電力電子技術(shù)-期末考試試題與答案

電力電子技術(shù)試題

第1章電力電子器件

1_電力電子器件?般工作在開關(guān)狀態(tài)。

生在通常情況下，電力電子瑞件功率損耗主要為通態(tài)戰(zhàn)耗，而當(dāng)器件開關(guān)頻率較高時(shí)，功率損耗主要為開關(guān)損乩。

工電力電子器件組成的系統(tǒng)，?般也控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、上電路三部分組成,由于電路中存在電壓和電流的過沖，往往需添加保護(hù)電路。

生按內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，電力電子器件可分為單極型器件、雙極型器件、復(fù)燈型器件三類。

5.電力二極管的工作特性可概括為承受正向電壓導(dǎo)通,承受反機(jī)電壓截止。

6.電力二極管的主要類型有普通一極管、快恢復(fù).極灣、肖特叢.極笆。7.肖特基二極管的開關(guān)損耗小「快恢復(fù)二極管的開關(guān)損耗。

區(qū)晶閘管的基本工作特性可概括為正向電壓門極仃觸發(fā)則導(dǎo)通、反向電壓則截止。

%對(duì)同一品閘管，維持電流IH與擎住電流IL在數(shù)值大小上有9大「IHo

&晶閘管斷態(tài)不重復(fù)電壓UDSM與轉(zhuǎn)折電壓Ubo數(shù)值大小上應(yīng)為，LDSMA±Vboo

11.逆導(dǎo)晶閘管是將一極管與品閘管反并聯(lián)（如何連接）在同一管芯上的功率集成器件。

12.GT0的多兀集成結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門極控制關(guān)斷面設(shè)計(jì)的。

H.M0SFET的漏極伏安特性中的三個(gè)區(qū)域與GTR共發(fā)射極接法時(shí)的輸；1;特性中的三個(gè)區(qū)域有對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中前者的截止區(qū)對(duì)應(yīng)后者的也幺、前者的飽和

區(qū)對(duì)應(yīng)后者的放入?yún)^(qū)、前者的非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的鄴1區(qū)_。

總電力MOSFET的通態(tài)電阻具有」溫度系數(shù)。

比JGBT的開啟電壓UGE（th）隨溫度升高而略仃下降,開關(guān)速度小于電力MOSFET。

出按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電r器件控制端和公共端之間的性質(zhì)，可將電力電子器件分為電壓驅(qū)動(dòng)型和電流詠動(dòng)型兩類。

1ZJGBT的通態(tài)壓降在1/2或1/3額定電流以下區(qū)段具有，溫度系數(shù)，在1/2或1/3額定電流以上區(qū)段具有溫度系數(shù)。

里在如下器件：電力二極管（PowerDiode）、晶閘管（SCR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)管（電力MOSFET）＞絕緣柵

雙極型晶體管（IGBT）中，用于不可控器件的是電力：極管，屈于半控型器件的是中閘管，屬于全控型器件的是_GTO、GTR、電力MOSFET、IGBT:

屬于單極型電力電子器件的有電力MOSFET,屬于雙極型器件的有電力：極管、品網(wǎng)管、GTO、GTR,屬于復(fù)合型電力電子器件得有IGBT；在可

控的器件中，容量最大的是品閘管，工作頻率最高的是電力MOSFET,屬于電壓驅(qū)動(dòng)的是電力MOSFET、IGBT,屬「電流驅(qū)動(dòng)的是品閘管、GTO、GTR。

第2章整流電路

一電阻負(fù)載的特點(diǎn)是電壓和電流成正比且波形相同，在單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，晶閘管控制角a的最大移相范圍是0T80”。

2.阻感負(fù)載的特點(diǎn)是一流過電感的電流不能突變，在單相半波可控整流帶阻感負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中,晶閘管控制角a的最大移相范圍是一0-180’

一，其承受的最大正反向電壓均為_商?_,續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為_場(chǎng)2_（設(shè)S為相電壓有效值）。

區(qū)單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負(fù)載時(shí)，a角移相范圍為0780,單個(gè)品閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為—庖2/2_和_包2；

帶阻感負(fù)載時(shí)，a角移相范圍為0-90',單個(gè)晶閘管所承受的最大iE向電壓和反向電壓分別為_庖2_和_&2」帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，欲使電阻上的

電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，可在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)?個(gè)平波電抗器.

工單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中，當(dāng)控制角a大于不導(dǎo)電角6時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角0=」v*3_;當(dāng)控制角a小于不導(dǎo)電角6時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角0=」v23_。

辿電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路中，晶閘管所承受的最大正向電壓UFm等于_庖"，晶閘管控制角a的最大移相范圍是上坨L，使負(fù)投電流連

續(xù)的條件為_a《30"_（1；2為相電壓有效值）。

6.三相平.波可控整流電路中的三個(gè)品閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差」20,當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí)，a的移相范圍為0-9（）'。

“三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中，共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)的是包面_的相電壓，而共陽極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對(duì)應(yīng)的是低"

的相電壓；這種電路a角的移相范圍是0T20',小波形連續(xù)的條件是一60"_。

區(qū)對(duì)于三相半波可控整流電路，換相重迭角的影響，將使用輸出電壓平均值

區(qū)電容濾波單相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，空載時(shí)，輸出電壓為_廊2_,隨負(fù)載加用Ud逐漸趨近F0.9匚,通常設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取RC2L5-2.5T,

此時(shí)輸出電壓為Ud-L2U2（U2為相比壓有效值，T為交流電源的周期）n

電電容濾波三相不可控整流帶電阻負(fù)載電路中，電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件是_原。=6_，電路中的二極管承受的最大反向電壓為_后」12。

位實(shí)際工作中，整流電路輸出的電壓是周期性的非正弦函數(shù)，當(dāng)a從0。?90°變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨a的增大而用當(dāng)a

從90°?180。變化時(shí)，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨a的增大而及I。

經(jīng)逆變電路中，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種電路稱為行源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路;對(duì)于單相全波電路，當(dāng)控制角0<a<n/2

時(shí)，電路工作在整流狀態(tài):兀/2va<7r時(shí)，電路工作在逆變狀態(tài)。

生在整流電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的有單和與波、.和橋式整流電路等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是仃立流電動(dòng)勢(shì),

其極性和品閘管導(dǎo)通方向一致.其值大廣變流器It流側(cè)平均電東和品閘管的控制珀a>90"，使愉出平均電壓為負(fù)值。

出品閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作丁?整流狀態(tài)，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為一組.平行的宜.線，當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將1血，

隨a的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流加大。

顯直流可逆電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，當(dāng)其處于第一象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)作皿2—運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)」E_轉(zhuǎn)，正組橋工作在整流狀態(tài):當(dāng)

其處于第四象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)做&L運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),_正_組橋工作在逆變狀態(tài)。

西大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是斕旌置—觸發(fā)電路，同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，可分為三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即膿沖的形成為放大、鋼齒波的

形成與脈沖移相和同步環(huán)節(jié)。

第3章直流斬波電路

上直流斬波電路完成得是直流到」況的變換。

2.直流斬波也路中最基本的兩種電路是一降壓斬波電路和開出斬波電路.

江斬波電路有三種控制方式：脈沖寬度調(diào)制缶州）、頻率硼制和（ton和7都可調(diào)，改變占空比）混合型。

4.升壓斬波電路的典型應(yīng)用有江流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)和單相功率因數(shù)校正等。

云升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為_0.5<a<l（a為導(dǎo)通比）。

包CuK斬波電路電壓的輸入輸出關(guān)系相同的有升壓斬波電路、Sepic斬波電路和Zeia斬波電路。

豆Sepic斬波電路和Zeta斬波電路具有相同的輸入輸出關(guān)系，所不同的是：Sepic新波電路的電源電流和負(fù)載電流均連續(xù),Zela斬波電路的輸入、

輸出電流均是斷續(xù)的，但兩種電路輸出的電壓都為_1|一極性的。

區(qū)斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，降壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第」_象限，升壓斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第_2_象限，電流”逆斬波電路能

使電動(dòng)機(jī)工作于第1和第2象限。

%橋式可逆斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)工作于第1、2、3、4象限。

電復(fù)合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作?個(gè)升壓斬波電路和?個(gè)降壓斬波波路的組合:多相多重:斬波電路中，3相3重?cái)夭娐废喈?dāng)于3

個(gè)基本斬波電路并聯(lián)。

第4章交流一交流電力變換電路

1.改變頻率的電路稱為變頻電路，變頻電路有交交變頻電路和交宜交變頻電路兩種形式,前者又稱為11接變頻電路，后者也稱為間接變頻電路。

區(qū)單相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載，其導(dǎo)通控制角a的移相范圍為0780”,隨a的增大，U。降低，功率因數(shù)人降低.

工單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)裁，當(dāng)控制角aV（p（（p=arctan（（oL/R））時(shí),VT1的導(dǎo)通時(shí)間逐漸縮短，VT2的導(dǎo)通時(shí)間逐漸延長。

工根據(jù)三相聯(lián)接形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式，TCR屬于支路捽制：角形聯(lián)結(jié)方式,TCR的控制角a的移相范圍為蝕二回，線電流

中所含諧波的次數(shù)為邱士L。

星晶側(cè)管投切電容器選擇晶閘管投入時(shí)刻的原則是：該時(shí)刻交流電源電壓應(yīng)和電容器做光充電電壓相等。

6.把電網(wǎng)頻率的交流電百接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱為交交變頻電路。

"單相交交變頻電路帶阻感負(fù)載時(shí)，哪組變流電路工作是由輸出電流的方向決定的,交流電路工作在整流還是逆變狀態(tài)是根據(jù)輸出電流方向和愉出電

壓力響是否相同決定的。

區(qū)當(dāng)采用6脈波三相橋式電路且電網(wǎng)頻率為50Hz時(shí)，單相交交變頻電路的輸出上限頻率約為包包_。

汪:.相交交變頻電路主要有兩種接線方式，即公共交流以線進(jìn)線方式和輸出星.形聯(lián)結(jié)方式，其中主要用于中等容一的交流調(diào)速系統(tǒng)是公共交流母紋

進(jìn)線方式.

地_矩陣式變頻電路是近年來出現(xiàn)的?種新穎的變頻電路。它采用的開關(guān)器件是二也器件；控制方式是一斬控方式.

1、請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出卜.面元件的簡(jiǎn)稱：電力晶體管_GTR____:可關(guān)斷晶閘管_GTO_____:功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管_MOSFET；絕緣柵雙極型晶體管

IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的復(fù)合管。

2、晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是要仃足夠的驅(qū)動(dòng)功率、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要:高和觸發(fā)脈沖要與晶剛管陽極電壓同步o

3、多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮_均流____的問題，解決的方法是_小專用均流電抗器，。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正弦波波,輸出電流波形為波。

5、型號(hào)為KS100-8的元件表示雙向晶閘管晶閘管、它的額定電壓為_800V伏、額定有效電流為_1（X）A—安。

6、180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，品閘管換相是在」司橋褥一上的上、下二個(gè)元件之間進(jìn)行：而120°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，品閘管換相是在一不同

橋牌—上的元件之間進(jìn)行的。

7、當(dāng)溫度降低時(shí)，品閘管的觸發(fā)電流會(huì)_增加、_____、正反向漏電流會(huì)—卜,降、;當(dāng)溫度升高時(shí)，品閘管的觸發(fā)電流會(huì)_下降、_____、正反向漏

電流會(huì)—增加o

8、在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng)兩州變流器之間而不流經(jīng)負(fù)載的電流。環(huán)流可在電路中加電抗器來限制。為了減小環(huán)流一

般采用控制角Q=P的工作方式。

9、常用的過電流保護(hù)措施有_快速熔斷器、_串進(jìn)線電抗器、接入宜流快速開關(guān)、控制快速移和使輸出電壓下降o（寫出四種即可）

10、逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來分，可分為_電壓型—型逆變器和一電流型型逆變器，電壓型逆變器直流側(cè)是電壓源，通常由可控整流輸出

在最靠近逆變橋側(cè)用—電容____器進(jìn)行濾波，電壓型三相橋式逆變電路的換流是在橋路的—本橋元件之間元件之間換流，每只品閘管導(dǎo)電的角度是

180°度；而電流型逆變器直流側(cè)是電流源，通常由可控整流輸出在最靠近逆變橋側(cè)是用—電感—濾波，電流型三相橋式逆變電路換流是在

異橋兀件之間元件之間換流，每只品閘管導(dǎo)電的角度是」201

_______度。

11、直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來分類有—降壓—斬波電路；—升壓斬波電路；升降壓斬波電路。

12、由晶閘管構(gòu)成的逆變器換流方式有負(fù)裁____換流和—強(qiáng)迫_換流。

13、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為逆變器與一無源逆變器兩大類。

14、有一晶閘管的型號(hào)為KK200-9,請(qǐng)說明KK快速品閘管：200表示表示200A,9表示900V____。

15、單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是—尖脈沖脈沖：主要用于驅(qū)動(dòng)_小—功率的晶閘管;鋸齒波同步觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖為—強(qiáng)觸發(fā)脈沖脈

沖：可以觸發(fā)一大_功率的晶閘管。

17、為了減小變流電路的開、關(guān)損耗，通常讓元件工作在軟開關(guān)狀態(tài),軟開關(guān)電路種類很多，但歸納起來可分為一零電流開關(guān)與_零電壓開關(guān)兩

大類。

18、直流斬波電路在改變負(fù)載的直流電壓時(shí)，常用的控制方式有一等頻調(diào)寬捽制：等寬調(diào)頻控制；脈寬與頻率同時(shí)捽制—三種。

19、由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為等于_1.57一倍I「AV），如果I-AV，=100安培，則它允許的有效電流為_157____安培。通

常在選擇晶閘管時(shí)還要留出_】.5—2倍的裕量。

20、通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有_環(huán)件換流，電網(wǎng)換流,負(fù)教換流，強(qiáng)迫換流四種。

21、在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是_074____，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是_夕一乃。

22、在電力晶閘管電路中,常用的過電壓保護(hù)有—避雷器；阻容吸收;硒堆:壓敏電阻;整流式阻容吸收等幾種。

23、。晶閘管的維持電流IH是指在溫40度以下—溫度條件下，門極斷開時(shí)，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小_陽極電流。

25、普通晶閘鐘的圖形符號(hào)是,三個(gè)電極分別是一陽極A,陰極K和門極G晶閘管的導(dǎo)通條件是陽極加正電壓，陰極接負(fù)

電壓,門極接正向電壓形成了足夠門極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通:關(guān)斷條件是當(dāng)晶閘管陽極電流小于維持電流IH時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。

27、絕緣柵雙極型晶體管是以一電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極：作為柵極，以_以電力晶體管集電極和發(fā)射極_____復(fù)合而成。

28、在電力品閘管電路中，常用的過電流保護(hù)有_快速熔斷端；電路;I；電抗器：過流時(shí)快速移相；“流快速開關(guān)：等幾種。

29、晶閘管的換相重疊角與電路的一觸發(fā)角a：變壓器漏抗的平均電流與電源相電壓的等到參數(shù)有關(guān)。

31、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為_同2--三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為_救2—。（電源

相電壓為電）

32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對(duì)晶閘管觸發(fā)方法有兩利。一是用

—大于60°小于120°的寬脈沖，觸發(fā)；二是用____脈沖前沿相差60°的雙窄脈沖觸發(fā)。

35、帶平衡電抗器的雙反星形電路，變壓器繞組同時(shí)有兩相____相導(dǎo)電：晶閘管每隔_60度換一次流，每只晶閘管導(dǎo)通_120____度，變壓器同一鐵

心柱上的兩個(gè)繞組同名端_相反____，所以以兩繞組的電流方向也一相反_____，因此變壓器的鐵心不會(huì)被—磁化o

36、三相橋式全控整流電路是由一組共—陰____極三只品閘管和一組共_____陽—極的二只品閘管串聯(lián)后構(gòu)成的，品閘管的換相是他司如內(nèi)的元件進(jìn)行的。

每隔_____60度—換?次相，在電流連續(xù)時(shí)每只晶閘管導(dǎo)通—120—度。要使電路工作正常，必須任何時(shí)刻要有一兩_____只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通,，?個(gè)

是共一陰極的，另一個(gè)是共一陽一極的元件，且要求不是—不在同-橋臂上的兩個(gè)元件。

37、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為—控制角一角，用_____a_表示。

38、一般操作引起的過電壓都是瞬時(shí)尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是阻容保護(hù)、

而對(duì)于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，目前常用的方法有壓微電阻和—硒堆。0

39、交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用過零觸發(fā)_方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。

40、型號(hào)為KS100-8的元件表示_雙向品閘管—管、它的額定電壓為_800丫、伏、額定電流為—100A安。

41、實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為—要仃?個(gè)百?流逆變電源,它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通方向致，其幅極應(yīng)梢大廣逆變橋宜流側(cè)輸出的平均電壓；逆變橋必須

J：.作在B<90"（即a〉900）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時(shí)相反，才能把克流能量逆變成交流能最反送到交流電網(wǎng)。

42、在由兩組反并聯(lián)變流裝置組成的直流電機(jī)的四象限運(yùn)行系統(tǒng)中，兩組變流裝置分別工作在正組—整流—狀態(tài)、—逆變—狀態(tài)、反組—整流狀態(tài)，逆變

狀態(tài)。

43、有源逆變指的是把仃.流—能量轉(zhuǎn)變成—交流____能量后送給」乜網(wǎng)的—裝置。

44、給晶閘管陽極加上?定的_正向—電壓；在門極加上正向門極電壓，并形成足夠的—門極觸發(fā)_____電流，晶閘管才能導(dǎo)通。

45、當(dāng)負(fù)載為大電感負(fù)我，如不加續(xù)流二極管時(shí)，在電路中出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失時(shí)單相橋式1'?控整流橋,，與一一相橋式半控整流橋—電路會(huì)出現(xiàn)

失控現(xiàn)象。

46、；相半波可控整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為_150____Hz：而三相全控橋整流電路，輸出到負(fù)載的平均電壓波形脈動(dòng)頻率為_300

Hz；這說明_三相橋式全控整流橋____電路的紋波系數(shù)比_?卻平?波可控流電路電路要小。

47、造成逆變失敗的原因有_逆變橋晶閘管或元件損壞，供電電源缺相，逆變角太小，觸發(fā)脈沖工?失或未按時(shí)到達(dá)，等幾種。

48、晶閘管在觸發(fā)開通過程中，當(dāng)陽極電流小于掣住_電流之前，如去掉_觸發(fā)脈沖

脈沖，晶閘管又會(huì)關(guān)斷。

49、對(duì)三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時(shí)，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般

取_901度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時(shí)，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為_60。一度。

50、三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍_00-150。_,三相全控橋電阻性負(fù)載時(shí)，電路的移相范圍—0°-120°_,三相半控橋電阻性負(fù)

載時(shí)，電路的移相范圍00-150o

51、鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由—同步環(huán)H；鋸齒波形成：脈沖形成：整形放大；強(qiáng)觸發(fā)及輸出—環(huán)節(jié)組成。

電力電子技術(shù)問答分析題

1、晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是：吸收品閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動(dòng)態(tài)均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會(huì)產(chǎn)生振蕩過電壓，減小品閘管的

開通電流上升率,降低開通損耗。、

2、實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個(gè)必不可少的條件？

直流側(cè)必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E,其數(shù)值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud,才能提供逆變能量。

逆變器必需工作在B<90。(Q>90。)區(qū)域，使Ud<0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。

3、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項(xiàng)基本要求？

A：觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率。

B觸發(fā)脈沖應(yīng)有?定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通.

C：觸發(fā)脈沖必須。晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求“

UVTH整流二極管VD2電壓UVD2,在一周期內(nèi)的電壓波形圖。

6、什么是逆變失?。磕孀兪『笥惺裁春蠊?？形成的原因是什么

逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末

關(guān)斷，該導(dǎo)通的那件末導(dǎo)通*從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源

順向聯(lián)接，形成短路。逆變失敗后果是嚴(yán)重的，會(huì)在逆變橋勺逆變電源

失敗的原因：,是逆變角太小；:是出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失：三是主電路瑞

件損壞；四是電源缺相等。

①星形接法的硒堆過電壓保護(hù)：②三角形接法的阻容過電壓保護(hù)：

③橋臂上的快速熔斷器過電流保護(hù)；④晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護(hù)：

⑤橋臂上的晶閘管率電感抑制電流上升率保護(hù)；⑥直流側(cè)的壓敏電阻過電壓保護(hù)；

⑦直流回路上過電流快速開關(guān)保護(hù)：VD是電感性負(fù)載的續(xù)流一極管：

L是電動(dòng)機(jī)回路的平波電抗器：

9、為使品閘管變流裝置正常工作，觸發(fā)電路必須滿足什么要求？

A、觸發(fā)電路必須有足夠的輸出功率：B、觸發(fā)脈沖必須與主回路電源電壓保持同步：C、觸發(fā)脈沖要彳i-?定的寬度，“脈沖附沿要陡；D、觸發(fā)脈沖的

移相范圍應(yīng)能滿足主電路的要求：

1()、下圖為一單相交流調(diào)壓電路，試分析當(dāng)開關(guān)Q置于位置1、2、3時(shí)，電路的工作情況并畫出開關(guān)置于不同位置時(shí)，負(fù)載上

得到的電壓波形。

Q置于位置h雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào),不能導(dǎo)通,負(fù)較上無電壓。

Q置于位置2正半周，雙向晶閘管1糊!發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，由于一.極管\D反偏，雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào)，不能導(dǎo)通，負(fù)載上得到半波整流

電壓。

Q置于位置3正半周，雙向晶閘管1璃蟲發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，雙向晶閘管H1制發(fā)方式導(dǎo)通，負(fù)載上得到近似單相交流電壓。

11、在下面兩圖中，一個(gè)工作在整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，另一個(gè)工作在逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)。

(1)、標(biāo)出U、氏及id的方向。

⑵、說明E與U4的大小關(guān)系。

(3)、當(dāng)a與B的最小值均為30度時(shí)，控制角a的移向范圍為多少?

——I

可m

r

——

整流一電動(dòng)機(jī)狀態(tài)逆變一發(fā)電機(jī)狀態(tài)

整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓方向上正下負(fù),反電勢(shì)E方向卜.正下負(fù),Ud大于E,控制角的移相范圍0。~9(T0

逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓Ud方向上負(fù)下正,發(fā)電機(jī)電勢(shì)E方向上負(fù)下正,Ud小于E,控制角的移相范圍90°750°°

一、填空

1、請(qǐng)?jiān)谡_的空格內(nèi)標(biāo)出下面元件的簡(jiǎn)稱：

電力晶體管GTR；可關(guān)斷晶閘管GTO；功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET；絕緣柵雙極型晶體管3￡；IGBT是MOSFET和GTR的劊合管。

2、晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是「要仃足夠的驅(qū)動(dòng)功率、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高和觸發(fā)脈沖要與品閘管陽極電小同步。

3、多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮均流的問題,解決的方法是一小《?用均流電抗流。

4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正直瓦，輸出電流波形為方波。

5、型號(hào)為KS100-8的元件表示雙向品閘管品閘管、它的額定電壓為800V伏、額定有效電流為100A0

6、180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在同橋臂上的上、卜.二個(gè)元件之間進(jìn)行；而120°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘

管換相是在不同橋臂上的元件之間進(jìn)行的。

7、當(dāng)溫度降低時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)也［L、正反向漏電流會(huì)」當(dāng)溫度升高時(shí)，晶閘管的觸發(fā)電流會(huì)」遛、正反向漏電流會(huì)」置

加_0

2、由晶閘管構(gòu)成的逆變器換流方式有負(fù)載換流和強(qiáng)迫(脈沖)換流。

3、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為逆變器與逆變器兩大類。

4、有一晶閘管的型號(hào)為KK200-9,請(qǐng)說明KK快速品1M管；200表示表示200A,9表示900V.

5、單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是脈沖；主要用于驅(qū)動(dòng)小功率的晶閘管:鋸齒波同步觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖為強(qiáng)觸發(fā)脈沖脈

沖；可以觸發(fā)」功率的晶閘管。

1、普通品閘管的圖形符專,三個(gè)電極分別是陽極A,陰極K和門極G晶閘管的導(dǎo)通條件是陽極加正電壓，陰極

接負(fù)電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時(shí)晶閘管導(dǎo)通；關(guān)斷條件是當(dāng)品剛管陽極電流小于維持電流IH時(shí)，導(dǎo)通的品閘管關(guān)

斷。

2、可關(guān)斷晶閘管的圖形符號(hào)是一：電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的圖形符^土jJ斗'q?

絕緣柵雙極晶體管的圖形符號(hào)是;電力晶體管的圖形符號(hào)是_式"月h》

GTOIBSFETIGBT

3、單相交流調(diào)壓在電阻件負(fù)載電路的移相范圍在0°—180°變化,在阻感性負(fù)載時(shí)移相范圍在二變化。

4、變流電路的換流方式有器件換流、電網(wǎng)換流、負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流等四種。

5、提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有減小觸發(fā)角、增加整流相數(shù)、采用多組變流裝置中聯(lián)供電、設(shè)置補(bǔ)償電容.

7、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護(hù)有快速熔斷器；電路串電抗器；過流時(shí)快速移相；和直流快速開關(guān)等幾種。

8、晶閘管的換相重疊角與電路的_＞發(fā)生旦、變壓器漏抗外、平均電流h、電源和電壓〔：等參數(shù)有關(guān)。

2、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為一三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓

為在U?0（電源相電壓為力）

3、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對(duì)晶閘管觸發(fā)方法有兩種，?是用大于60°小于120°的寬脈沖觸發(fā):二是用脈沖前沿相

勞60。的雙窄脈沖觸發(fā)。

4、在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可達(dá)一次一度；實(shí)際移相才能達(dá)一（T-1800度。

6、軟開關(guān)電路種類很多，大致可分成零電壓電路、零電流電路兩大類。

8、逆變器環(huán)流指的是只流經(jīng)兩組反并聯(lián)的逆變橋、而不流經(jīng)負(fù)我的電流,環(huán)流可在電路中加采用小聯(lián)電抗端來限制。

10、絕緣柵雙極型晶體管是以電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極為柵極作為柵極,以以電力晶體管集電極和發(fā)射極作為發(fā)射極與集電極復(fù)合而

成。

1、晶閘管的圖形符號(hào)是,三個(gè)電極分別是」11板上、陰極K、和門極G,雙向晶閘管的圖形符號(hào)是,它的三個(gè)極

分是一第一陽極T1、第：陽極T2、和門極Go

4、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為筮制角，用。表示。

5、同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波底寬可達(dá)-240"度:正弦波觸發(fā)電路的理想移相范圍可達(dá)期二度，實(shí)際移相范圍只有150”。

6、一般操作過電壓都是瞬時(shí)引起的尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護(hù)方法是再容保也而對(duì)于能量較大的過電壓，還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù)，

II前常用的方法有壓敏電阻和硒堆。

7、交流零觸發(fā)開關(guān)電路就是利用過各觸發(fā)方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。

四、問答分析題

1、在晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？

答：（1）R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，

動(dòng)態(tài)均壓作用。

（2）R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會(huì)產(chǎn)生振

蕩過電壓，減小品閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、

3、由卜面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形。

U①.

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)的電壓波形（b9（P）.

1、實(shí)現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個(gè)必不可少的條件？

答：（1）百流側(cè)必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E,其數(shù)值要稍大于逆變器輸出平均電壓Ud,才能提供逆變能量。

（2）逆變器必需工作在B<90°（a>90°）區(qū)域，使Ud<0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。

2、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項(xiàng)基本要求？

答：（1）觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率。

（2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通。

（3）觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。

2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪兒種？簡(jiǎn)述異步調(diào)制與同步調(diào)制各有哪些優(yōu)點(diǎn)？

答：（1）PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計(jì)算法：二是調(diào)制法。其中調(diào)制法又可分為兩種，一是異步調(diào)制法；二是同步調(diào)制法。

（2）通常異步調(diào)制法是保持載波頻率不變,信號(hào)頻率根據(jù)需要而改變時(shí)，載波比是變化的。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)頻率較低時(shí)載波比較大,一

周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，輸出較接近正弦波。

（3）同步調(diào)制時(shí)，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步變化。優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)波一周內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈

沖相位也是固定的，對(duì)稱性好。

3、什么是逆變失??？逆變失敗后有什么后果？形成的原因是什么

答：（1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀

態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。

（2）逆變失敗后果是嚴(yán)重的，會(huì)在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。

（3）產(chǎn)生逆變失敗的原因：一是逆變角太??；二是出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。

2、根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值進(jìn)行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡(jiǎn)述其控制原理。

答：（1）第一種調(diào)制方式為：保持開關(guān)周期不變，改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間3稱為脈寬調(diào)制。簡(jiǎn)稱“PWM”調(diào)制。

（2）第二種調(diào)制方式為：保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間J不變,改變開關(guān)周期,稱為頻率調(diào)制。簡(jiǎn)稱為“PFM”調(diào)制。

（3）第三種調(diào)制方式為：同時(shí)改變周期T與導(dǎo)通時(shí)間使占空比改變，稱為混合調(diào)制。

3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？

答：電壓型逆變器當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)，需要向電源反饋無功功率。在流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向百流

側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開關(guān)器件都反并聯(lián)了反饋二極管。

1、對(duì)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(zhǔn)確無誤地工作要求觸發(fā)電路送出的觸發(fā)信號(hào)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；要能滿足上電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與品閘管的陽極電壓取得同步?。

2、正確使用晶閘管應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)？

答：由于品閘管的過電流、過電壓承受能力比?般電機(jī)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(hù)措施外，

在選擇晶閘管額定電壓、電流時(shí)還應(yīng)留有足夠的安全余量。另外，使用中的品閘管時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行

維護(hù)，如清除灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)?。?yán)禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣情況。

3、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!J主電路在電氣上隔離，

既安全又可防止干擾，而且還可以通過脈沖變壓器多個(gè)二次繞組進(jìn)行脈沖分配，達(dá)到同時(shí)觸發(fā)多個(gè)晶閘管的目地。

6、晶閘管的過電流保護(hù)常用哪兒種保護(hù)方式？其中哪一種保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用？

答：晶閘管的過電流保護(hù)常用快速熔斷器保護(hù)；過電流繼電器保護(hù)；限流與脈沖移相保護(hù)和直流快速開關(guān)過電流保護(hù)等措施進(jìn)行。其

中快速熔斷器過電流保護(hù)通常是用來作為“最后一道保護(hù)”用的。

五、計(jì)算題

1、指出下圖中①?⑦各保護(hù)元件及VD、Ld的名稱和作用。

①星形接法的硒堆過電壓保護(hù)：

②三角形接法的阻容過電壓保護(hù)；

③橋臂上的快速熠斷器過電流保護(hù)：

④晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護(hù)；

⑤橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù)；

⑥直流側(cè)的壓敏電阻過電壓保護(hù)：

⑦直流回路上過電流快速開關(guān)保護(hù)；

VD是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管；

［是電動(dòng)機(jī)回路的平波電抗器：

2、在下面兩圖中，一個(gè)工作在整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，另一個(gè)工作在逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài)。

⑴、標(biāo)出Ud、ED及id的方向。

（2）、說明E與沈的大小關(guān)系。

當(dāng)a與B的最小值均為30度時(shí)，控制角a的移向范圍為多少？整流一電動(dòng)機(jī)狀態(tài)

(3)、

2、解:

整流電動(dòng)機(jī)狀態(tài):

電流方向從上到下，電壓方向上正下負(fù)，反電勢(shì)E方向上正下負(fù)，Ud大于E,控制角的移相范圍0°~90°。

逆變發(fā)電機(jī)狀態(tài):

電流方向從上到下，電位Ud方向上.負(fù)下正，發(fā)電機(jī)電勢(shì)E方向上負(fù)下正，Ud小于E,控制角的移相范圍90°~150°

負(fù)載中R=2Q,L值極大,當(dāng)a=30。時(shí),要求:

（2）求整流輸出平均電壓a,、平均電流/〃，變壓器二次電流有效值4；

解：（1）作圖。

~0\2P?

L曷

(2)Ud=0.9472cosa

當(dāng)a=30時(shí),

鞏=0.9(72cosa=0.9xl00xcos30°?78V

“AA

12=Id=39A

4,在圖1所示的降壓斬波電路中，已知E=200V,R=10C,L值極大，EM=30Vo(1)分析斬波電路的工作原理；(2)采用脈寬調(diào)制

控制方式，當(dāng)丁=50約，L=20小時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U“、輸出電流平均值U,,。

解：(1)參考書上簡(jiǎn)要說明。

(2)根據(jù)公式得

U?=—^—xE=^tx￡=—x200=80V

T50

=80-30=5,4

R10

三、填空(每空1分，共30分)

1、請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出卜.面元件的簡(jiǎn)稱：電力晶體管GTR:可關(guān)斷晶閘管GT0:功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET:絕緣

柵雙極型晶體管IGBT；IGBT是一M0管ET

和GTR的，合管。

2、晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是要仃足夠的驅(qū)動(dòng)功率、觸發(fā)脈沖