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电力电子考试题库含答案

一、        填空（每空1分）

1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：

电力晶体管 GTR  ；图形符号为；

可关断晶闸管GTO ；图形符号为；

功率场效应晶体管 MOSFET ；图形符号为；

绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；图形符号为；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  ，输出电流波形为　 方波。

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  。

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控用控制角α   大于 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、双向晶闸管的触发方式有   Ⅰ+、 Ⅰ-、 Ⅲ＋、 Ⅲ-     四种。

11、双向晶闸管的触发方式有：

I+触发：

第一阳极T1接  正 电压，第二阳极T2接  负 电压；门极G接正电压，T2接  负 电压。

I-触发：

第一阳极T1接  正 电压，第二阳极T2接 负电压；门极G接负 电压，T2接 正电压。

Ⅲ+触发：

第一阳极T1接 负电压，第二阳极T2接正 电压；门极G接正电压，T2接 负电压。

Ⅲ-触发：

第一阳极T1接 负电压，第二阳极T2接 正电压；门极G接 负电压，T2接 正 电压。

12、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。

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。

16、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的大电流有效值为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

17、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   。

18、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在  0º—180º变化，在阻感性负载时移相范围在 φ—180º 变化。

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  。

20、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。

21、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。

22、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-180 º   度。

23、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   。

24、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。

25、绝缘栅双极型晶体管是以  电力场效应晶体管栅极为栅极作为栅极，以   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。

26、双向晶闸管的图形符号是    

    ，它的三个极分是  第一阳极T1、 第二阳极T2、和 门极G   。

27、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为   √2U2。

三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为  √6U2   。

（电源电压为U2）

28、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 α 表示。

29、正弦波触发电路的理想移相范围可达180º、 度，实际移相范围只有 150º。

30、一般操作过电压都是瞬时引起的尖峰电压，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 。

31、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。

32、逆变器环流指的是只流经 逆变电源 、逆变桥晶闸管  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α大于 β工作方式。

33、GTO的关断是靠门极加负信号出现门极反向电流来实现的。

34、大功率晶体管简称GTR，通常指耗散功率1W以上的晶体管。

35、功率场效应管是一种性能优良的电子器件，缺点是电流不够大和耐压不够高。

36、整流是把交流电变换为直流电的过程；逆变是把直流电变换为交流电的过程。

37、逆变角β与控制角α之间的关系为α=π－β。

38、逆变角β的起算点为对应相邻相负半周的交点往左度量。

39、当电源电压发生瞬时与直流侧电源顺极性串联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为逆变失败或逆变颠覆。

40、为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应为30°～35°。

41、由两套晶闸管组成的变流可逆装置中，每组晶闸管都有四种工作状态，分别是待整流状态、整流状态、待逆变状态和逆变状态。

42、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直流电压的装置称为

斩波器。

43、反并联可逆电路常用的工作方式为逻辑无环流，有环流以及错位无环流三种。

在工业上得到广泛应用的是逻辑无环流方式。

44、采用接触器的可逆电路适用于对快速性要求不高、容量不大的场合。

45、晶闸管整流装置的功率因数定义为交流侧有功功率与视在功率之比。

46、晶闸管装置的容量愈大，则高次谐波愈大，对电网的影响愈大。

47、在装置容量大的场合，为了保证电网电压稳定，需要有无功功率补偿，最常用的方法是在负载侧并联电容。

48、变频电路从变频过程可分为交流—交流变频和交流—直流—交流变频两大类。

49、脉宽调制变频电路的基本原理是：

控制逆变器开关元件的导通和关断时间比，

即调节脉冲宽度来控制逆变电压的大小和频率。

50.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_大于（或≈（2～4））_IH。

51.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是__智能功率集成电路__。

52.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压UBO数值大小上应为，UDSM_小于（或<）_UBO。

53.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_UFm=

U2 __，设U2为相电压有效值。

54.三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_120°__。

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

56.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_静态均压_措施。

57.三相全控桥式变流电路交流侧非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有Y形和△形二种方式。

58.抑制过电压的方法之一是用_储能元件_吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。

59.改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变_输出电压基波__的幅值。

60.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是_（一个）较大的负电流_。

61.恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是___减小存储时间_____。

62.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用__快速恢复______型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。

二、        判断题,（每题1分,对√、错×）

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、变频调速实际上是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变输出转速的目的。

（  √  ）

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、   半控桥整流电路，大电感负载不加续流二极管，输出电压波形中没有负向面积。

（  √  ）

22、晶闸管并联使用时，必须注意均压问题。

  （  × ）

23、无源逆变指的是不需要逆变电源的逆变电路。

    （   ×）

24、直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用  （   ×）

25、无源逆变指的是把直流电能转变成交流电能回送给电网。

（× ）

26、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。

（  × ）

27、三相全控桥整流电路中，输出电压的脉动频率为150Hz。

    （ × ）

28、变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度，达到改变输出转速的目的。

（ √  ）

29、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。

    （   ×  ）

30、逆变角太小会造成逆变失败。

     （   √  ）

31、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。

    （    √ ）

32、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。

  （   ×  ）

33、在单相全控桥电路中，晶闸管的额定电压应取U2。

    （  ×   ）

34、大功率晶体管的放大倍数β都比较低。

（√）

35、工作温度升高，会导致GTR的寿命减短。

（√）

36、使用大功率晶体管时，必须要注意“二次击穿”问题。

（√）

37、同一支可关断晶闸管的门极开通电流和关断电流是一样大的。

（×）

38、电力晶体管的外部电极也是：

集电极、基极和发射极。

（√）

39、实际使用电力晶体管时，必须要有电压电流缓冲保护措施。

（√）

40、同一支可关断晶闸管的门极开通电流比关断电流大。

（×）

41、电力场效应晶体管属于电流型控制元件。

（×）

42、绝缘栅双极型晶体管具有电力场效应晶体管和电力晶体管的优点。

（√）

43、把交流电变成直流电的过程称为逆变。

（×）

44、应急电源中将直流电变为交流电供灯照明，其电路中发生的“逆变”称有源逆变。

（×）

45、晶闸管变流可逆装置中出现的“环流”是一种有害的不经过电动机的电流，必须想办法减少或将它去掉。

（√）

46、晶闸管变流装置会对电网电压波形产生畸变。

（√）

47、对低电压大电流的负载供电，应该用带平衡电抗器的双反星型可控整流装置。

（√）

48、晶闸管触发电路与主电路的同步，主要是通过同步变压器的不同结线方式来实现的（√）

49、电源总是向外输出功率的。

（×）

50、晶闸管可控整流电路就是变流电路。

（×）

51、只要控制角α＞90°，变流器就可以实现逆变。

（×）

52、采用接触器的可逆电路适用于对快速性要求不高的场合。

（√）

53、逻辑控制无环流可逆电路的动态性能较差。

（√）

54、逻辑控制无环流可逆电路在运行过程中存在有死区。

（√）

55、晶闸管装置的容量愈大，对电网的影响就愈小。

（×）

56、采用晶体管的变流器，其成本比晶闸管变流器高。

（√）

三、选择题（每题1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,D、控制电流

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、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

7、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°。

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

达到调整移相控制范围，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D、控制电流

9、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（A）

A、700V　　　B、750V　　　C、800V　　　D、850V

10、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、90°             B、120°            C、150°            D、180°

11、单相半控桥整流电路的二组触发脉冲依次相差   A  度。

A、180°， B、60°， c、360°， D、120°

12.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为（  B  ）

A.一次击穿   B.二次击穿      C.临界饱和       D.反向截止

13.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成（  B   ）

A.大功率三极管                         B.逆阻型晶闸管

C.双向晶闸管                           D.可关断晶闸管

14.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是（  A   ）

A.干扰信号                         B.触发电压信号

C.触发电流信号                     D.干扰信号和触发信号

15.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（  B   ）

A.导通状态   B.关断状态     C.饱和状态         D.不定

16.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（  B   ）

A.

U2   B.

U2        C.2

U2        D.

U2

17.单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为（  C  ）

A.

U2    B.2

U2    C.

U2           D.

U2

18.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是（ A  ）

A.0°～90°  B.0°～180°     C.90°～180°      D.180°～360°

19.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=（  C  ）

A.π-α   B.π+α   C.π-δ-α        D.π+δ-α 

20.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关（  A  ）

A.α、负载电流Id以及变压器漏抗XC     B.α以及负载电流Id

C.α和U2                 D.α、U2以及变压器漏抗XC

21.可在第一和第四象限工作的变流电路是（  A  ）

A.三相半波可控变电流电路B.单相半控桥

C.接有续流二极管的三相半控桥D.接有续流二极管的单相半波可控变流电路

22.快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是（  D  ）

A.功率晶体管  B.IGBT       C.功率MOSFET       D.晶闸管

23.若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（  C  ）

A.增大三角波幅度                     B.增大三角波频率

C.增大正弦调制波频率                 D.增大正弦调制波幅度

24.采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（  C  ）

A.减小输出幅值                       B.增大输出幅值

C.减小输出谐波                       D.减小输出功率

25.电流型逆变器中间直流环节贮能元件是（ B  ）

A.电容       B.电感     C.蓄电池            D.电动机

四、问答分析题,（每题7分）

1、 在晶闸管两端并联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？

1、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、单结晶体管的特性曲线可以分为哪几段？

如果用一个二极管和两个电阻接成如下方式，请按对单结晶体管特性曲线进行研究的相同做法，设计试验电路，并作出它的Ie-Ue特性曲线。

2、单结晶体管特性曲线可分为：

截止区、负阻区、饱和导通区。

 3、由下面单结晶体管的触发电路图画出各点波形。

4、 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

解：

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。

5、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件？

解：

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。

另外逆变器必需工作在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。

6、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求？

2、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。

7、实现正确触发的同步定相的方法步骤有哪些？

 A：

根据不同触发电路与脉冲移相范围的要求，确定同步信号电压us与对应晶闸管阳极电压之间的相位关系。

  B：

根据整流变压器TS的接法与钟点数，以电网某线电压作参考矢量，画出整流变压器二次侧也就是晶闸管阳极电压的矢量。

再根据A确定同步信号US与晶闸管阳极电压的相位关系，画出对应的同步相电压矢量和同步线电压的矢量。

  C：

根据同步变压器二次线电压矢量位置，定出同步变压器TS的钟点数和接法。

只需把同步变压器二次电压Usu、Usv、Usw分别接到VT1，VT3，VT5管的触发电路；Us（-U）、Us（-v）、Us（-w）分别接到VT4、VT6、VT2的触发电路，与主电路的各个符号完全对应，即能保证触发脉冲与主电路同步。

8、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。

（7分）

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。

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。

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。

11、什么叫整流？

什么叫逆变？

什么叫有源逆变？

什么叫无源逆变？

答：

把交流电变为直流电的过程叫整流；把直流电变为交流电的过程叫逆变；将直流电变为和电网同频率的交流电并反送到交流电网去的过程