23年3月考試《現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù) X》考核作業(yè)答案

學(xué)習(xí)中心：院校學(xué)號(hào)：姓名PAGEPAGE8課程名稱:現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)X東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院現(xiàn)代電力電子及變流技術(shù)X試卷（作業(yè)考核線上2）B卷（共4頁(yè)）總分題號(hào)一二三四五六七八九十得分一、單選題（每小題2分，共10分）1.晶閘管是（A ）。A.四層三端器件B.三層四端器件C.四個(gè)PN結(jié)的器件D.電壓驅(qū)動(dòng)型器件2.（ D ）是雙極型全控電力電子器件。P-MOSFETB.TRIACC.GTRD.GTO3.功率晶體管三個(gè)電極分別為( A )。發(fā)射極，基極，集電極；B.第一基極，發(fā)射極，第二基極；C.源極，柵極，漏極；D.陰極，門極，陽極。4.電壓型交-直-交變頻器中間直流環(huán)節(jié)是（）。A.電容B.電感C.電容加電感D.電容加電阻5.三相半波可控整流電路，負(fù)載兩端分別接（C ）。 A.整流變壓器輸出端和中性點(diǎn) B.整流電路輸出端和中性點(diǎn) C.共陰極組整流電路輸出端和共陽極組整流電路輸出端 D.平波電抗器兩端二、問答題（每小題5分，共35分）1.試分析電力電子器件并聯(lián)使用時(shí)可能出現(xiàn)什么問題及解決方法。答:問題：會(huì)分別因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的差異而電流分配不均勻方法：均流措施挑選特性參數(shù)盡量一致的器件采用均流電抗器用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流當(dāng)需要同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時(shí)，通常采用先串后并的方法聯(lián)接。2.簡(jiǎn)述正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)的工作原理。答：PWM技術(shù)可以極其有效地進(jìn)行諧波抑制，在頻率、效率各方面有著明顯的優(yōu)點(diǎn)使逆變電路的技術(shù)性能與可靠性得到了明顯的提高。采用PWM方式構(gòu)成的逆變器，其輸入為固定不變的直流電壓，可以通過PWM技術(shù)在同一逆變器中既實(shí)現(xiàn)調(diào)壓又實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。由于這種逆變器只有一個(gè)可控的功率級(jí)，簡(jiǎn)化了主回路和控制回路的結(jié)構(gòu)，因而體積小、質(zhì)量輕、可靠性高。又因?yàn)榧{(diào)壓壓、調(diào)頻于一身，所以調(diào)節(jié)速度快、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。此外，采用PWM技術(shù)不僅能提供較好的逆變器輸出電壓和電流波形，而且提高了逆變器對(duì)交流電網(wǎng)的功率因數(shù)。3.晶閘管逆變器為什么要有換流電路？逆變器換流有哪幾種基本方法？答：通常采用三種換流方法：（1）負(fù)載諧振式換流：它是利用負(fù)載回路中的電容與電感所形成的振蕩特性來?yè)Q流的。在這類負(fù)載回路里，電流具有自動(dòng)過零的特點(diǎn)，只要負(fù)載電流超前電壓的時(shí)間大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，就可以使逆變器的晶閘管在這段時(shí)間里斷流而關(guān)斷，并恢復(fù)正向阻斷特性。（2）強(qiáng)迫換流：將換流回路與負(fù)載分開，在換流時(shí)，由輔助晶閘管導(dǎo)通，使換流回路產(chǎn)生一個(gè)脈沖，迫使原來導(dǎo)通的晶閘管因斷流而關(guān)斷，并承受一段時(shí)間的反壓而恢復(fù)其正向阻斷性。這種換流又稱脈沖換流。（3）采用可關(guān)斷晶閘管或大功率晶體管換流：它可以省去附加換流環(huán)節(jié)，提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高工作效率，減小設(shè)備體積。4.什么是脈沖寬度調(diào)制方式？答；是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。5.試說明升壓斬波器的特點(diǎn)。答：直流斬波器乃利用功率組件對(duì)固定電壓之電源做適當(dāng)之切割以達(dá)成負(fù)載端電壓改變之目的。若其輸出電壓較輸入之電源電壓低，則稱為降壓式(Buck)直流斬波器，若其輸出電壓較輸入之電源電壓高，則稱為升壓式(Boost)直流斬波器；如圖1(a)所示為直流斬波器基本電路圖，圖1(b)所示為負(fù)載電壓波形，可看出當(dāng)直流斬波器導(dǎo)通(Ton)時(shí)，負(fù)載端之電壓Vo等于電源電壓Vs，當(dāng)直流斬波器截止(Toff)時(shí)，負(fù)載端之電壓Vo為0，如此適當(dāng)?shù)目刂浦绷鲾夭ㄆ骺墒怪绷麟娫磾嗬m(xù)的出現(xiàn)在負(fù)載測(cè)，只要控制直流斬波器的導(dǎo)通時(shí)間，即可改變負(fù)載的平均電壓。6.單極性和雙極性PWM調(diào)制有什么區(qū)別？答：三角波載波在信號(hào)波正半周期或負(fù)半周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個(gè)周期中也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM控制方式。三角波載波始終是有正有負(fù)為雙極性的，所得的PWM波形在半個(gè)周期中有正、有負(fù)，則稱之為雙極性PWM控制方式。三相橋式PWM型逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平：0.5Ud和-0.5Ud。輸出線電壓有三種電平Ud、0、-Ud。7.電力電子器件過電壓保護(hù)和過電流保護(hù)各有哪些主要方法？答：過壓的保護(hù)器件有：穩(wěn)壓二級(jí)管;壓敏二級(jí)管;雙向觸發(fā)二級(jí)管;過流的有：壓敏電阻，晶閘管;繼電器，還有一些是作電阻取樣用IC作檢測(cè)的保護(hù)等。三、（共20分）三相半波逆變電路，直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載，電流連續(xù)。U2=200V，Id=93.7A，β=30，ceф=0.142V·min/r，晶閘管通態(tài)平均電壓ΔU=1V，變壓器二次側(cè)每相等效電阻RB=0.02Ω，電樞電阻Rs=0.05Ω，折算到變壓器二次側(cè)的每相漏抗XB=0.01Ω，平波電抗器電阻RT=0.005Ω。1）計(jì)算變流器輸出的空載逆變電壓；2）寫出此時(shí)的電壓平衡方程式；3）求出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。答案：四、（共10分）三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載。如果VT3不能導(dǎo)通，畫出此時(shí)的整流電壓ud波形。如果VT5被擊穿短路，其他晶閘管受什么影響？五、（共5分）在DC-DC變換器的Boost電路中，E=10V，D=0.7，求U0等于多少？六、（共10分）電阻性負(fù)載加熱爐由單相交流調(diào)壓電路供電，如α=0°時(shí)為輸出功率最