電力電子題庫含答案

.一型號(hào)為KP10-7的晶閘管，Utn=700V It(av產(chǎn)10A 。1.中間直流側(cè)接有大電容濾波的逆變器是電壓型逆變器,交流側(cè) 輸出電壓波形為矩形波。.品閘管串聯(lián)時(shí)，給每只管子并聯(lián)相同阻值的電阻 R是均壓.措施。.在SPWM的調(diào)制中，載波比是載波頻率和調(diào)制波頻率的比值。.考慮變壓器漏抗的可控整流電路中，在換相過程期間，兩個(gè)相鄰的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的電角度稱為 換相重疊角。.功率晶體管GTR從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現(xiàn)象稱為 二次擊穿。.三相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角a的最大移相圍是 150°。.三相全控橋電路有6只晶閘管，應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖才能保證電路工作正常。電壓連續(xù)時(shí)每個(gè)管導(dǎo)通 120度,每間隔60度有一只晶閘管換流。接在同一橋臂上兩個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖之間的相位差為°。.型號(hào)為KP100-8的晶閘管其額定參數(shù)為：額定電壓800v額定電流100A。.考慮變壓器漏抗的可控整流電路中，在換相過程期間，兩個(gè)相鄰的品閘管同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的電角度稱為 換相重疊角.抑制過電壓的方法之一是用電容吸收可能產(chǎn)牛過電壓的能量,并用電阻將其消耗。而為抑制器件的du/dt和di/dt,減小器件的開關(guān)損耗，可采用接入緩沖電路的辦法。.在交-直-交變頻電路中，中間直流環(huán)節(jié)用大電容濾波,則稱之為電壓型逆變器，若用大電感濾波、則為電流型逆變器。.鋸齒波觸發(fā)電路由脈沖形成環(huán)節(jié)、鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié) 、同步環(huán)節(jié)、雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)構(gòu)成。.若輸入相電壓為U2,單相橋式電路的脈沖間隔=,晶閘管最大導(dǎo)通max,晶閘管承受的最大電壓Udm= 0.9U2 ,整流電壓脈動(dòng)次數(shù)m=；三相半波電路的脈沖間隔= 120 ,晶閘管最大導(dǎo)通max_150，晶閘管承受的最大電壓Udm=O17U2 ，整流電壓脈動(dòng)次數(shù)m=;.GTO、GTR、MOSFET、IGBT分別表示：可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管.在三相半波可控整流電路中，電感性負(fù)載，當(dāng)控制角 大于30。時(shí)，輸出電壓波形出現(xiàn)負(fù)值，因而常加續(xù)流二級(jí)管。.三相電壓型逆變電路基本電路的工作方式是導(dǎo)電方式，設(shè)輸入電壓為Ud,輸出的交流電壓波形為 矩形,線電壓寬度為其幅值為Ud；相電壓寬度為120°,幅值為2/3Ud。二、判斷題TOC\o"1-5"\h\z.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）.對(duì)于門極關(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，而當(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。 （，）.在規(guī)定條件下，不論流過晶閘管的電流波形如何，也不論管的導(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。 （V）.單相半波可控整流電路，無論其所帶負(fù)載是感性還是純阻性的，晶閘管的導(dǎo)通角與觸發(fā)延遲角之和一定等于180°o （X）.三相半波可控整流電路的最大移相圍是0°?。。 （X）.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。 （，）.斬波器的定頻調(diào)寬工作方式，是指保持?jǐn)夭ㄆ魍〝囝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。 （，）.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。 （，）.在單極性的SPWM調(diào)制方式中，參考信號(hào)為單極性信號(hào)而載波信號(hào)為雙極性三角波。 （X）.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）二、選擇.品閘管串聯(lián)時(shí)，給每只管子并聯(lián)相同阻值的電阻 R是（A）措施。A.均壓 B.均流 C.分壓D.分流.把直流電能變換為所需頻率的交流電的裝置稱為（ B）。A.整流器B.逆變器 C.調(diào)功器D.斬波器.若增大SPWM逆變器的輸出電壓基波頻率，可采用的控制方法是（C）A.增大三角波幅度 B.增大三角波頻率C.增大正弦調(diào)制波頻率 D.增大正弦調(diào)制波幅度.雙向晶閘管的額定電流值通常以（C）來定義。A.最大值 B.平均值 C.有效值D,任意值.三相橋式可控整流電感性負(fù)載電路中不接續(xù)流二極管， 控制角a的最大移相圍是（A）A.900 B.1200 C.1500D.°.晶閘管并聯(lián)時(shí)應(yīng)注意： （B）A.均壓 B.均流C.分壓D.分流7.在我們所學(xué)的三相變流電路中，其中可實(shí)現(xiàn)有源逆變的有（ A、C）,不可實(shí)現(xiàn)有源逆變的有（B、D）A. 三相半波整流電路 B.三相半波帶續(xù)流二極管C.三相全控橋電路 D.三相半控橋電路8.功率晶體管GTR從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現(xiàn)象稱為（B）A.一次擊穿B.二次擊穿 C.臨界飽和 D.反向截止9.180度導(dǎo)電型三相逆變器中，任意時(shí)刻有（B）個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。A.2 B.3 C.1 D.410.三相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角a的最大移相圍是 （C）A.900 B.1200 C.1500三、簡(jiǎn)答：1、典型全控型電力電子器件有哪些，它們?nèi)绾畏诸悾侩娏黩?qū)動(dòng)：門極可關(guān)斷晶閘管GTO、電力晶體管GTR。電壓驅(qū)動(dòng)：電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET、絕緣柵雙極晶體管IGBT。2、單相交-交變頻電路中，如何時(shí)輸出電壓波形接近正弦波？為使uo波形接近正弦波，可按正弦規(guī)律對(duì) 角進(jìn)行調(diào)制。在半個(gè)周期讓P組角按正弦規(guī)律從900減至心或某個(gè)值，再增加到90°,每個(gè)控制間隔的平均輸出電壓就按正弦規(guī)律從零增至最高， 再減到零；另外半個(gè)周期可對(duì)N組進(jìn)行同樣的控制。uo由若干段電源電壓拼接而成，在uo的一個(gè)周期，包含的電源電壓段數(shù)越多，其波形就越接近正弦波。3、品閘管串聯(lián)及并聯(lián)分別要注意什么？為什么？品閘管的申聯(lián)：當(dāng)品閘管的額定電壓小于實(shí)際要求時(shí)，可以用兩個(gè)以上同型號(hào)器件相串聯(lián)。1）靜態(tài)不均壓?jiǎn)栴}為達(dá)到靜態(tài)均壓，首先應(yīng)選用參數(shù)和特性盡量一致的器件，此外可以采用電阻均壓。2）動(dòng)態(tài)不均壓?jiǎn)栴}為達(dá)到動(dòng)態(tài)均壓，同樣首先應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件，另外還可以用RC并聯(lián)支路作動(dòng)態(tài)均壓；對(duì)于晶閘管來講，采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開通時(shí)間上的差異。品閘管的并聯(lián)：大功率晶閘管裝置中，常用多個(gè)器件并聯(lián)來承擔(dān)較大的電流。1）品閘管并聯(lián)就會(huì)分別因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的差異而存在電流分配不均勻的問題。2）均流的首要措施是挑選特性參數(shù)盡量一致的器件， 此外還可以采用均流電抗器；同樣，用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流。3）當(dāng)需要同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)品閘管時(shí)，通常采用先用后并的方法聯(lián)接。4、三相全控橋可控整流電路中，若采用單脈沖觸發(fā)，其脈沖寬度至少多少度，為什么？60°在整流電路合閘過程中，或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有脈沖，每只晶閘管順序?qū)ㄏ辔灰来尾?60度，

5、什么叫有源逆變？有源逆變的條件是什么?答：當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為有源逆變電路。有源逆變的兩個(gè)條件是1有通流方向極性的直流電源和儲(chǔ)能元件（足夠大的電感）2控制角大于90度使Ud大于E（反電動(dòng)勢(shì)）6、SPWM逆變器的輸出電壓基波頻率及電壓幅值分別由什么決定？作圖說明如何用自然采樣法產(chǎn)生SPWM信號(hào)周期、占空比t周期、占空比t脈沖范度為：tptonLTL[1M（sintisint2）]2 2將基準(zhǔn)正弦波與一個(gè)載波三角波相比較，由兩者的交點(diǎn)決定出逆變器開關(guān)模式的方法。 M值越大，則輸出電壓也越高。 為正弦波角頻率， 改變，則PWM脈沖列基波頻率也隨之改變。ti、t2為正弦波與三角波兩個(gè)相鄰交點(diǎn)的時(shí)刻。7、斬波電路三種控制方式分別是什么?1）脈沖寬度調(diào)制（PWM）:T不變，改變ton2）頻率調(diào)制：ton不變，改變To3）混合型：ton和T都可調(diào)，改變占空比8、測(cè)得三相半波整流電路帶感性負(fù)載，并接有續(xù)流管電路的輸出端電壓波形如下圖，試判斷控制角大小，分析說明其正確與衿,原因：脈沖丟失；控制角突然增大到1800下圖，試判斷控制角大小，分析說明其正確與衿,原因：脈沖丟失；控制角突然增大到1800突然切斷觸發(fā)電路9、晶閘管觸發(fā)電路的基本要什么？答：觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證品閘管可靠導(dǎo)通；觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度；所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率額定值且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域；應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定。10、電力電子器件工作時(shí)產(chǎn)生過電壓的原因及防止措施有哪些？答：產(chǎn)生原因：1、由分閘、合閘產(chǎn)生的操作過電壓；2、雷擊引起的雷擊過電壓；3、晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的續(xù)流二極管換相過程中產(chǎn)生的換相電壓。措施：壓敏電阻，交流側(cè)RC抑制電路，直流側(cè)RC控制電路，直流側(cè)RC抑制電路，變壓器屏蔽層，避雷器，器件關(guān)斷過電壓RC抑制電路。11、什么是同步調(diào)制、什么是異步調(diào)制，各有什么特點(diǎn)？載波信號(hào)頻率不變的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。載波比N是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：（1）不對(duì)稱。（2）當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比較大，PWM波形接近正弦波。信號(hào)頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期的脈沖數(shù)減少,PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出PWM波和正弦波的差異變大。載波比N等于常數(shù)，稱為同步調(diào)制。同步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：脈沖數(shù)固定的，脈沖相位也是固定的。輸出頻率很低時(shí)，載波頻率也很低。諧波不易濾除。12、試分析BUCK斬波電路的工作原理，并繪制輸出電壓、電感電壓及電流波L1形。VD當(dāng)V處于通態(tài)時(shí)，電源Ui向負(fù)載供電，Ud=Uio當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓Ud近似為零，至一個(gè)周期T結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過程。負(fù)載電壓的平均值為：ton tonUo UiUiaUitontoff T式中ton為V處于通態(tài)的時(shí)間，toff為V處于斷態(tài)的時(shí)間，T為開關(guān)周期，”為導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱占空比或?qū)ū龋☉魌on/T）。由此可知，輸出到負(fù)載的電壓平均值 Uo最大為Ui,若減小占空比a,則UO隨之減小，由于輸出電壓低于輸入電壓，故稱該電路為降壓斬波電路。13、什么是逆變失敗？逆變失敗產(chǎn)生的原因有哪些？逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源就會(huì)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(dòng)勢(shì)變成順向串聯(lián)，由于逆變電路的阻很小，形成很大的短路電流，這種情況稱為逆變失敗，或稱為逆變顛覆。逆變失敗的原因：.電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各品閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使品閘管不能正常換相；.管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。.電源缺相或突然消失。.的裕量角不足，引起換相失敗三、波形作圖題1、單相交流調(diào)壓電路電感性負(fù)載，試畫出a<里或a>￥時(shí)的Ud、id波形0 牛 Ud季(pLd U2~ 口Rid2、畫出當(dāng)a=300、600時(shí)，三相半波、全控橋整流電路分別帶阻性、感性負(fù)載的Ud、M波形。Word資料3、單相橋式逆變電路帶RL負(fù)載時(shí)，根據(jù)控制信號(hào)作出輸出電壓、電流的波形，并簡(jiǎn)要分析各個(gè)區(qū)間各器件的工作狀態(tài)工作時(shí)V1和V2通斷互補(bǔ)，V3和V4通斷也互補(bǔ)。以u(píng)o正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替通斷。負(fù)載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負(fù)。負(fù)載電流為正的區(qū)間，V1和V4導(dǎo)通時(shí)，uo等于Ud。V4關(guān)斷時(shí)，負(fù)載電流通過V1和VD3續(xù)流，uo=0負(fù)載電流為負(fù)的區(qū)間，V1和V4仍導(dǎo)通，io為負(fù)，實(shí)際上io從VD1和VD4流過，仍有uo=Ud。V4關(guān)斷V3開通后，io從V3和VD1續(xù)流，uo=0。uo總可得到Ud和零兩種電平。4、單相橋式逆變電路單極性或雙極性控制方式波形繪制及控制規(guī)律分析把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N個(gè)彼此相連的脈沖序列所組成的波形。如果把這些脈沖序列用相同數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就可得到下圖所示的脈沖序列，這就是PWM波形。這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PWM波形，也稱為SPWM波形。圖圖（一）：?jiǎn)螛O性PWM控制方式波形

圖（二）：雙極性PWM控制方式波形5、三相半波有源逆變電路，a=300、600時(shí)，ud、M波形四、計(jì)算題1、三相半波或（全控橋）可控整流電路，電阻性負(fù)載（或電感負(fù)載）。已知輸入電壓U2=220V,大電感阻為10Q試求（1）當(dāng)a=30°（或60°