電力電子技術(shù)期末考試試題及答案

電電 力力 電電 子子 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 姓名 楊少航姓名 楊少航 電力電子技術(shù)試題電力電子技術(shù)試題 第第 1 1 章章 電力電子器件電力電子器件 1 電力電子器件一般工作在 開(kāi)關(guān) 狀態(tài) 2 在通常情況下 電力電子器件功率損耗主要為 通態(tài)損耗 而當(dāng)器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí) 功 率損耗主要為 開(kāi)關(guān)損耗 3 電力電子器件組成的系統(tǒng) 一般由 控制電路 驅(qū)動(dòng)電路 主電路 三部分組成 由于 電路中存在電壓和電流的過(guò)沖 往往需添加 保護(hù)電路 4 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)合型器件 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 承受反相電壓截止 6 電力二極管的主要類型有 普通二極管 快恢復(fù)二極管 肖特基二極管 7 肖特基二極管的開(kāi)關(guān)損耗 小于 快恢復(fù)二極管的開(kāi)關(guān)損耗 8 晶閘管的基本工作特性可概括為 正向電壓門極有觸發(fā)則導(dǎo)通 反向電壓則截止 9 對(duì)同一晶閘管 維持電流 IH 與擎住電流 IL 在數(shù)值大小上有 IL 大于 IH 10 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 UDSM 大于 Ubo 11 逆導(dǎo)晶閘管是將 二極管 與晶閘管 反并聯(lián) 如何連接 在同一管芯上的功率集成器件 12 GTO 的 多元集成 結(jié)構(gòu)是為了便于實(shí)現(xiàn)門極控制關(guān)斷而設(shè)計(jì)的 13 MOSFET 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)的輸出特性中的三個(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 截止區(qū) 前者的飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的 放大區(qū) 前者的 非飽和區(qū)對(duì)應(yīng)后者的 飽和區(qū) 14 電力 MOSFET 的通態(tài)電阻具有 正 溫度系數(shù) 15 IGBT 的開(kāi)啟電壓 UGE th 隨溫度升高而 略有下降 開(kāi)關(guān)速度 小于 電力 MOSFET 16 按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子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 電流驅(qū)動(dòng)型 兩類 17 IGBT 的通態(tài)壓降在 1 2 或 1 3 額定電流以下區(qū)段具有 負(fù) 溫度系數(shù) 在 1 2 或 1 3 額定 電流以上區(qū)段具有 正 溫度系數(shù) 18 在如下器件 電力二極管 Power Diode 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 屬于不 可控器件的是 電力二極管 屬于半控型器件的是 晶閘管 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 電力二極管 晶閘管 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 晶閘管 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 屬于電流驅(qū)動(dòng)的是 晶閘管 GTO GTR 第第 2 2 章章 整流電路整流電路 1 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 的最大移相范圍是 0 180O 2 阻感負(fù)載的特點(diǎn)是 流過(guò)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 的最大移相范圍是 0 180O 其承受的最大正反向電壓均為 續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為 設(shè) U2為相電壓有效值 2 2U 2 2U 3 單相橋式全控整流電路中 帶純電阻負(fù)載時(shí) 角移相范圍為 0 180O 單個(gè)晶閘管 所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和 帶阻感負(fù)載時(shí) 角移相范圍為 2 22U 2 2U 0 90O 單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù) 2 2U 2 2U 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)一個(gè) 平波電抗器 4 單相全控橋反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中 當(dāng)控制角 大于不導(dǎo)電角 時(shí) 晶閘管的導(dǎo)通角 當(dāng)控制角 小于不導(dǎo)電角 時(shí) 晶閘管的導(dǎo)通角 2 5 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 2 2U 晶閘管控制角 的最大移相范圍是 0 150o 使負(fù)載電流連續(xù)的條件為 U2 為相電壓有 o 30 效值 6 三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差 120o 當(dāng)它帶 阻感負(fù)載時(shí) 的移相范圍為 0 90o 7 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 最高 的相電壓 而共陽(yáng)極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對(duì)應(yīng)的是 最低 的相電壓 這種電路 角的移相 范圍是 0 120o ud波形連續(xù)的條件是 o 60 8 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 下降 9 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 隨負(fù)載加重 2 2U Ud 逐漸趨近于 0 9 U2 通常設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)取 RC 1 5 2 5 T 此時(shí)輸出電壓為 Ud 1 2 U2 U2為相電壓有效值 T 為交流電源的周期 10 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 電路中的二極管承受的最大反向電壓為 U2 3 RC 6 11 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) 從 0 90 變化時(shí) 整流輸出的電壓 ud 的諧波幅值隨 的增大而 增大 當(dāng) 從 90 180 變化時(shí) 整流輸出 的電壓 ud 的諧波幅值隨 的增大而 減小 12 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 有源逆變 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 90O 使輸出平均電壓 Ud為負(fù)值 14 晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作于整流狀態(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 行的直線 當(dāng)電流斷續(xù)時(shí) 電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將 抬高 隨 的增加 進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流 加大 15 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 電動(dòng) 運(yùn)行 電動(dòng)機(jī) 正 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 發(fā) 電 運(yùn)行 電動(dòng)機(jī) 反轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 正 組橋工作在逆變狀態(tài) 16 大 中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是 晶體管 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 脈沖的形成與放大 鋸齒波的形成與脈沖移相 和 同步環(huán)節(jié) 第第 3 3 章章 直流斬波電路直流斬波電路 1 直流斬波電路完成得是直流到 直流 的變換 2 直流斬波電路中最基本的兩種電路是 降壓斬波電路 和 升壓斬波電路 3 斬波電路有三種控制方式 脈沖寬度調(diào)制 PWM 頻率調(diào)制 和 ton 和T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 直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 和 單相功率因數(shù)校正 等 5 升降壓斬波電路呈現(xiàn)升壓狀態(tài)的條件為 15 0為導(dǎo)通比 6 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 Zeta 斬波電路 7 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 斬波 電路 的電源電流和負(fù)載電流均連續(xù) Zeta 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 正 極性的 8 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 1 象限 升壓 斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第 2 象限 電流可逆斬波電路能使電動(dòng)機(jī)工作于第 1 和第 2 象 限 9 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 10 復(fù)合斬波電路中 電流可逆斬波電路可看作一個(gè) 升壓 斬波電路和一個(gè) 降壓 斬波電 路的組合 多相多重?cái)夭娐分?3 相 3 重?cái)夭娐废喈?dāng)于 3 個(gè) 基本 斬波電路并聯(lián) 第第 4 4 章章 交流交流 交流電力變換電路交流電力變換電路 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 交直交變頻 電路兩種形 式 前者又稱為 直接變頻電路 后者也稱為 間接變頻電路 2 單相調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載 其導(dǎo)通控制角 的移相范圍為 0 180O 隨 的增大 Uo 降 低 功率因數(shù) 降低 3 單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載 當(dāng)控制角 arctan L 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(zhǎng) 4 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 支路控制三角形 聯(lián)結(jié)方式 TCR 的控制角 的移相范圍為 90O 180O 線電流中所含諧波的次數(shù)為 6k 1 5 晶閘管投切電容器 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)和電容器預(yù) 先充電電壓相等 6 把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路稱為 交交變頻電路 7 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) 輸出電流方向和輸出電壓方向是否相同 決定的 8 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 20Hz 9 三相交交變頻電路主要有兩種接線方式 即 公共交流母線進(jìn)線方式 和 輸出星形聯(lián)結(jié)方 式 其中主要用于中等容量的交流調(diào)速系統(tǒng)是 公共交流母線進(jìn)線方式 10 矩陣式變頻電路是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新穎的變頻電路 它采用的開(kāi)關(guān)器件是 全控 器件 控制方式是 斬控方式 1 請(qǐng)?jiān)诳崭駜?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 IGBT IGBT 是 MOSFET 和 GTR 的復(fù)合管 2 晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高 和 觸 發(fā)脈沖要與晶閘管陽(yáng)極電壓同步 3 多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮 均流 的問(wèn)題 解決的方法是 串專用均流電抗器 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 方波 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 100A 安 6 180 導(dǎo)電型三相橋式逆變電路 晶閘管換相是在 同一橋臂 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 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) 增加 正反向漏電流會(huì) 下降 當(dāng) 溫度升高時(shí) 晶閘管的觸發(fā)電流會(huì) 下降 正反向漏電流會(huì) 增加 8 在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中 環(huán)流指的是只流經(jīng) 兩組變流器之間 而不流經(jīng) 負(fù)載 的電 流 環(huán)流可在電路中加 電抗器 來(lái)限制 為了減小環(huán)流一般采用控制角 的工 作方式 9 常用的過(guò)電流保護(hù)措施有 快速熔斷器 串進(jìn)線電抗器 接入直流快速開(kāi)關(guān) 控制快速移相使輸出電壓下降 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(lái)分 可分為 電壓型 型逆變器和 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 換流 每只 晶閘管導(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 異橋元 件之間元件之間 換流 每只晶閘管導(dǎo)電的角度是 120 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(lái)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)載 換流和 強(qiáng)迫 換流 13 按逆變后能量饋送去向不同來(lái)分類 電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為 有源 逆變器與 無(wú) 源 逆變器兩大類 14 有一晶閘管的型號(hào)為 KK200 9 請(qǐng)說(shuō)明 KK 快速晶閘管 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) 大 功 率的晶閘管 17 為了減小變流電路的開(kāi) 關(guān)損耗 通常讓元件工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài) 軟開(kāi)關(guān)電路種類很多 但歸納起來(lái)可分為 零電流開(kāi)關(guān) 與 零電壓開(kāi)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 等頻調(diào)寬控制 等寬調(diào)頻控 制 脈寬與頻率同時(shí)控制 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 ITn等于 1 57 倍 IT AV 如果 IT 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 1 5 2 倍的裕量 20 通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有 器件換流 電網(wǎng)換流 負(fù)載換流 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 負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是 0 22 在電力晶閘管電路中 常用的過(guò)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(kāi)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(yáng)極 電流 25 普通晶閘管的圖形符號(hào)是 三個(gè)電極分別是 陽(yáng)極 A 陰極 K 和門極 G 晶閘管的導(dǎo)通條件是陽(yáng)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(yáng)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 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 在電力晶閘管電路中 常用的過(guò)電流保護(hù)有 快速熔斷器 電路串電抗器 過(guò)流時(shí)快速 移相 直流快速開(kāi)關(guān) 等幾種 29 晶閘管的換相重疊角與電路的 觸發(fā)角 變壓器漏抗 XB 平均電流 Id 電源相電壓 U2 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 三相半波可控整流電路 2 2U 中 晶閘管承受的最大反向電壓為 電源相電壓為 U2 2 6U 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)方法有兩種 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 相反 因此變壓器的鐵心不會(huì)被 磁化 36 三相橋式全控整流電路是由一組共 陰 極三只晶閘管和一組共 陽(yáng) 極的三只晶 閘管串聯(lián)后構(gòu)成的 晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的 每隔 60 度 換一次相 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 兩 只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通 一個(gè)是共 陰 極的 另一個(gè)是共 陽(yáng) 極的元件 且要求 不是 不在同一橋臂上 的兩個(gè)元件 37 從晶閘管開(kāi)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 用 表示 38 一般操作引起的過(guò)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(guò)電壓 還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù) 目前常用的方法有 壓敏電阻和 硒堆 39 交流零觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路就是利用 過(guò)零觸發(fā) 方式來(lái)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 雙向晶閘管 管 它的額定電壓為 800V 伏 額 定電流為 100A 安 41 實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為 要有一個(gè)直流逆變電源 它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通方向一致 其幅極應(yīng)稍大于逆變橋直流側(cè)輸出的平均電壓 逆變橋必須工作在 90 區(qū)間 使輸出電壓極性與整流時(shí)相反 才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網(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 有源逆變指的是把直流 能量轉(zhuǎn)變成 交流 能量后送給 電網(wǎng)的 裝置 44 給晶閘管陽(yáng)極加上一定的 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)載 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)單相橋式半控 整流橋 與 三相橋式半控整流橋 電路會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象 46 三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(shuō)明 三相橋 式全控整流橋 電路的紋波系數(shù)比 三相半波可控流電路 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 沖丟失或未按時(shí)到達(dá) 等幾種 48 晶閘管在觸發(fā)開(kāi)通過(guò)程中 當(dāng)陽(yáng)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 90 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 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 0 150 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 0 150 51 鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由 同步環(huán)節(jié) 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(wèn)答分析題電力電子技術(shù)問(wèn)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 吸收晶閘管瞬間過(guò)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(guò)電壓 減小晶閘管的開(kāi)通電流上升率 降低開(kāi)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 90 區(qū)域 使 Ud 0 才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓?電網(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(yáng)極電流能迅速上 升超過(guò)掣住電流而維持導(dǎo)通 C 觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步 脈沖移相范圍必須滿足電路要求 4 單相橋式半控整流電路 電阻性負(fù)載 當(dāng)控制角 90 時(shí) 畫出 負(fù)載電壓 ud 晶閘管 VT1 電壓 uVT1 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 敗 逆變 失敗后有 什么后果 形成的原因是什么 逆變失敗指的是 逆變過(guò)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 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(kāi)關(guān)器件 產(chǎn)生逆變失敗的原因 一 是逆變角太小 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 8 指出下圖中 各保護(hù)元件及 VD Ld 的名稱和作用 星形接法的硒堆過(guò)電壓保護(hù) 三角形接法的阻容過(guò)電壓保護(hù) 橋臂上的快速熔斷器過(guò)電流保護(hù) 晶閘管的并聯(lián)阻容過(guò)電壓保護(hù) 橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù) 直流側(cè)的壓敏電阻過(guò)電壓保護(hù) 直流回路上過(guò)電流快速開(kāi)關(guān)保護(hù) VD 是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管 Ld是電動(dòng)機(jī)回路的平波電抗器 9 為使晶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)脈沖要有一定的寬度 且脈沖前沿要陡 D 觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)能滿足主電路的要求 10 下圖為一單相交流調(diào)壓電路 試分析當(dāng)開(kāi)關(guān) Q 置于位置 1 2 3 時(shí) 電路的工作情況并畫出開(kāi)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 1 雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào) 不能導(dǎo)通 負(fù)載上無(wú)電壓 Q 置于位置 2 正半周 雙向晶閘管 觸發(fā)方式導(dǎo)通 負(fù)半周 由于二極管 VD 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 觸發(fā)方式導(dǎo)通 負(fù)半周 雙向晶閘管 觸發(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 Ud ED及 id的方向 2 說(shuō)明 E 與 Ud的大小關(guān)系 3 當(dāng) 與 的最小值均為 30 度時(shí) 控制角 的移向范圍為多少 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 90 150 一 填空一 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 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 要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值 要高 和 觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽(yáng)極電壓同步 3 多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮 均流 的問(wèn)題 解決的方法是 串專用均流電抗器 4 在電流型逆變器中 輸出電壓波形為 正弦波 輸出電流波形為 方波 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 100A 6 180 導(dǎo)電型三相橋式逆變電路 晶閘管換相是在 同一橋臂 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 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) 增加 正反向漏電流會(huì) 下降 當(dāng)溫度升 高時(shí) 晶閘管的觸發(fā)電流會(huì) 下降 正反向漏電流會(huì) 增加 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(lái)分類 電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為 有源 逆變器與 無(wú)源 逆變器兩大類 4 有一晶閘管的型號(hào)為 KK200 9 請(qǐng)說(shuō)明 KK 快速晶閘管 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 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) 大 功率 的晶閘管 1 普通晶閘管的圖形符號(hào)是 三個(gè)電極分別是 陽(yáng)極 A 陰極 K 和 門極 G 晶閘管的導(dǎo)通條件是 陽(yáng)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(yáng)極電流小于維持電流 IH時(shí) 導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷 2 可關(guān)斷晶閘管的圖形符號(hào)是 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的圖形符號(hào)是 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 3 單相交流調(diào)壓在電阻性負(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 180 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 多組變流裝置串聯(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(guò)電流保護(hù)有 快速熔斷器 電路串電抗器 過(guò)流時(shí)快速移相 和 直流快速開(kāi)關(guān) 等幾種 8 晶閘管的換相重疊角與電路的 觸發(fā)角 變壓器漏抗 XB 平均電流 Id 電源相電壓 U2 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 22 U2 三相半波 可控整流電路中 晶閘管承受的最大反向電壓為 6 U2 電源相電壓為 U2 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 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) 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) 240 度 實(shí)際移相才能 達(dá) 0 180 度 6 軟開(kāi)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)載 的電流 環(huán) 流可在電路中加 采用串聯(lián)電抗器 來(lái)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 陽(yáng)極 A 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 第一陽(yáng)極 T1 第二陽(yáng) 極 T2 和 門極 G 4 從晶閘管開(kāi)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 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) 180 度 實(shí)際移相范圍只有 150 6 一般操作過(guò)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 阻容保護(hù) 而 對(duì)于能量較大的過(guò)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敏電阻 和 硒堆 7 交流零觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路就是利用 過(guò)零觸發(fā) 方式來(lái)控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的 四 問(wèn)答分析題四 問(wèn)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(guò)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(guò)電壓 減小晶閘管的開(kāi)通電流上升率 降低開(kāi)通損耗 3 由下面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形 答 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 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 2 逆變器必需工作在 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(yáng) 極電流能迅速上升超過(guò)掣住電流而維持導(dǎo)通 3 觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)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幾種 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 什么是逆變失敗 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(guò)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(kāi)關(guān)器件 3 產(chǎn)生逆變失敗的原因 一是逆變角太小 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(kāi)關(guān)周期不變 改變開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton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(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ton不變 改變開(kāi)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 ton 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(wú)功功率 直流 側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用 為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道 逆變橋各臂開(kāi)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(wú)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 要能滿足主電路移相范圍的要求 觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)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 由于晶閘管的過(guò)電流 過(guò)電壓承受能力比一般電機(jī)電器產(chǎn)品要小的多 使 用中除了要采取必要的過(guò)電流 過(guò)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 使用中的晶閘管時(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)?嚴(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)電路與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(guò)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(guò)電流保護(hù)常用哪幾種保護(hù)方式 其中哪一種保護(hù)通常是用來(lái)作為 最后一道保護(hù) 用 答 晶閘管的過(guò)電流保護(hù)常用快速熔斷器保護(hù) 過(guò)電流繼電器保護(hù) 限流與脈 沖移相保護(hù)和直流快速開(kāi)關(guān)過(guò)電流保護(hù)等措施進(jìn)行 其中快速熔斷器過(guò)電流保護(hù)通 常是用來(lái)作為 最后一道保護(hù) 用的 五 計(jì)算題五 計(jì)算題 1 指出下圖中 各保護(hù)元件及 VD Ld 的名稱和作用 解 星形接法的硒堆過(guò)電壓保護(hù) 三角形接法的阻容過(guò)電壓保護(hù) 橋臂上的快速熔斷器過(guò)電流保護(hù) 晶閘管的并聯(lián)阻容過(guò)電壓保護(hù) 橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護(hù) 直流側(cè)的壓敏電阻過(guò)電壓保護(hù) 直流回路上過(guò)電流快速開(kāi)關(guān)保護(hù) VD 是電感性負(fù)載的續(xù)流二極管 Ld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) 1 標(biāo)出 Ud ED及 id的方向 2 說(shuō)明 E 與 Ud的大小關(guān)系 3 當(dāng) 與 的最小值均為 30 度時(shí) 控制角 的移向范圍為多少 2 解 整流電動(dòng)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) 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 90 150 3 單相橋式全控整流電路 負(fù)載中 L 值極大 當(dāng)時(shí) VU100 2 2R 30 要求 1 作出 和的波形 d u d i 2 i 2 求整流輸出平均電壓 平均電流 變壓器二次電流有效值 d U d I 2 I 解 1 作圖 2 cos9 0 2 UUd 當(dāng)時(shí) 30 VUUd7830cos1009 0cos9 0 2 A R U I d d 39 2 78 AII d 39 2 4 在圖 1 所示的降壓斬波電路中 已知 L 值極大 VE200 10R 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)VEM30 時(shí) 計(jì)算輸出電壓平均值 輸出電流平均值 sT 50 ston 20 o U o U 解 1 參考書上簡(jiǎn)要說(shuō)明 2 根據(jù)公式得 VE T t E tt t U on offon on o 80200 50 20 A R EU I MO o 5 10 3080 三 填空三 填空 每空 每空 1 1 分分 共共 3030 分 分 1 請(qǐng)?jiān)诳崭駜?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 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 要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率 觸發(fā)脈沖前沿要陡幅 值要高 和 觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽(yáng)極電壓同步 3 多個(gè)晶閘管相并聯(lián)時(shí)必須考慮 均流 的問(wèn)題 解決的方法是 串專用均流電 抗器 4 在電流型逆變器中 輸出電壓波形為 正弦 輸出電流波形為 方波 5 型號(hào)為 KS100 8 的元件表示 雙向晶閘管 它的額定電壓為 800 伏 額定 有效電流為 100 安 6 180 導(dǎo)電型三相橋式逆變電路 晶閘管換相是在 同一橋臂 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 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) 增加 正反向漏電流會(huì) 下降 當(dāng) 溫度升高時(shí) 晶閘管的觸發(fā)電流會(huì) 下降 正反向漏電流會(huì) 增加 8 在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中 環(huán)流指的是只流經(jīng) 逆變電源 逆變橋 而不流經(jīng) 負(fù)載 的電流 環(huán)流可在電路中加 電抗器 來(lái)限制 為了減小 環(huán)流一般采用控制角 大于 的工作方式 9 常用的過(guò)電流保護(hù)措施有 快速熔斷器 串進(jìn)線電抗器 接入直流 快速開(kāi)關(guān) 控制快速移相使輸出電壓下降 寫出四種即可 10 雙向晶閘管的觸發(fā)方式有 四種 11 雙向晶閘管的觸發(fā)方式有 I 觸發(fā) 第一陽(yáng)極 T1 接 正 電壓 第二陽(yáng)極 T2接 負(fù) 電壓 門極 G 接 正 電壓 T2 接 負(fù) 電壓 I 觸發(fā) 第一陽(yáng)極 T1 接 正 電壓 第二陽(yáng)極 T2 接 負(fù) 電壓 門極 G 接 負(fù) 電壓 T2 接 正 電壓 觸發(fā) 第一陽(yáng)極 T1 接 負(fù) 電壓 第二陽(yáng)極 T2 接 正 電壓 門極 G 接 正 電壓 T2 接 負(fù) 壓 觸發(fā) 第一陽(yáng)極 T1 接 負(fù) 電壓 第二陽(yáng)極 T2 接 正 電壓 門極 G 接 負(fù) 電壓 T2 接 正 電壓 12 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 13 按逆變后能量饋送去向不同來(lái)分類 電力電子元件構(gòu)成的逆變器可分為 有源 逆變器與 無(wú)源 逆變器兩大類 14 有一晶閘管的型號(hào)為 KK200 9 請(qǐng)說(shuō)明 KK 快速晶閘管 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) 大 功率的 晶閘管 16 一個(gè)單相全控橋式整流電路 交流電壓有效值為 220V 流過(guò)晶閘管的電流有效 值為 15A 則這個(gè)電路中晶閘管的額定電壓可選為 晶閘 V220225 1倍 管的額定電流可選 為 A 57 1 15 25 1倍 17 為了減小變流電路的開(kāi) 關(guān)損耗 通常讓元件工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài) 軟開(kāi)關(guān)電路 種類很多 但歸納起來(lái)可分為零電壓電路與零電流電路兩大類 18 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速控制 通常的控制方式有恒壓頻控制 差頻率控制 量控制 接轉(zhuǎn)矩控制等四種 19 PWM 逆變電路的控制方法有計(jì)算法 調(diào)制法 跟蹤控制法 三種 其中調(diào)制法又可分為異步調(diào)控法 同步調(diào)控法兩種 20 通常變流電路實(shí)現(xiàn)換流的方式有 器件換流 電網(wǎng)換流 負(fù)載 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 負(fù)載是阻感 0 性時(shí)移相范圍是 22 在電力晶閘管電路中 常用的過(guò)電壓保護(hù)有 避雷器 阻容吸收 硒堆 壓敏電阻 和 整流式阻容吸收 等幾種 23 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 多組變流裝置串聯(lián)供電 設(shè)置補(bǔ)償電容 幾種 24 目前常用的具有自關(guān)斷能力的電力電子元件有 GTO GTR MOSFET IGB 幾種 25 普通晶閘管的圖形符號(hào)是 三個(gè)電極分別 是 陽(yáng)極 A 陰極 K 和 門極 G 晶閘管的導(dǎo)通條件是 陽(yáng)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(yáng)極電流小于維持電流 IH時(shí) 導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷 26 可關(guān)斷晶閘管的圖形符號(hào)是 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的圖形符號(hào)是 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 27 絕緣柵雙極型晶體管是以 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極 作為柵極 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 28 在電力晶閘管電路中 常用的過(guò)電流保護(hù)有 快速熔斷器 電路串電抗器 過(guò)流時(shí)快速移相 和 直流快速開(kāi)關(guān) 等幾種 29 晶閘管的換相重疊角與電路的 觸發(fā)角 變壓器漏抗 XB 平均電流 Id 電源相電壓 U2 等到參數(shù)有關(guān) 30 雙向晶閘管的圖形符號(hào)是 三個(gè)電極分別是 第一陽(yáng)極 T1 第 二陽(yáng)極 T2 和 門極 G 雙向晶閘管的的觸發(fā)方式有 I I III III 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 22 U2 三相 半波可控整流電路中 晶閘管承受的最大反向電壓為 6 U2 電源相電壓 為 U2 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)方法有兩種 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) 33 在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中 鋸齒波底寬可達(dá) 240 度 實(shí)際移相 才能達(dá) 0 180 度 34 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí) 對(duì)定子頻率的控制方式 恒壓頻比控制 轉(zhuǎn)差勁頻 率控 矢量控制 直接轉(zhuǎn)矩控制 35 軟開(kāi)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 36 37 從晶閘管開(kāi)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 用 a 表示 38 一般操作引起的過(guò)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(guò)電壓 還需要設(shè)置非線性電阻保護(hù) 目前常用的方法有 壓敏 電阻 和 硒堆 39 交流零觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路就是利用 過(guò)零觸發(fā) 方式來(lái)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 雙向晶閘 管 它的額定電壓為 800 伏 額定電 流為 100 安 41 實(shí)現(xiàn)有源逆為的條件為要有一個(gè)直流逆變電源 它的極性方向與晶閘管的導(dǎo)通 方向一致 其幅極應(yīng)稍大于逆變橋直流側(cè)輸出的平均電壓 和逆變橋必須工作在 90 區(qū)間 使輸出電壓極性與整流時(shí)相反 才能把直流能量逆變成 交流能量反送到交流電網(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 直流 能量轉(zhuǎn)變成 交流 能量后送給 電網(wǎng)的 裝置 44 給晶閘管陽(yáng)極加上一定的 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)載 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 相橋式半控整流橋 與 三相橋式半控整流橋 電路會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象 46 三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(shuō)明 三相橋式全控整流橋 電路的紋波系數(shù)比 三相半波可控流電路 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)脈沖丟失或未按時(shí)到達(dá) 等幾種 48 晶閘管在觸發(fā)開(kāi)通過(guò)程中 當(dāng)陽(yáng)極電流小于 掣住 電流之前 如去掉 觸發(fā) 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 90 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 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 0 150 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 0 180 51 鋸齒波觸發(fā)電路的主要環(huán)節(jié)是由 同步環(huán)節(jié) 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 52 逆變器按直流側(cè)提供的電源的性質(zhì)來(lái)分 可分為 電壓 型逆變器和 電流 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 件之間換流 每只晶閘管導(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 元件之間換流 每只晶閘管導(dǎo)電的角度是 120 度 53 SPWM 脈寬調(diào)制型變頻電路的基本原理是 對(duì)逆變電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行有 規(guī)律的調(diào)制 使輸出端得到 等高不等寬 脈沖列來(lái)等效正弦波 54 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 定頻調(diào)寬控制 定寬調(diào)頻控制 脈寬和頻率同時(shí)控制 三種 55 由波形系數(shù)可知 晶閘管在額定情況下的有效值電流為 ITn等于 1 57 倍 IT AV 如果 IT AV 100 安培 則它允許的有效電流為 1 57 安培 通常在選 擇晶閘管時(shí)還要留出 1 5 2 倍的裕量 56 晶閘管的維持電流 IH是指在 標(biāo)準(zhǔn)室溫 溫度條件下 門極斷開(kāi)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(yáng)極 電流 57 帶平衡電抗器的雙反星形電路 變壓器繞組同時(shí)有 兩 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 相反 因此變壓器的鐵 心不會(huì)被 磁化 58 三相橋式全控整流電路是由一組共 陰 極三只晶閘管和一組共 陽(yáng) 極的三只 晶閘管串聯(lián)后構(gòu)成的 晶閘管的換相是在同一組內(nèi)的元件進(jìn)行的 每隔 60 換一次相 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 兩 只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通 一個(gè)是共 陰 極的 另一個(gè)是共 陽(yáng) 極的元件 且要求不是 在同一橋臂上 的兩個(gè)元件 59 PWM 逆變電路的控制方式有 正弦波 單項(xiàng)正弦波 雙極性正弦波 60 直流斬波電路按照輸入電壓與輸出電壓的高低變化來(lái)分類有 降壓 斬波電路 升壓 斬波電路 升降 斬波電路 1 填空題 1 電力電子技術(shù)的兩個(gè)分支是電力電子器件制造技術(shù)和 變流技術(shù) 2 舉例說(shuō)明一個(gè)電力電子技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 變頻器 調(diào)光臺(tái)燈等 3 電力電子承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù) 主要為 交流變直流 AC DC 直流 變交流 DC AC 直流變直流 DC DC 交流變交流 AC AC 四種 4 為了減小電力電子器件本身的損耗提高效率 電力電子器件一般都工作在 開(kāi)關(guān) 狀態(tài) 但是其自身的功率損耗 開(kāi)通損耗 關(guān)斷損耗 通常任遠(yuǎn)大于信息電子器件 在其工作是一般都需要安裝 散熱器 5 電力電子技術(shù)的一個(gè)重要特征是為避免功率損耗過(guò)大 電力電子器件總是工作在 開(kāi)關(guān)狀態(tài) 其損耗包括三個(gè)方面 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 和 開(kāi)關(guān)損耗 6 通常取晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 UDRM 和反向重復(fù)峰值電壓 URRM 中較 小 標(biāo)值作為該器件的額電電壓 選用時(shí) 額定電壓要留有一定的裕量 一般取額定電 壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓的 2 3 倍 7 只有當(dāng)陽(yáng)極電流小于 維持 電流時(shí) 晶閘管才會(huì)由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止 導(dǎo)通 正向 電壓 觸發(fā)電流 移相觸發(fā)方式 8 半控橋整流帶大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管電路中 電路可能會(huì)出現(xiàn) 失控 現(xiàn) 象 為了避免單相橋式半控整流電路的失控 可以在加入 續(xù)流二極管 來(lái) 防止失控 9 整流電路中 變壓器的漏抗會(huì)產(chǎn)生換相重疊角 使整流輸出的直流電壓平均值 降低 10 從晶閘管開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度稱為 觸發(fā)角 從晶閘管導(dǎo)通到關(guān)斷稱為導(dǎo)通角 單相全控帶電阻性負(fù)載觸發(fā)角為 180 度 三相全控帶阻感性負(fù)載觸發(fā)角為 90 度 11 單相全波可控整流電路中 晶閘管承受的最大反向電壓為 2 2U1 電源 相電壓為 U1 三相半波可控整流電路中 晶閘管承受的最大反向電壓為 2 45U2 電源相 電壓為 U2 為了保證三相橋式可控整流電路的可靠換相 一般采用 雙窄脈沖 或者寬脈沖 觸發(fā) 12 四種換流方式分別為 器件換流 電網(wǎng)換流 負(fù)載換流 強(qiáng)迫換流 13 強(qiáng)迫換流需要設(shè)置附加的換流電路 給與