變頻技術(shù)原理與應(yīng)用試題一及答案

變頻技術(shù)原理與應(yīng)用試題一及答案評卷人得分一、是非題。（正確的在括號內(nèi)畫√，錯的畫×，每題1分，共10分）1.變頻技術(shù)在改變電源頻率的同時，也改變了波形、相位角。（）2.電力電子器件是電力電子技術(shù)的核心，是電力電子電路的基礎(chǔ)，同時也是變頻技術(shù)的關(guān)鍵器件。（）3.PWM逆變電路需要全控型電力半導(dǎo)體器件，其輸出諧波減少的程度取決于PWM的開關(guān)頻率，而開關(guān)頻率則受器件開關(guān)時間的限制。（）4.矢量控制是一種低性能異步電動機控制方式。（）5.輸入電源必須接到變頻器輸入端子U、V、W上，電動機必須接在變頻器輸出端子R、S、T上，若錯接會損壞變頻器。（）6.用逆變電路驅(qū)動同步電動機時，可利用其功率因數(shù)滯后的特性。（）7.脈寬調(diào)制(PWM)控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖列。（）8.閘管從外形上看有三個引出電極：陽極A、陰極K和門極（控制端）G。（）9.電壓型變頻器由可控整流電路和電壓型逆變電路組成，用可控整流電路調(diào)壓，逆變電路調(diào)頻。（）10.變頻器并聯(lián)使用的IGBT元件，在更換時沒有必要考慮型號、批號的一致性。（）評卷人得分二、名詞解釋。（每題2分，共10分）1.變頻技術(shù)。2.晶閘管3.交—直—交變頻器4.晶閘管的通態(tài)平均電流5.觸發(fā)同步評卷人得分三、填空題。（每題1分，共10分）1.同步調(diào)制載波比N等于。2.載波信號和調(diào)制信號關(guān)系的調(diào)制方式稱為異步方式。3.晶閘管的基本特性包括。4.IGBT也是三端器件，它的三個極分別為。5.在交流電動機的變頻調(diào)速控制中，為了保持額定磁通基本不變，在調(diào)節(jié)定子頻率時必須同時改變定子的。6.脈寬調(diào)制(PWM)控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的進(jìn)行控制。7.從主電路上看，電流型變頻電路和電壓型變頻電路的區(qū)別僅在于的形式不同，卻造成兩類變頻電路在性能上存在較大地差別。8.為了減小諧波影響，提高電動機的運行性能，三相交流電動機的供電一般要求采用電源。9.在無環(huán)流晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，采用兩組具有相同特征的整流電路構(gòu)成的裝置。10.三相交—交變頻電路由三套輸出電壓彼此互差的單相輸出交—交變頻器組成。評卷人得分四、簡答題。（每題5分，共20分）1.晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？2.簡述晶閘管的伏安特性。3.簡述功率場效應(yīng)晶體管的特點。4.簡述脈寬調(diào)制調(diào)壓的原理。評卷人得分五、繪圖題。（共20分）1.繪制PWM變頻電路的主電路。（本題10分）2.繪制三相交-直-交電流型變頻電路原理圖。（本題10分）評卷人得分六、論述題。（本題15分）1.根據(jù)三相諧振直流環(huán)節(jié)逆變電路的原理電路，敘述零電壓開關(guān)的工作原理論述變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域。試題一答案一、是非題。1.×2.√3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.√10.×二、名詞解釋。1.變頻技術(shù)是將電信號的頻率按照控制的要求，通過具體的電路實現(xiàn)電信號頻率變換的應(yīng)用型技術(shù)。2.晶閘管又稱晶體閘流管或可控硅整流器SCR，包括普通晶閘管、快速晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管和光控晶閘管。晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型——普通晶閘管。3.交—直—交變頻器是先把恒壓恒頻CVCF的交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，再經(jīng)過逆變器把這個直流電流變成頻率和電壓都可變交流電的間接型變頻電路，它已被廣泛地應(yīng)用在交流電動機的變頻調(diào)速中。4.晶閘管在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，結(jié)溫不超過額定結(jié)溫且穩(wěn)定時，晶閘管允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值，稱為通態(tài)平均電流IT（AV）。5.觸發(fā)同步是指把一個與主電路晶閘管所受電源電壓保持合適相位關(guān)系的電壓提供給觸發(fā)電路，確保主電路各晶閘管在每一個周期中按相同的順序和觸發(fā)延遲角被觸發(fā)導(dǎo)通。三、填空題。1.常數(shù)2.不保持同步3.靜態(tài)特性和動態(tài)特性4.柵極G、集電極C和發(fā)射極E5.電壓6.通斷7.中間直流環(huán)節(jié)濾波器8.對稱三相正弦波9.反并聯(lián)10.120°四、簡答題。1.答：晶閘管導(dǎo)通必須同時具備兩個條件：（1）晶閘管陽極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷?；?）門極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷海▽嶋H工作中，門極加正觸發(fā)脈沖信號），且晶閘管一旦導(dǎo)通，門極將失去控制作用。2.答：晶閘管的陽極伏安特性是指晶閘管陽極電流和陽極電壓之間的關(guān)系曲線如圖所示。其中，第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性。晶閘管的導(dǎo)通和截止這兩個工作狀態(tài)是由陽極電壓UA、陽極電流IA及控制極電流IG決定的，而這幾個量又是互相有聯(lián)系的。在實際應(yīng)用上常用實驗曲線來表示它們之間的關(guān)系，這就是晶閘管的伏安特性曲線。3.答：功率MOSFET是一種單極型電壓控制器件，用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單、需要的驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但電流容量小、耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。4.答：PWM控制方式是把逆變電路輸出波形半個周期內(nèi)的脈沖分割成多個，通過對每個脈沖的寬度進(jìn)行控制，來控制輸出電壓并改善波形。PWM是一種非常重要的控制方式，獲得了廣泛的應(yīng)用。五、繪圖題。1.答：PWM變頻電路的主電路如下圖所示：2.答：三相交—直—交電流型變頻電路的原理圖如下圖所示：六、論述題。1.答：從圖中可以看出，諧振電容Cr是與功率開關(guān)S并聯(lián)的，其基本工作原理是：在功率開關(guān)S導(dǎo)通時，Cr上的電壓為零；當(dāng)S關(guān)斷是Cr限制S上電壓的上升率，從而實現(xiàn)S的零電壓關(guān)斷。而在功率開關(guān)S開通時，Lr、Cr諧振工作使Cr的電壓回到零，從而實現(xiàn)S的零電壓開通。這樣Lr、Cr組成的諧振電路，接在直流輸入電壓和PWM逆變電路之間，為逆變器提供周期性過零電壓，使得每一個橋臂上的功率開關(guān)都可以在零電壓下開通或關(guān)斷。2.答：變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要有以下幾點：1）速度控制由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點，所以，在許多需要精確速度控制的系統(tǒng)中，變頻器發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要作用。2）節(jié)能變頻器的最初用途是速度控制，但應(yīng)用較多的是節(jié)能。應(yīng)用變頻調(diào)速，可以大大提高電機轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運行。以節(jié)能為目的，變頻器廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。3）變頻家電變頻器除了在工業(yè)控制領(lǐng)域得到應(yīng)用外，在普通家庭中，節(jié)約電費、提高家電性能、保護環(huán)境等