電力電子技術(shù)習(xí)題

5一、填空題1、晶閘管是三端器件，三個引出電極分別是： 極、 極和 極。2晶閘管一旦導(dǎo)通門極就失去了掌握作用故晶閘管為 器件能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流稱為 。3、逆變電路的負載假設(shè)接到電源，則稱為 逆變，假設(shè)接到負載，則稱為

逆變。4、在GTR和IGBT兩種自關(guān)斷器件中，屬于電壓驅(qū)動的器件是 ，屬于電流驅(qū)動的器件是 。5、電力電子電路中為了實現(xiàn)主電路與掌握電路的隔離，常承受的隔離方法有6、為了使電力晶體管安全、牢靠地運行，驅(qū)動電路和主電路應(yīng)當(dāng)實行

隔離和

隔離。7、把溝通電能轉(zhuǎn)換成直流電能稱整流，把一種直流電能轉(zhuǎn)換成另一種直流電能稱 ，而把直流電能轉(zhuǎn)換成溝通電能稱 。8、可關(guān)斷晶閘管〔GTO〕的電流關(guān)斷增益βoff的定義式為βoff= ，其值越 越好。9、單相半波可控整流電路中，掌握角α的最大移相范圍是 。10、在GTR、GTO、IGBT與MOSFET中，開關(guān)速度最快的是 ，單管輸出功率最大的是 ，應(yīng)用最為廣泛的是 。晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是 、 和 〔要有足夠的驅(qū)動功率、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高、觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步〕1、請在正確的空格內(nèi)標(biāo)出下面元件的簡稱：電力晶體管 ；可關(guān)斷晶閘管 ；功率場效應(yīng)晶體管 ；絕緣柵雙極型晶體管 和 的復(fù)合管〔GTR、GTO、MOSFET、IGBT、MOSFET、GTR〕5、型號為KS100-8的元件表示 晶閘管、它的額定電壓為 伏、額定有效電流為 安。6、180°導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_ 上的上、下二個元件之間進展；而120o導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在_ 上的元件之間進展的。7、當(dāng)溫度降低時，晶閘管的觸發(fā)電流、正反向漏電流；當(dāng)溫度上升時，晶閘管的觸發(fā)電流反向漏電流會 。8、在有環(huán)流逆變系統(tǒng)中，環(huán)流指的是只流經(jīng) 、 而不流經(jīng) 電流。環(huán)流可在電路中加 來限制。為了減小環(huán)流一般采控用掌握角α β的工作方式。9、常用的過電流保護措施有 、 、 、 〔寫出四種即可〕〔5、雙向晶閘管、800V100A6、同一橋臂、不同橋臂7、增加、下降、下降、增加89、快速熔斷器、串進線電抗器、接入直流快速開關(guān)、掌握快速移相使輸出電壓下降〕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 。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〕3、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 觸發(fā)；二是用 觸發(fā)。5、異步電動機變頻調(diào)速時，對定子頻率的掌握方式有 、 、 、 。6、軟開關(guān)電路種類很多，大致可分成 電路、 電路兩大類。7、變流電路常用的換流方式有 、 、 、 四種。8、逆變器環(huán)流指的是只流經(jīng) 、 而不流經(jīng) 的電流，環(huán)流可在電路中加 來限制。9、提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有 、 、 。6210、絕緣柵雙極型晶體管是以 作為柵極，以 作為放射極與集電極復(fù)合而成。622；2〔2、2 U2；2

U3、大于60o小于120o的寬脈沖，脈沖前沿相差60o的雙窄脈沖；5、恒壓頻比掌握、轉(zhuǎn)差勁頻率掌握、矢量掌握、直接轉(zhuǎn)矩掌握、器件換流；電網(wǎng)換流；負載換流；強迫換流、兩組反并聯(lián)的逆變橋；不流經(jīng)負載；以電力晶體管集電極和放射極)9、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)、承受多組變流裝置串聯(lián)供電、設(shè)置補償電容。從開關(guān)頻率驅(qū)動管壓降等方面比較GTIGBMOSFET等器件的特性GTR〔電流電壓驅(qū)動，IGBT電流、電壓〕驅(qū)動，MOSFET用 〔電流、電壓〕驅(qū)動，開關(guān)損耗從大到小的排列挨次為 GTR>IGBT 頻率從高到低的排列挨次為 。二、選擇題1、晶閘管不具有自關(guān)斷力量，常稱為()A.全控型器件 B.半控型器件 C.觸發(fā)型器件 D.自然型器件2、將直流電能轉(zhuǎn)換為溝通電能饋送給溝通電網(wǎng)的變流器是〔 。A.有源逆變器 B.A/D變換器 C.D/A變換器 D.無源逆變器3、功率晶體管〔GTR〕的安全工作區(qū)由幾條曲線所限定〔 〕A.3條 B.2條 C.5條 D.4條4、觸發(fā)電路中的觸發(fā)信號應(yīng)具有〔 〕。A.足夠大的觸發(fā)功率 B.足夠小的觸發(fā)功率 C.盡可能緩的前沿 D.盡可能窄的寬度5、晶閘管變流器主電路要求觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖前沿要求( )A.應(yīng)緩慢上升 B.不要太大 C.盡可能陡 D.有較大負電流6、單相半控橋，帶大電感負載，直流側(cè)并聯(lián)續(xù)流管的主要作用是〔 〕。A．防止失控現(xiàn)象 B．減小輸出電壓的脈動C．減小輸出電流的脈動7、晶閘管的伏安特性是指( )。A.陽極電壓與門極電流的關(guān)系C.陽極電壓與陽極電流的關(guān)系

D．直流側(cè)過電壓保護B.門極電壓與門極電流的關(guān)系D.門極電壓與陽極電流的關(guān)系8、具有自關(guān)斷力量的電力半導(dǎo)體器件稱為( )。A.全控型器件 B.半控型器件 C.不控型器件 D.觸發(fā)型器件9、PWM斬波電路一般承受〔 〕。A．定頻調(diào)寬掌握 B．定寬調(diào)頻掌握 C．調(diào)頻調(diào)寬掌握 D．瞬時值掌握10、逆變電路是〔 〕A.AC/DC變換器 B.DC/AC變換器 C.AC/AC變換器 D.DC/DC變換器11、三相橋逆變電路中，晶閘管換相間隔為〔 〕。A.60° B.120° C.90° D.120°12、功率晶體管驅(qū)動電路中的抗飽和電路，用來削減晶體管的〔 〕。A.存儲時間 B.du/dt C.di/dt D.基極電流13、為防止晶閘管誤觸發(fā)，應(yīng)使干擾信號不超過〔 。A.安全區(qū) B.不觸發(fā)區(qū) C.牢靠觸發(fā)區(qū) D.可觸發(fā)區(qū)14、電壓型逆變電路特點有〔 〕。直流側(cè)接大電感C.直流側(cè)電壓無脈動

溝通側(cè)電流接正弦波D.直流側(cè)電流有脈動15、當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時，不管門極加何種極性觸發(fā)電壓，管子都將工作在( )。A.導(dǎo)通狀態(tài) B.關(guān)斷狀態(tài) C.飽和狀態(tài) D.不定三、選擇題1、單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖依次應(yīng)相差 A、180°，B、60°，c、360°，D、120°2、α為 度時，三相半波可控整流電路，電阻性負載輸出的電壓波形，處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。度，3、晶閘管觸發(fā)電路中，假設(shè)轉(zhuǎn)變 的大小，則輸出脈沖產(chǎn)生相位移動，到達移相掌握的目的。同步電壓，B、掌握電壓，C、脈沖變壓器變比。4、可實現(xiàn)有源逆變的電路為 。A、三相半波可控整流電路， 控橋整流橋電路，C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路，D、單相半控橋整流電路。A、30o-35o， B、10o-15o， C、0o-10o， D、0o。1、A、 2、C、 3、B、 4、A、 5、A。10、IGBT是一個復(fù)合型的器件，它是〔 〕A、GTR驅(qū)動的MOSFET B、MOSFET驅(qū)動的GTRC、MOSFET驅(qū)動的晶閘管 D、MOSFET驅(qū)動的GTO1、下面哪種功能不屬于變流的功能〔 〕。A、有源逆變 B、溝通調(diào)壓 C、變壓器降壓 D、直流斬波2、晶閘管變流器主電路要求觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖前沿要求( )。A.應(yīng)緩慢上升 B.不要太大 C.盡可能陡 D.有較大負電流3、單相半波可控整流電阻性負載電路中，掌握角α的最大移相范圍是( )。A、0o-90° B、0o-120° C、0o-150° D、0o-180°4、晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)下，管耗等于管子兩端電壓乘以( )。A.陽極電流 B.門極電流 C.陽極電流與門極電流之和 D.陽極電流與門極電流之差5、晶閘管內(nèi)部有〔 〕PN結(jié)。A.一個 B.二個 C.三個 D.四個6、在型號KP10－12G中，數(shù)字10表示〔 〕。A.額定電壓10V B.額定電流10A C.額定電壓1000V D.額定電流100A7、晶閘管串聯(lián)時，為到達靜態(tài)均壓，可在晶閘管兩端并聯(lián)一樣的〔 〕。A．電阻 B．電容 C．電感 D．阻容元件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()。A.一次擊穿B.二次擊穿C.臨界飽和D.反向截止9、PWM逆變器的特點是()。A.逆變電路既變壓又變頻 B.整流器變壓、逆變器變頻 C.直流側(cè)電壓有脈動10、將直流電能轉(zhuǎn)換為溝通電能饋送給溝通電網(wǎng)的變流器是〔 〕。

D.系統(tǒng)響應(yīng)慢A.有源逆變器 B.A/D變換器 C.D/A變換器 D.無源逆變器11、具有自關(guān)斷力量的電力半導(dǎo)體器件稱為( )。全控型器件

半控型器件 C.不控型器件

D.觸發(fā)型器件12、PWM斬波電路一般承受〔 〕。A．定頻調(diào)寬掌握 B．定寬調(diào)頻掌握 C．調(diào)頻調(diào)寬掌握

D．瞬時值掌握13、晶閘管的伏安特性是指( )。A.陽極電壓與門極電流的關(guān)系C.陽極電壓與陽極電流的關(guān)系

B.門極電壓與門極電流的關(guān)系D.門極電壓與陽極電流的關(guān)系14、當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時，不管門極加何種極性觸發(fā)電壓，管子都將工作在( )。導(dǎo)通狀態(tài)

關(guān)斷狀態(tài)

飽和狀態(tài) D.不定15、三相全掌握橋式有源逆變電路，在溝通電源一個周期里，輸出電壓脈動( )次。A.2 B.3 C.4 D.612.在線式不停電電源的供電質(zhì)量〔〕后備式不停電電源的供電質(zhì)量。A.優(yōu)于B.不如C.相當(dāng)于D.不肯定優(yōu)于三、名詞解釋1、二次擊穿2、有源逆變3、硬開關(guān)4、晶閘管的掌握角α〔移相角〕5、晶閘管的擎住電流四、簡答題〔525〕1、如右圖所示，試畫出負載Rd2、試說明功率晶體管(GTR)的安全工作區(qū)SOA由哪幾條曲線所限定?3、試說明SPWM掌握的逆變電路有何優(yōu)點？4、什么是軟開關(guān)技術(shù)？它的作用是什么？5、試述交-交變頻電路的工作過程，并繪出簡要波形。在晶閘管兩端并聯(lián)R、CR答：R、CRL、C蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗1、實現(xiàn)有源逆變必需滿足哪些必不行少的條件？〔6分〕答：實現(xiàn)有源逆變必需外接始終流電源，其方向與晶閘管電流方向一樣，其數(shù)值要稍大于逆變橋電壓，才能供給逆變能量。另外變流β<90oα>90o〕區(qū)域，使U<，才能把直流功率逆變?yōu)闇贤üβ史邓碗娋W(wǎng)。2、依據(jù)對輸出電壓平均值進展掌握的方法不同，直流斬波電路可有哪三種掌握方式？并簡述其掌握原理〔7〕答：第一種調(diào)制方式為：保持開關(guān)周期不變，轉(zhuǎn)變開關(guān)導(dǎo)通時間t on關(guān)導(dǎo)通時間t 不變，轉(zhuǎn)變開關(guān)周期，稱為頻率調(diào)制。簡稱為“PFM”調(diào)制。第三種調(diào)制方式為：同時轉(zhuǎn)變周期T與導(dǎo)通時間t。使on on占空比轉(zhuǎn)變，稱為混合調(diào)制。GTO和一般晶閘管〔SCR〕都是PNPN四層半導(dǎo)體器件，為什么GTO可通過門極驅(qū)動關(guān)斷，而SCR不行以？α 答和一般晶閘管同為PNPN構(gòu)造由PNP和NPN構(gòu)成兩個晶體管VV分別具有共基極電流增益 和 α 1 12 12 2 1 2 1 2α α α α α 管得分析可得， ＋ ＝1是器件臨界導(dǎo)通的條件。 ＋ >1兩個晶體管飽和導(dǎo)通； ＋ <1α α α α α 1 2 1 2 1 2GTO能關(guān)斷，而一般晶閘管不能是由于GTO在構(gòu)造和工藝上有以下幾點不同：多元集成構(gòu)造使每個GTO元的陰極面積很小，門極和陰極的距離縮短，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。α α α α α GTO導(dǎo)通時 ＋ 更接近1，晶閘管 ＋ >1.15，而GTO則為 ＋ ≈1.05α α α α α 1 2 1 2 1 2α GTO在設(shè)計時， 較大，晶體管V2掌握靈敏，而 很小，這樣晶體管V1α 2 1GTO關(guān)斷。8. 右圖為一種既可升壓又可降壓的變換器，試分析其工作原理，并推導(dǎo)出其輸出輸入電壓之間的關(guān)系。

L C LBA1 1 2BA＋ －TD+CoU V V RUTD+Coi L2— ＋晶閘管的導(dǎo)通條件和關(guān)斷條件是什么？試分析晶閘管的導(dǎo)通原理。9、請說明整流電路工作在有源逆變時所必需具備的條件。d答：(1)外部條件——直流側(cè)應(yīng)有能供給逆變能量的直流電動勢，其極性與晶閘管導(dǎo)通方向全都，其值大于變流器直流側(cè)的平均d10、什么是逆變失敗？如何防止逆變失??？Ud

進入正半EM

順向連接，由于回路電阻很小，造成很大的短路電流，這種狀況叫逆變失敗或逆變顛覆。為了保證逆變電路的正常工作，必需1〕選用牢靠的觸發(fā)器，2〕正確選擇晶閘管的參數(shù)，3〕實行必要的措施，減小電路中du/dtβ的角度有一最小限制，留出充分的換向余量角。1．無源逆變電路和有源逆變電路有什么區(qū)分？答：有源逆變電路的溝通側(cè)接電網(wǎng)，即溝通側(cè)接有電源。而無源逆變電路的溝通側(cè)直接和負載相聯(lián)接。有源逆變不行變頻，無源逆變可以變頻。有源逆變承受晶閘管可以實現(xiàn)電網(wǎng)換流，無源逆變使用晶閘管必需承受負載換流或強迫換流。試說明PWM掌握的根本原理。的輸出波形〔包括外形和幅值。在采樣掌握理論種有一條重要的結(jié)論：沖量相等而外形不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果根本一樣，沖量即窄脈沖的面積。效果一樣是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形根本一樣。上述原理稱為面積等效原理。以正弦PWM〔SPWM〕為例。把正弦半波平分為N等份，就可以把它看成N個彼此獨立的脈沖列所組成的波形。這些脈沖寬度一樣〔都是π/N〕但幅值不同且頂部是曲線。假設(shè)將上述脈沖用數(shù)量一樣、幅值相等的不等寬的矩形脈沖代替，使每個小矩形的面積和對應(yīng)的正弦波面積相等〔即沖量相等，就得到了PWM這種PWM波形和原正弦波形是等效的。PWM逆變器有哪些優(yōu)點？其開關(guān)頻率的凹凸有什么利弊？答：優(yōu)點：PWM調(diào)制可以極大地消弱逆變器的輸出諧波，使逆變器輸出用戶需要的波形〔外形和幅值，而消弱用戶不需要的諧波。PWM逆變器具有格外好的動態(tài)響應(yīng)速度。一般逆變器的掌握速度是周波掌握級，而PWM是載波掌握級，所以目前幾乎全部的逆變器都是承受PWM掌握策略。PWM掌握使逆變器的掌握策略更加敏捷多樣，使逆變器的性能得到很大的提升。PWM逆變器的整流電路可以承受二極管，使電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)得到提高。只用一級可控的功率環(huán)節(jié)，電路構(gòu)造較簡潔。開關(guān)頻率高則輸出諧波更小、響應(yīng)速度更快，但是電力電子器件的開關(guān)損耗增加、整機效率下降，帶來較強的高頻電磁干擾；開關(guān)頻率低則正好相反。一般對于中小容量的逆變器開關(guān)頻率可適當(dāng)取高些，大功率逆變器由于高壓大功率開關(guān)器件的限制，開關(guān)頻率則相對較低。單極性和雙極性PWM掌握有什么區(qū)分？在三相橋式PWM逆變電路中，輸出相電壓〔輸出端相對于中性點N的電壓〕SPWM波形各有幾種電平？答：三角載波在調(diào)制信號的正半波或負半波周期里只有單一的極性，所得的PWM波形在半個周期內(nèi)也只在單極性范圍內(nèi)變化，稱為單極性PWM掌握方式。三角載波始終是有正有負為雙極性的，所得的PWM波形在半個調(diào)制波周期內(nèi)有正有負。則稱之為雙極性PWM掌握方式。三相橋式PWM逆變電路中，輸出相電壓有兩種電平：0.5U和0.5U。線電壓SPWM波形有三種電平：U ，0，U 。d d d d什么叫敏捷溝通輸電系統(tǒng)〔柔性溝通輸電系統(tǒng)〕？目前的主要應(yīng)用有那些？為什么要對溝通電網(wǎng)進展無功功率補償？3.電力電子裝置高頻化的意義是什么？為什么提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的體積和重量？為什么提高開關(guān)頻率可以減小變壓器的體積和重量？高頻化之后帶來的問題是什么？4.什么是軟開關(guān)？承受軟開關(guān)技術(shù)的目的是什么？分析題：