电力电子期末考试题.docx

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电力电子期末考试题

二、判断题××√√√√√×√√

1、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

x

2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。

x

3、在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。

yes

4、GTO属于双极性器件。

yes

5、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管yes。

6、对于三相全控桥整流电路，控制角α的计量起点为自然换相点。

yes

7、IGBT属于电压驱动型器件。

yes

8、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。

x

9、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。

yes

10、GTO的关断是靠门极加负信号出现门极反向电流来实现的。

yes

三、选择题CADCAAAC

1、普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（C）来表示的。

A、有效值B、最大值C、平均值

2、普通的单相半波可控整流装置中一共用了（A）晶闸管。

A、一只B、二只C、三只D、四只

3、变流器工作在逆变状态时，控制角α必须在（D）。

A、0°-90°B、30°-120°C、60°-150°D、90°-150°

4、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（C）。

A、GTOB、GTRC、MOSFETD、IGBT

5、可实现有源逆变的电路为（A）。

A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路

C、单相全控桥接续流二极管电路D、单相半控桥整流电路

6、可实现有源逆变的电路为（A）。

A、三相半波可控整流电路B、三相半控桥整流桥电路

C、单相全控桥接续流二极管电路D、单相半控桥整流电路

7、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（A）。

A、α、Id、XL、U2B、α、IdC、α、U2D、α、U2、XL

8、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（C）负载。

A电阻性B电感性C反电动势

四、简答题

1、载波比N的定义是什么？

什么是同步调制？

什么是异步调制？

答：

载波比N定义为载波频率

和调制波频率

之比：

N＝

/

。

同步调制：

取N为常数，在变频时

和

同步变化。

异步调制：

不变，

可变，使N变化的调制方式。

2、全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?

答：

其主要作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减少器件的开关损耗。

3、在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是什么？

答：

在三相全控桥式整流电路中，晶闸管要求采用宽脉冲或双窄脉冲的原因是保证上下两组各有一只晶闸管能同时导通。

4、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

答：

（1）一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压。

（2）变流器必须工作在

的区域内使Ud<0。

5、关断缓冲电路与开通缓冲电路各自的功能是什么？

答：

关断缓冲电路是对du/dt抑制的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减小关断损耗。

开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路，用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。

6、电压型逆变电路中反并联二极管的作用是什么？

答：

（1）为交流侧向直流侧反馈能量提供通路。

（2）续流。

7、什么是有源逆变，什么是无源逆变？

答：

有源逆变电路是把逆变电路的交流侧接到电网上，把直流电逆变成同频率的交流反送到电网去。

无源逆变电路的交流侧直接接到负载，将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流供给负载。

8、电力变流器的换流方式有哪几种？

答：

电网换流、负载换流、强迫换流、器件换流。

9、某晶闸管型号规格为KP200-8D，试问型号规格代表什么意义?

答：

KP代表普通型晶闸管。

200代表其晶闸管的额定电流为200A。

8代表晶闸管的正反向峰值电压为800V。

D代表通态平均压降为

。

10、有源逆变最小逆变角受哪些因素限制？

为什么？

答：

最小有源逆变角受晶闸管的关断时间tq折合的电角度

、换相重叠角

以及安全裕量角

的限制。

如果不能满足这些因素的要求的话，将导致逆变失败。

11、单极性和双极性PWM调制有什么区别？

答：

单极性PWM控制方式在调制信号

的正半个周期或负半个周期内，三角波载波是单极性输出的，所得的PWM波也是单极性范围内变化的。

而双极性PWM控制方式中，三角波载波始终是有正有负，而输出的PWM波是双极性的。

1.升压斩波电路为什么能使输出电压高于电源电压?

2.晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？

晶闸管由导通变为关断的条件是什么，如何实现？

3.有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？

4.什么是逆变失败？

如何防止逆变失败？

5.交交变频电路的主要特点和不足之处是什么？

其主要用途是什么？

1、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

答：

（1）直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E，其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud，才能提供逆变能量。

（2）逆变器必需工作在β<90º（α>90º）区域，使Ud<0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。

2、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？

答：

（1）触发信号应有足够的功率。

（2）触发脉冲应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。

（3）触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。

2、PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？

简述异步调制与同步调制各有哪些优点？

答：

（1）PWM逆变电路的常用控制方法有两种，一是计算法；二是调制法。

其中调制法又可分为两种，一是异步调制法；二是同步调制法。

（2）通常异步调制法是保持载波频率不变，信号频率根据需要而改变时，载波比是变化的。

优点是：

信号频率较低时载波比较大，一周期内脉冲数较多，输出较接近正弦波。

（3）同步调制时，保持载波比为常数，并在变频时使载波和信号波保持同步变化。

优点是：

信号波一周内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的，对称性好。

3、什么是逆变失败？

逆变失败后有什么后果？

形成的原因是什么

答：

（1）逆变失败指的是：

逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。

从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。

（2）逆变失败后果是严重的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。

（3）产生逆变失败的原因：

一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。

2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？

并简述其控制原理。

答：

（1）第一种调制方式为：

保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调制。

简称“PWM”调制。

（2）第二种调制方式为：

保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制。

简称为“PFM”调制。

（3）第三种调制方式为：

同时改变周期T与导通时间ton。

使占空比改变，称为混合调制。

3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？

答：

电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。

直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。

1、对晶闸管的触发电路有哪些要求？

答：

为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率；门极正向偏压愈小愈好；触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求；要能满足主电路移相范围的要求；触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。

2、正确使用晶闸管应该注意哪些事项？

答：

由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多，使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外，在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。

另外，使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。

此外，还要定期对设备进行维护，如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。

严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。

3、晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？

答：

在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出，可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离，既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。

6、晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？

其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？

答：

晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护；过电流继电器保护；限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。

其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的。

1.31、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为    

U2        。

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为     

U2       。

（电源相电压为U2）

32、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用     大于60º小于120º的宽脉冲       触发；二是用       脉冲前沿相差60º的双窄脉冲            触发。

33、在同步电压为锯齿波的触发电路中，锯齿波底宽可达    240º        度；实际移相

才能达    0º-180º         度。

34、异步电动机变频调速时，对定子频率的控制方式有   恒压频比控制        、     转差劲频率控制       、 矢量控制    、        直接转矩控制           。

35、软开关电路种类很多，大致可分成    零电压      电路、     零电流    电路两大类。

36、

37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为  控制      角，用

  a    表示。

38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压，经常使用的保护方法是   阻容保护         而对于能量较大的过电压，还需要设置非线性电阻保护，目前常用的方法有    压敏电阻        和    硒堆          。

39、交流零触发开关电路就是利用   过零触发           方式来控制晶闸管导通与关断的。

40、型号为KS100-8的元件表示   双向晶闸     管、它的额定电压为   800     伏、额定电流为  100      安。

41、实现有源逆为的条件为           要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向一致，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压                 和      逆变桥必须工作在β<90º（即α>90º）区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网                   。

42、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组  整流       状态、    逆变     状态、反组     整流   状态、  逆变    状态。

43、有源逆变指的是把    直流    能量转变成    交流      能量后送给    电网的       装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的   正向    电压；在门极加上    正向门极    电压，并形成足够的    门极触发        电流，晶闸管才能导通。

45、当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时      单相桥式半控整流桥      

     与    三相桥式半控整流桥             电路会出现失控现象。

46、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为   150   HZ；而三相全控桥整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为     300    HZ；这说明     三相桥式全控整流桥                        电路的纹波系数比     三相半波可控流电路            电路要小。

47、造成逆变失败的原因有   逆变桥晶闸管或元件损坏           、    供电电源缺相          、     逆变角太小            、

    触发脉冲丢失或未按时到达             等几种。

48、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于  掣住       电流之前，如去掉    触发    脉冲，晶闸管又会关断。

49、对三相桥式全控变流电路实施触发时，如采用单宽脉冲触发，单宽脉冲的宽度一般

取   90     度较合适；如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为     60  度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围  0--150     ，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围  0--120         ，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围 0--180             。

51、锯齿波触发电路的主要环节是由    同步环节         、   锯齿波形成         、   脉冲形成        、

   整形放大         、    强触发及输出            环节组成。

52、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为   电压     型逆变器和   电流     型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧

用  电容    器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的  本桥  元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是  180      度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用     电感      滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在   异桥           元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是 

 120     度。

53、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：

对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到   等高不等宽  脉冲列来等效正弦波。

54、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有  定频调宽控制   、

  定宽调频控制  、 脉宽和频率同时控制                    三种。

55、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于  1.57   倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为  1.57    安培。

通常在选择晶闸管时还要留出  1.5--2      倍的裕量。

56、晶闸管的维持电流IH是指在 标准室温     温度条件下，门极断开时，晶闸管从较大通态电流下降到刚好能保持导通所必须的最小  阳极    电流。

57、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有  两   相导电；晶闸管每隔  60

     度换一次流，每只晶闸管导通   120     度，变压器同一铁心柱上的两个绕组同名端   相反   ，所以以两绕组的电流方向也   相反    ，因此变压器的铁心不会被  磁化      。

58、三相桥式全控整流电路是由一组共  阴    极三只晶闸管和一组共   阳   极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。

每隔    60°  换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通   120    度。

要使电路工作正常，必须任何时刻要有   两   只晶闸管同时导通，，一个是共    阴    极的，另一个是共  阳 

   极的元件，且要求不是    在同一桥臂上     的两个元件。

59、PWM逆变电路的控制方式有    正弦波       、   单项正弦波          、   双极性正弦波          。

60、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有       降压    斩波电路；     升压       斩波电路；      升降         斩波电路。

1、半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现失控现象，为了避免单相桥式半控整流电路的失控，可以在加入续流二极管来防止失控。

2、直流斩波电路的三种控制方式是PWM、频率调制型、混合型。

6.在调制信号上叠加直流分量（三次谐波）可以提高直流电压利用率

直流斩波电路的三种控制方式是PWM、频率调制型、混合型☆改变调制信号的频率就可以改变输出直流信号的频率

☆改变调制比可以改变输出电压有效值

电力电子器件串联必须考虑静态和动态均压（每个器件并联一个电阻）。

☆静态均压：

每个器件并联电阻

☆动态均压：

每个器件串联电容

☆并联时要考虑均流方法：

一般是串联电感

7.

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