电力电子技术试题库答案

内容发布更新时间 : 2024/9/23 14:36:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2、总结晶闸管的工作原理,可以归纳出晶闸管正常工作时的特性如下:(4分) (1)当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通 。 (2)当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通 。 (3)晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通 。

(4)若要使已导通的晶闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。

3、电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的,它的特点有:(4分) (1)驱动电路简单,需要的驱动功率小。 (2)开关速度快,工作频率高。 (3)热稳定性优于GTR。

(4)电流容量小,耐压低,多用于功率不超过10kW的电力电子装置 4、单相全波与单相全控桥两者的区别在于:(3分) (1)单相全波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。

(2)单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应地,门极驱动电路也少2个;

但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。

(3)单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个。 5、三相桥式全控整流电路的5个特点分别是:(5分)

(一)每个时刻均需2个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,共阴极组的和共阳极组的各1个,且不能为同一相的晶闸管。 (二)对触发脉冲的要求

(1)6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序,相位依次差60 。

(2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120,共阳极组VT4、VT6、VT2也依

次差120 。

(3)同一相的上下两个桥臂,即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180

(三)整流输出电压ud一周期脉动6次,每次脉动的波形都一样,故该电路为6脉波整流电路。

(四)在整流电路合闸启动过程中或电流断续时,为确保电路的正常工作,需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲

(1)宽脉冲触发 :使脉冲宽度大于60(一般取80—100)

(2)双脉冲触发 :用两个窄脉冲代替宽脉冲,两个窄脉冲的前沿相差60,脉宽一般为20—30 。(3)常用的是双脉冲触发。

(五)晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同,晶闸管承受最大正、反向电压的关系也一样。

6、变压器漏感对整流电路影响的一些结论:(5分)

1)出现换相重叠角,整流输出电压平均值Ud降低。2)整流电路的工作状态增多。3)晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。4)换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。 5)换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。 7、产生逆变的条件是:(2分)

1)要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。 2)要求晶闸管的控制角>/2,使Ud为负值。 8、逆变失败的原因是:(4分)

1)触发电路工作不可靠,不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲,如脉冲丢失、脉冲延时等,致使晶闸管不能正常换相。

2)晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不通。 3)交流电源缺相或突然消失。 4)换相的裕量角不足,引起换相失败。

9、逆变电路中,换流方式一般分为4种,分别是:(4分) (1)器件换流(2)电网换流(3)负载换流(4)强迫换流 10、什么是电压逆变电路电压型逆变电路有什么特点:(4分)

(一)直流侧是电压源。(二)特点:1)直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动。 2)由于直流电压源的钳位作用,输出电压为矩形波,输出电流因负载阻抗不同而不同。 3)阻感负载时需提供无功功率,为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管。

11、什么是电流逆变电路电流型逆变电路有什么特点:(4分)

(一)直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。(二)特点:1)直流侧串大电感,电流基本无脉动,相当于电流源。2)交流输出电流为矩形波,与负载阻抗角无关,输出电压波形和相位因负载不同而不同。3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用,不必给开关器件反并联二极管。

12、斩波电路有哪三种控制方式分别是:(3分) (1)脉冲宽度调制(PWM):T不变,改变ton。 (2)频率调制:Ton不变,改变T。 (3)混合型:Ton和T都可调,改变占空比

13、采用直--交—直电路完成直流—直流的变换有以下原因:(4分) (1)输出端与输入端需要隔离。

(2)某些应用中需要相互隔离的多路输出。

(3)输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。

(4)交流环节采用较高的工作频率,可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。 14、什么是交流调压电路和交流调功电路二者各运用于什么样的负载(4分)

(1)交流调压电路:在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制,调节输出电压有效值的电路。电阻负载(2)交流调功电路:以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,改变通态周期数和断态周期数的比,调节输出功率平均值的电路。阻感负载 15、什么是异步调制什么是同步调制两者各有何特点(4分) (一)载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制

1通常保持载波频率fc固定不变,因而当信号波频率fr变化时,载波比N是变化的。2在信号波的半个周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。3当fr较低时,N较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称产生的不利影响都较小,PWM波形接近正弦波。4当fr增高时,N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不对称的影响就变大,输出PWM波和正弦波的差异变大,对于三相PWM型逆变电路来说,三相输出的对称性也变差。5在采用异步调制方式时,希望采用较高的载波频率,以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比。

(二)载波比N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。 1 fr变化时载波比N不变,信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的,脉冲相位也是固定的。 2在三相PWM逆变电路中,通常公用一个三角波载波,为了使三相输出波形严格对称和一相的PWM波正负半周镜对称,取N为3的整数倍且为奇数。

3当逆变电路输出频率很低时,同步调制时的fc也很低,fc过低时由调制带来的谐波不易滤除,当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声;当逆变电路输出频率很高时,同步调制时的fc会过高,使开关器件难以承受。

四、原理分析题(20分)

1、结合波形图,说明负载换流电路的工作原理。 2、结合波形图,说明单相半桥电压型逆变电路的工作原理。 3、结合波形图,说明单相桥式电流型逆变电路的工作原理。 4、指出图1为何种直流斩波电路,并说明其工作原理(不画波形图)。

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