电力电子技术期末考试试题及答案1文档格式.docx

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带阻感负载时，α角移相范围为_0-90O_，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为__

_和__

_；

带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个_平波电抗器_。

　　4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_π-α-δ_;

当控制角α小于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ=_π-2δ_。

5.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于__

_，晶闸管控制角α的最大移相范围是_0-150o_，使负载电流连续的条件为__

__（U2为相电压有效值）。

　　6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120o_，当它带阻感负载时，α的移相范围为__0-90o_。

　　7.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是_最高__的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是_最低_的相电压；

这种电路α角的移相范围是_0-120o_，ud波形连续的条件是_

_。

8.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值__下降_。

　　9.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为__

_，随负载加重Ud逐渐趋近于_0.9U2_，通常设计时，应取RC≥_1.5-2.5_T，此时输出电压为Ud≈__1.2_U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期）。

　　10.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id断续和连续的临界条件是_

_，电路中的二极管承受的最大反向电压为_

_U2。

　　11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当α从0°

～90°

变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随α的增大而_增大_，当α从90°

～180°

变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随α的增大而_减小_。

　12.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称

和_升压斩波电路_。

3.斩波电路有三种控制方式：

_脉冲宽度调制（PWM）_、_频率调制_和_（ton和T都可调，改变占空比）混合型。

　　4.升压斩波电路的典型应用有_直流电动机传动_和_单相功率因数校正_等。

5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为__

______。

6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有__升压斩波电路___、__Sepic斩波电路_和__Zeta斩波电路__。

　　7.Sepic斩波电路和Zeta斩波电路具有相同的输入输出关系，所不同的是：

_Sepic斩波电路_的电源电流和负载电流均连续，_Zeta斩波电路_的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为__正_极性的。

　　8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第__1__象限，升压斩波电路能使电动机工作于第__2__象限，_电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限。

　　9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第_1、2、3、4_象限。

　　10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个_升压_斩波电路和一个__降压_斩波电路的组合；

多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个__基本__斩波电路并联。

第4章交流—交流电力变换电路

1.改变频率的电路称为_变频电路_，变频电路有交交变频电路和_交直交变频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路__，后者也称为_间接变频电路_。

2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为_0-180O_，随α的增大，Uo_降低_，功率因数λ_降低__。

　　3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜ϕ（ϕ=arctan（ωL/R））时,VT1的导通时间_逐渐缩短_,VT2的导通时间__逐渐延长_。

　　4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于_支路控制三角形_联结方式，TCR的控制角α的移相范围为_90O-180O_，线电流中所含谐波的次数为_6k±

1_。

　　5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：

_该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压相等_。

　　6.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为__交交变频电路_。

　　7.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由_输出电流的方向_决定的，交流电路工作在整流还是逆变状态是根据_输出电流方向和输出电压方向是否相同_决定的。

　　8.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50Hz时，单相交交变频电路的输出上限频率约为_20Hz__。

　　9.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即_公共交流母线进线方式_和_输出星形联结方式_，其中主要用于中等容量的交流调速系统是_公共交流母线进线方式_。

　　10.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。

它采用的开关器件是_全控_器件；

控制方式是_斩控方式_。

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　；

IGBT是MOSFET和GTR的复合管。

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　正弦波波，输出电流波形为　方波波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。

6、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。

7、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。

8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间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=β的工作方式。

9、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）

10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电流型型逆变器，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元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180º

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元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120º

度。

11、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；

升降压斩波电路。

12、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。

13、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。

14、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK　快速晶闸管　；

200表示表示　　　200A，9表示　　　900V　　。

15、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。

17、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流开关与零电压开关两大类。

18、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；

等宽调频控制；

脉宽与频率同时控制三种。

19、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157安培。

通常在选择晶闸管时还要留出1.5—2倍的裕量。

20、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。

21、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

22、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；

整流式阻容吸收等几种。

23、。

晶闸管的维持电流IH是指在温40度以下温度条件下，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。

25、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。

.。

27、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，以以电力晶体管集电极和发射极复合而成。

28、在电力晶闸管电路中，常用的过电流保护有快速熔断器；

电路串电抗器；

过流时快速移相；

直流快速开关；

等几种。

29、晶闸管的换相重叠角与电路的触发角α；

变压器漏抗XB；

平均电流Id；

电源相电压U2。

等到参数有关。

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

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为

（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。

35、带平衡电抗器的双反星形电路，变压器绕组同时有两相相导电；

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。

36、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度换一次相，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，且要求不是不在同一桥臂上的两个元件。

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角，用α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管、它的额定电压为800V、伏、额定电流为100A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；

逆变桥必须工作在β<

90º

（即α>

）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150HZ；

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300HZ；

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90º

度较合适；

如采用双窄脉冲触发时，双窄脉冲的间隔应为60º

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围0º

--150º

，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围0º

--120º

，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围0º

--150。

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。

电力电子技术问答分析题

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<

（α>

）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、单相桥式半控整流电路，电阻性负载。

当控制角

α=90º

时，画出：

负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD2电压uVD2，在一周期内的电压波形图。

6、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

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。

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。

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。

8、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；

9、为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？

A、触发电路必须有足够的输出功率；

B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步；

C、触发脉冲要有一定的宽度，且脉冲前沿要陡；

D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；

10、下图为一单相交流调压电路，试分析当开关Q置于位置1、2、3时，电路的工作情况并画出开关置于不同位置时，负载上得到的电压波形。

Q置于位置1：

双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上无电压。

Q置于位置2：

正半周，双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。

负半周，由于二极管VD反偏，双向晶闸管得不到触发信号，不能导通，负载上得到半波整流电压。

Q置于位置3：

负半周，双向晶闸管Ⅲ-触发方式导通，负载上得到近似单相交流电压。

1.1什么是电力电子技术

电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术：

信息电子技术和电力电子技术。

1.2电力变换的类型

交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。

交流变直流称为整流，直流变交流称为逆变。

2.1电力电子器件一般工作在开关状态

损耗：

通态损耗、断态损耗开通损耗和关断损耗。

总称开关损耗

2.2电力电子器件损耗的主要因素?

通常来讲，除一些特殊器件外，电子电子器件的断态漏电流都极其微小，因而通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。

当器件开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

2.3电子器件在实际应用中的系统组成：

控制电路、检测电路、主电路。

主电路和控制电路的连接路径上一般需要进行电气隔离，而通过其他手段来传递信号。

主电路和控制电路中要附加保护电路。

2.4电力电子器件的分类？

通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件被称为半控型器件。

主要是指晶闸管及其大部分派生器件。

通过控制信号既可以控制导通又可以控制关断的电力电子器件被称为全控性器件，又称自关断器件。

目前最常用的是绝缘栅双极晶体管和电力场效应晶体管。

不能用控制信号控制其通断的电力电子器件就是电力二极管，又被称为不可控器件。

2.5晶闸管导通、关断的条件？

导通：

晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流

关断：

去掉阳极所加的正向电压，或者给阳极施加反压，或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。

3.1换相过程持续的时间用电角度γ表示，称为换相重叠角。

3.2变压器漏感对整流电路有什么影响？

1.出现换相重叠角γ，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。

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。

3.3换相重叠角γ的变化规律？

1.Id越大，γ越大。

2.XB越大，γ越大。

3.α≤90°

时，α越小，γ越大。

3.4什么叫有源逆变？

什么叫无源逆变？

交流侧和电网连接时，这种逆变电路称为有源逆变电路。

如果交变电路的交流侧不与电网连接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变。

3.5产生逆变的条件？

1.要有直流电动势，其极性需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α＞π/2，使Ud为负值。

3.6有源逆变用在什么方面？

直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等方面。

3.7什么是逆变失败？

逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联。

由于逆变电路的内阻很小，就会形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败。

3.8逆变失败的原因

1.触发电路工作不可靠。

2.晶闸管发生故障。

3.在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失。

4.换相的裕量角不足，引起换相失败。

3.9最小逆变角βmin一般取30°

~35°

4.1换流方式的分类？

器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流。

4.2管子用什么样的换流方式

4.3三相电压桥式逆变电路的工作方式

180°

导电方式和120°

导电方式。

4.4三相电流型逆变电路换流过程可分为恒流放电和二极管换流两个阶段。

5.1斩波电路控制方式

脉冲宽度调整（脉冲调宽型）、频率调制（调频型）、混合型

6.1几种控制方式

把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。

这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。

在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，称为交流调压电路。

以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变童泰周期数和断态周期数的比，可以方便调节输出功率的平均值，称为交流调功电路。

如果并不