電力電子技術(shù)期末考試試題及答案.

1、電力電子技術(shù)試題第1章 電力電子器件1.電力電子器件一般工作在_開關(guān)_狀態(tài)。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_。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_ 。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 、G

2、TR 、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)動的是電力MOSFET 、IGBT _，屬于電流驅(qū)動的是_晶閘管、GTO 、GTR _。2、可關(guān)斷晶閘管的圖形符號是        ；電力場效應(yīng)晶體管的圖形符號是       絕緣柵雙

3、極晶體管的圖形符號是           ；電力晶體管的圖形符號是          ；第2章 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

4、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）。3.單相橋式全控整流電路中，帶純電阻負(fù)載時，角移相范圍為_0-180O _，單個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，角移相范圍為_0-90O _，單個晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為_和_；帶反電動勢負(fù)載時，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_平波電抗器_。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_，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為相電壓有效值)。6.三相半波可控整流電路中的三個晶閘管

5、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，a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)的晶閘管對應(yīng)的是_最高_(dá)的相電壓，而共陽極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對應(yīng)的是_最低_的相電壓；這種電路 a 角的移相范圍是_0-120o _，ud波形連續(xù)的條件是_。 8.對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_。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) a 從0°90°變化時，整流輸出的電壓ud的諧波幅值隨 a 的增大而 _增大_，當(dāng) a 從90°180°

6、變化時，整流輸出的電壓 ud 的諧波幅值隨 a 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，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；對于單相全波電路，當(dāng)控制角 0< a < p /2 時，電路工作在_整流_狀態(tài)； p /2< a < p 時，電路工作在_逆變_狀態(tài)。13.在整流電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)有源逆變的有_單相全波_、_三相橋式整流電路_等（可控整流電路均可），其工作在有源逆變狀態(tài)的條件是_有直流電動勢，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓_和_晶閘管的控制角a > 90O，使輸出平均電壓Ud為負(fù)值_。第

7、3章 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。 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.斬波電路用于拖動直

8、流電動機(jī)時，降壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第_1_象限，升壓斬波電路能使電動機(jī)工作于第_2_象限，_電流可逆斬波電路能使電動機(jī)工作于第1和第2象限。10.復(fù)合斬波電路中，電流可逆斬波電路可看作一個_升壓_斬波電路和一個_降壓_斬波電路的組合；SPWM脈寬調(diào)制型變頻電路的基本原理是：對逆變電路中開關(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   脈沖列來等效正弦波。第4章 交流交流電力變換電路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_。

9、 2.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_0-180O_，隨 a 的增大， Uo_降低_，功率因數(shù)l_降低_。3.單相交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載，當(dāng)控制角aj(j=arctan(wL/R) )時,VT1的導(dǎo)通時間_逐漸縮短_,VT2的導(dǎo)通時間_逐漸延長_。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_。1、請?jiān)诳崭駜?nèi)標(biāo)出下面元件的簡稱：電力晶體管GTR ；可關(guān)斷晶閘管 GTO ；功率場效應(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。3、多個晶閘管相并聯(lián)時必須考慮均流 的問題，解決的方法是串專用均

10、流電抗器。 。5、型號為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、下二個元件之間進(jìn)行；而120º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。）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)載 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 有源、 逆變器與 無源 逆變器兩大

11、類。14、有一晶閘管的型號為KK2009，請說明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。18、直流斬波電路在改變負(fù)載的直流電壓時，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還要留出 1.52 倍的裕量。20、通常變流電路實(shí)現(xiàn)換

12、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)載為電阻性時移相范圍是 ，負(fù)載是阻感性時移相范圍是 。25、普通晶閘管的圖形符號是 ，三個電極分別是 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，導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。.。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中，晶閘管承受的最大反向電壓為 。（電源相電壓為U2）32、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用 大于60

13、6;小于120º的寬脈沖， 觸發(fā)；二是用 脈沖前沿相差60º的雙窄脈沖 觸發(fā)。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 角，用 表示。 40、型號為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<90º（即>90º）區(qū)間，使輸出電壓極性與整流時相反，才能把直流能量逆變成交流能量反送到交流電網(wǎng)。43、有源逆變指的是把直流

14、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，在電路中出現(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失時單相橋式半控整流橋， 與 三相橋式半控整流橋 電路會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。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)脈沖丟失或未按時到達(dá)，等幾種。49、對三相橋式全控變流電路實(shí)施觸發(fā)時，如采用單寬脈沖觸發(fā)，單寬脈沖的寬度一般取 90º 度較合適；如采用雙窄脈沖觸發(fā)時，雙窄脈沖的間隔應(yīng)為 60º 度。50、三相半波可控

15、整流電路電阻性負(fù)載時，電路的移相范圍 0º-150º ，三相全控橋電阻性負(fù)載時，電路的移相范圍 0º-120º ，三相半控橋電阻性負(fù)載時，電路的移相范圍 0º-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。交流電力控制電路包括 交流調(diào)壓電路 ，即在沒半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的電路， 調(diào)功電路 即以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態(tài)周期數(shù)和斷態(tài)周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率平均值的電路， 交流電力電子開關(guān)即控制串入電路中晶閘管根據(jù)需要接通或斷開的

16、電路。 52、單相橋式可控整流電路帶電阻性負(fù)載，在控制角為a時，其輸出的直流電壓為 。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：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態(tài)均壓作用。R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產(chǎn)生振蕩過電壓，減小晶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<90º（>90º）區(qū)域，使Ud< 0,才

17、能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調(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，信號頻率根據(jù)需要而改變時，載波比是變化的。優(yōu)點(diǎn)是：信號頻率較低時載波比較大，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，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步變化。優(yōu)點(diǎn)是：信號波一周內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。3、什么是逆變失?。磕孀兪『笥惺裁春蠊?？形成的原因是什么答

18、：（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)通時間ton稱為脈寬調(diào)制。簡稱“PWM”調(diào)制。（2）第二種調(diào)制方式為：保持開關(guān)導(dǎo)通時間ton不變，改變開關(guān)周期，稱為

19、頻率調(diào)制。簡稱為“PFM”調(diào)制。（3）第三種調(diào)制方式為：同時改變周期T與導(dǎo)通時間ton。使占空比改變，稱為混合調(diào)制。6、 晶閘管的過電流保護(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。7、具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路中，因?yàn)樽儔浩鞫螠y繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對稱，其一個周期內(nèi)的平均電流為零

20、，故不會有直流磁化的問題（變壓器變流時雙向流動的就沒有磁化 存在磁化的：單相半波整流、三相半波整流）8、如下圖所示（L和R串聯(lián)后作為負(fù)載），說明晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷時和導(dǎo)通后晶閘管的端電壓、流過晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么決定?答：晶閘管導(dǎo)通的條件是：陽極承受正向電壓，處于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在門極加正向觸發(fā)電壓，才能使其導(dǎo)通。門極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應(yīng)能使陽極電流達(dá)到維持通態(tài)所需要的最小陽極電流，即擎住電流以上。導(dǎo)通后的晶閘管管壓降很小。晶閘管的關(guān)斷時其兩端電壓大小由電源電壓UA決定，電流近似為零。導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負(fù)載阻抗決定，負(fù)載上電壓由輸入陽極電壓UA決定。

21、1. 緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓du/dt或者過電流di/dt,減少器件的開關(guān)損耗。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路是對du/dt抑制的電路，用于抑制器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路是對di/dt抑制的電路，用于抑制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。2. 在三相橋式整流電路中，為什么三相電壓的六個交點(diǎn)就是對應(yīng)橋臂的自然換流（相）點(diǎn)？（請以a、b兩相電壓正半周交點(diǎn)為例，說明自然換向原理）答：三相橋式整流電路中，每只二級管承受的是相鄰二相的線電壓，承受正向電壓時導(dǎo)通，反向電壓時截止。三相電壓的六個交點(diǎn)是其各線電壓的過零點(diǎn)，是二級管承受正反向電壓的分界點(diǎn)，所以，是對應(yīng)橋臂的自然換流點(diǎn)。3. SPWM調(diào)制方式是怎樣實(shí)現(xiàn)變壓功能的？又是怎樣實(shí)現(xiàn)變頻功能的？答：改變調(diào)制比M可以改變輸出電壓uO基波的幅值，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的幅值實(shí)現(xiàn)變壓功能的。改變正弦調(diào)制波的頻率時，可以改變輸出電壓u0的基波頻率，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的頻率實(shí)現(xiàn)變頻功能的