點(diǎn)。8．U1=120V，電阻負(fù)載R=10Ω，觸發(fā)角α=900，試計(jì)算：U

IP

λ。O O Oα＝0080％，50％時(shí)的觸發(fā)角α。一晶閘管單相溝通調(diào)壓器帶阻感性負(fù)載，電源電壓為220V的溝通電源，負(fù)載R=10Ω，L=1mH，試求：觸發(fā)角α的移相范圍；負(fù)載電流的最大有效值；最大輸出功率及此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)；當(dāng)α＝900時(shí)，晶閘管電流的有效值、晶閘管導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)；某單相反并聯(lián)調(diào)功電路，承受過(guò)零觸發(fā)。電源電壓U1=220V，電阻負(fù)載R=1Ω，掌握的設(shè)定周期TC內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s，斷開(kāi)0.2s，使計(jì)算送到電阻負(fù)載上的功率與假定晶閘管始終導(dǎo)通時(shí)所送出的功率。溝通調(diào)壓電路和溝通調(diào)功電路有什么區(qū)分？二者各運(yùn)用于什么樣的負(fù)載？為什么？用一對(duì)反并聯(lián)的晶閘管和使用一只雙向晶閘管進(jìn)展溝通調(diào)壓時(shí)，他們的主要差異是什么？反并聯(lián)的晶閘管和負(fù)載接成內(nèi)三角形的三相溝通調(diào)壓電路，問(wèn)該電路有何優(yōu)點(diǎn)？什么是TCR？什么是TSC？它們的根本原理是什么？各有何特點(diǎn)？交交變頻電路的主要特點(diǎn)和缺乏之處是什么？其主要用途是什么？三相交交變頻電路有哪兩種接線方式？它們有什么區(qū)分？習(xí)題四無(wú)源逆變電路和有源逆變電路有什么區(qū)分？在逆變電路中器件的換流方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？試舉例說(shuō)明。為什么負(fù)載換向逆變器的負(fù)載阻抗必需呈容性而諧振式逆變器無(wú)次要求？什么是電壓型逆變電路和電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)？電壓型逆變電路中二極管的作用是什么？假設(shè)沒(méi)有將消滅什么現(xiàn)象？為什么電流型逆變電路中沒(méi)有這樣的二極管？請(qǐng)說(shuō)明整流電路、逆變電路、變流〔變頻〕電路三個(gè)概念的區(qū)分。并聯(lián)諧振式逆變器利用負(fù)載電壓進(jìn)展換相，為保證換相應(yīng)滿足什么條件？4-16所示電路，測(cè)得uDS波形如圖右邊，請(qǐng)分析波形消滅電壓尖峰的緣由，并說(shuō)明消弱電壓尖峰的方法。EGDSuEGDSuDSuR2Π0ΠRE圖4-16習(xí)題8 圖4-17習(xí)題94-17所示，請(qǐng)畫出開(kāi)關(guān)管上的電壓波形。d 三相橋式電壓型逆變電路，180o導(dǎo)電方式，U=100Vd 5和有效值U ，輸出線電壓的基波幅值U 和有效值U 、輸出次諧波的有效值5UN1 UV1m UV1U 。UV5習(xí)題五試說(shuō)明PWM掌握的根本原理。PWM逆變器有哪些優(yōu)點(diǎn)？其開(kāi)關(guān)頻率的凹凸有什么利弊？單極性和雙極性PWM掌握有什么區(qū)分？在三相橋式PWM〔輸出端相對(duì)于中性點(diǎn)的電壓〕和線電壓SPWM波形各有幾種電平？uOtuOtu在SPWM調(diào)制中，何謂同步調(diào)制？何謂異步調(diào)制？為什么常承受分段同步調(diào)制的方法？ a)脈寬調(diào)制逆變器的根本掌握方法有哪些？b)5-31中，半周期的脈沖數(shù)為7，脈沖幅值為相應(yīng)正弦2倍，試依據(jù)面積等效原理計(jì)算各脈沖的寬度。b)什么是SPWM波形的規(guī)章采樣法？和自然采樣法相比，規(guī)章采樣法有和優(yōu)缺點(diǎn)？

O t單相和三相SPWM波形中，所含主要諧波的頻率是多少？ 圖5-31習(xí)題7簡(jiǎn)要說(shuō)明空間矢量PWM掌握的根本原理及特點(diǎn)。多電平逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？目前多電平逆變器的拓?fù)錁?gòu)造主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？習(xí)題六什么是高壓直流輸電？和溝通輸電系統(tǒng)相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？直流輸電工程依據(jù)直流聯(lián)絡(luò)線可分為幾類？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？簡(jiǎn)潔介紹一下直流輸電系統(tǒng)的主要構(gòu)造，各個(gè)元件都有什么功能。為什么目前在絕大多數(shù)直流輸電工程普遍承受晶閘管閥？對(duì)于目前廣泛使用的1218脈波換流橋呢？高壓直流輸電的溝通濾波器主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？在高壓直流輸電系統(tǒng)中，調(diào)整輸送的直流電流和直流功率的主要手段是什么？〔IGBT〕PWM掌握技術(shù)的技術(shù)可行性。習(xí)題七什么叫敏捷溝通輸電系統(tǒng)〔柔性溝通輸電系統(tǒng)〕？目前的主要應(yīng)用有那些？為什么要對(duì)溝通電網(wǎng)進(jìn)展無(wú)功功率補(bǔ)償？什么叫SVC？SVC主要包括哪幾種組合構(gòu)造？為什么TCR常和TSC并聯(lián)使用？試畫出其單線電路圖。TSC中，電容的最優(yōu)投切時(shí)刻如何選擇？什么叫靜止同步補(bǔ)償器〔STATCOM〕？SVC相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？畫出不考慮損耗時(shí)STATCOM習(xí)題八對(duì)電網(wǎng)的諧波補(bǔ)償有何重要意義？與傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器相比，有源電力濾波器有何優(yōu)缺點(diǎn)？8-27所示的APF的電路構(gòu)造和工作原理。依據(jù)有源電力濾波器接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器主要分為哪三大類？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？并聯(lián)型、串聯(lián)型有源濾波器各適用于什么應(yīng)用場(chǎng)合？為什么目前通常將無(wú)源LC濾波器和有源濾波器混合使用？這樣作有何現(xiàn)實(shí)意義？簡(jiǎn)潔表達(dá)一下瞬時(shí)無(wú)功理論，其和傳統(tǒng)的無(wú)功理論有何不同？iisesCiciL負(fù)載RL主電路指令電流運(yùn)算電路i””cHPFAPF驅(qū)動(dòng)電路電流跟蹤掌握電路8-272試分析圖8-28所示諧波檢測(cè)電