电力电子技术复习.docx

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电力电子技术复习

一、选择题（每题2分，共30分）

1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 A度。

A、180°， B、60°， c、360°， D、120°

2、α为 C度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。

A，0度， B，60度， C，30度， D，120度，

3、晶闸管触发电路中，若改变 B 的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A、 同步电压， B、控制电压， C、脉冲变压器变比。

4、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。

5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理 A 。

 A、30º-35º，  B、10º-15º，  C、0º-10º，   D、0º。

6、在下面几种电路中，能实现有源逆变的电路是 A。

A、三相半波可控整流电路。

       B、三相半控整流桥电路。

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、在有源逆变电路中，逆变角

的移相范围应选 B 为最好。

 A、

=90º∽180º，   B、

=35º∽90º， C、

=0º∽90º，

8、晶闸管整流装置在换相时刻（例如：

从U相换到V相时）的输出电压等于C。

A、U相换相时刻电压uU，  B、V相换相时刻电压uV，

C、等于uU+uV的一半即：

9、三相全控整流桥电路，如采用双窄脉冲触发晶闸管时，下图中哪一种双窄脉冲间距相隔角度符合要求。

请选择 B。

10、晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，改变 C 的大小，可使直流电动机负载电压Ud=0，使触发角α=90º。

达到调定移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。

A、同步电压，   B、控制电压，    C、偏移调正电压。

11、下面哪种功能不属于变流的功能（　C　）

A、有源逆变　　　B、交流调压　　　C、变压器降压　　D、直流斩波

12、三相半波可控整流电路的自然换相点是（   B  ）

A、交流相电压的过零点；

B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处；

C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°；

D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。

13、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（　B　）

A、700V　　　B、750V　　　C、800V　　　D、850V

14、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（ D）

A、0º-90° B、0º-120° C、0º-150°  D、0º-180°

15、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差  A 度。

 A、180度；   B、60度；   C、360度；   D、120度；

16、可实现有源逆变的电路为 A 。

 A、单相全控桥可控整流电路     B、三相半控桥可控整流电路

 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路

17、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选 A 时系统工作才可靠。

 A、300~350    B、100~150       C、00~100     D、00 

18、α= B 度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形处于连续和断续的临界状态。

  A、0度；  B、60度；  C、30  D、120度；

19、变流装置的功率因数总是 C 。

 A、大于1；  B、等于1； C、小于1；

20、变流器工作在逆变状态时，控制角α必须在 D 度。

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

21、三相半波可控整流电阻性负载电路，如果三个晶闸管采用同一相触发脉冲，α的移相范围 D。

  A、0º--60º；B、0º--90º；C、0º--120º；D、0º--150º；

22、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、U2φ；B、α、Id；

C、α、U2； D、α、U2、XL；

23、在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是  A 。

A、0°～90° B、0°～180°C、90°～180°   

24、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平均值为 D 。

A、0.45U2；  B、0.9U2；C、1.17U2； D、2.34U2；

25、变流装置的功率因数总是 C 。

 A、大于1；  B、等于1； C、小于1；

26、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是 A度。

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

27、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置来触发，α的移相范围是 D 。

 A、0º--60º；B、0º--90º； C、0º--120º；D、0º--150º；

28、在下面几种电路中，不能实现有源逆变的电路有哪几种 BCD。

A、三相半波可控整流电路。

B、三相半控整流桥电路。

C、单相全控桥接续流二极管电路。

 D、单相半控桥整流电路。

29、在晶闸管触发电路中，若使控制电压UC=0，改变C的大小，可使直流电动机负载电压Ud=0，使触发角α=90º。

达到调定移相控制范围，实现整流、逆变的控制要求。

A、同步电压，   B、控制电压， C、偏移调正电压

二、判断题（正确的打√、错误的打×每小题1分，共20分）

1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。

（√）

2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。

（×）

3晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。

 （×）

4、逆变角太大会造成逆变失败。

（×）

5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。

（ √）

6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

（×）

7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

（×）

8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。

（×）

9、在三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz。

（×）

10、变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速目的。

（√）

11、两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜用电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。

（√）

12、逆变失败，是因主电路元件出现损坏，触发脉冲丢失，电源缺相，或是逆变角太小造成的。

（√）

13、变流装置其功率因数的高低与电路负载阻抗的性质，无直接关系。

（√）

14、并联与串联谐振式逆变器属于负载换流方式，无需专门换流关断电路。

（√）

15、触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。

（×）

16、三相半波可控整流电路，不需要用大于60º小于120º的宽脉冲触发，也不需要相隔60º的双脉冲触发，只用符合要求的相隔120º的三组脉冲触发就能正常工作。

（√）

17、变频调速装置是属于无源逆变的范畴。

（√）

18、有源逆变装置是把逆变后的交流能量送回电网。

（√）

19、双向晶闸管额定电流的定义，与普通晶闸管的定义相同（×）

20、用稳压管削波的梯形波给单结晶体管自激振荡电路供电，目的是为了使触发脉冲与晶闸管主电路实现同步。

（√）

21、三相桥式半控整流电路，带大电感性负载，有续流二极管时，当电路出故障时会发生失控现象。

（×）

22、晶闸管并联使用时，必须采取均压措施。

（×）

23、供电电源缺相、逆变桥元件损坏、逆变换流失败等故障。

也会引起逆变失败。

（√）

24、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。

（√）

25、用多重逆变电路或多电平逆变电路，可以改善逆变电路的输出波形，使它更接近正弦波。

（√）

26、三相桥式全控整流电路，输出电压波形的脉动频率是150HZ。

（×）

27、在普通晶闸管组成的全控整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。

（√）

28、在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。

（×）

29、提高电力电子装置的工作频率，可以使电力电子装置的体积和重量减小。

（√）

30、无源逆变电路，是把直流电能逆变成交流电能，送给电网，（×）

31、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。

 （×）

32、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。

（×）

33、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用（×）

34、在三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反压为

倍相电压U2。

（×）

35、逆变角太小会造成逆变失败。

（×）

36、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。

（√）

37、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。

（×）

38、三相半波可控整流电路中，如果三个晶闸管采用同一组触发装置，则α的移相范围只有120o。

（√）

39、三相半波可控整流电路也必需要采用双窄脉冲触发。

（×）

40、KP2—5表示的是额定电压200V，额定电流500A的普通型晶闸管。

（×）

41、在单结晶体管触发电路中，稳压管削波的作用是为了扩大脉冲移相范围。

（×）

42、在三相桥式全控整流电路中，采用双窄脉冲触发晶闸管元件时，电源相序还要满足触发电路相序要求时才能正常工作。

（√）

43、双向晶闸管与普通晶闸管一样，额定电流也用通态电流平均值表示（×）

44、双向晶闸管的结构与普通晶闸管一样，也是由四层半导体（P1N1P2N2）材料

构成的。

（ × ）

45、电流型并联谐振逆变电路负载两端电压波形是很好的正弦波（×）

46、变频器总是把直流电能变换成50Hz交流电能。

（×）

47、只要采用双窄脉冲触发三相桥式全控整流电路的晶闸管，电路就能正常工作。

（√）

48、KP10—5表示的是额定电压1000V，额定电流500A的普通型晶闸管。

（×）

49、双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流是用电流有效值来表示的。

（√）

50、并联谐振逆变电路采用负载换流方式时，谐振回路不一定要呈电容性。

（×）

51、双向晶闸管的结构与普通晶闸管不一样，它是由五层半导体材料构成的。

（√）

52、电压型并联谐振逆变电路，负载电压波形是很好的正弦波（√）

53、有源逆变电路是把直流电能变换成50Hz交流电能送回交流电网。

（√）

54、无源逆变电路是把直流电能逆变成交流电能送给交流电网。

（×）

55、在变流装置系统中，增加电源的相数也可以提高电网的功率因数。

（×）

56、KP100—5表示的是额定电压100V，额定电流500A的普通型晶闸管。

（×）

三、填空（每空1分20分）

1、请在空格内标出下面元件的简称：

电力晶体管　GTR ；可关断晶闸管　GTO ；功率场效应晶体管　MOSFET 　；绝缘栅双极型晶体管　IGBT 。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。

4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦，输出电流波形为方波。

5、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。

6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。

7、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经逆变电源、逆变桥而不流经负载的电流。

环流可在电路中加电抗器来限制。

为了减小环流一般采用控制角α大于β的工作方式。

8、常用的过电流保护措施有快速熔断器、串进线电抗器、接入直流快速开关、控制快速移相使输出电压下降。

（写出四种即可）   

9、由晶闸管构成的逆变器换流方式有 负载 换流和强迫（脉冲）换流。

10、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。

。

11、单结晶体管产生的触发脉冲是尖脉冲脉冲；主要用于驱动小功率的晶闸管；锯齿波同步触发电路产生的脉冲为强触发脉冲脉冲；可以触发大功率的晶闸管。

12、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为

；晶闸管的额定电流可选　为

。

13、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为零电压电路与零电流电路两大类。

14、对异步电动机实施变频调速控制，通常的控制方式有恒压频控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制四种。

15、PWM逆变电路的控制方法有计算法、调制法、跟踪控制法三种。

其中调制法又可分为异步调控法、同步调控法两种。

16、通常变流电路实现换流的方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流四种。

17、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是

，负载是阻感性时移相范围是

。

18、在电力晶闸管电路中，常用的过电压保护有避雷器；阻容吸收；

硒堆；压敏电阻和整流式阻容吸收等几种。

19、提高变流置的功率因数的常用方法有减小触发角、增加整流相数、采用多组变流装置串联供电、设置补偿电容几种。

20、目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有GTO、GTR、MOSFET、IGBT几种。

21、普通晶闸管的图形符号是  ，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G。

 晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。

22、可关断晶闸管的图形符号是 A；电力场效应晶体管的图形符号是 B；绝缘栅双极晶体管的图形符号是 C ；电力晶体管的图形符号是 D 。

ABCD

23、绝缘栅双极型晶体管是以电力场效应晶体管栅极作为栅极，以电力晶体管集电极和发射极作为发射极与集电极复合而成。

24、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）

25、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。

26、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。

27、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。

28、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。

29、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。

30、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。

31、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。

32、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向整流状态、逆变状态、反向整流状态、逆变状态。

33、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。

34、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。

35、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。

36、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。

37、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。

38、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。

39、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。

40、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。

41、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。

四、分析题：

每小5分，共10分

1、晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些？

其中电阻R的作用是什么？

R、C回路的作用是：

吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用。

R的作用为：

使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。

2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

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。

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。

3、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？

A:

触发信号应有足够的功率。

B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。

C：

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。

4、单相半波可控整流电路，如

（1）晶闸管内部短路，

（2）晶闸管内部开路，在下面的坐标中画出其直流输出电压Ud和晶闸管两端电压UT的波形。

5、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

①星形接法的硒堆过电压保护；②三角形接法的阻容过电压保护；

③桥臂上的快速熔断器过电流保护；④晶闸管的并联阻容过电压保护；

⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护；⑥直流侧的压敏电阻过电压保护；

⑦直流回路上过电流快速开关保护；VD是电感性负载的续流二极管；

Ld是电动机回路的平波电抗器；

五、计算题（每小题10分,共20分）

1、一台工业炉原由额定电压为单相交流220∨供电，额定功率为10千瓦。

现改用双向晶闸管组成的单相交流调压电源供电，如果正常工作时负载只需要5千瓦。

试问双向晶闸管的触发角α应为多少度？

试求此时的电流有效值，以及电源侧的功率因数值。

2、

已知自耦变压器基本绕组为1-0，调整绕组1-3与1-2之间的匝数是1-0的10％。

试分析图示两组反并联晶闸管组成的电路，是如何实现在输入电压波动时，使输出电压∪0保持稳定？

3、在图示交流调压电路中，已知U2＝220V负载电阻RL＝10Ω，当触发角α＝90°时，计算RL吸收的交流电功率是多少？

并画出RL上的电压波形图。

导通区用阴影线表示。

4、在图示升压斩波电路中，已知E=50V，负载电阻R=20Ω，L值和C值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs，ton=25µs时，计算输出电压平均值U0，输出电流平均值I0。