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电力电子技术

电力电子技术（A）

一问答题

1什么是维持电流？

什么是擎住电流？

答：

在晶闸管导通后，阳极电流

下降，在

时，晶闸管关断，则

为维持电流。

在晶闸管导通后，

必须大于

才能保证触发脉冲消失后，晶闸管能可靠导通，则

为擎注电流

2晶闸管元件导通后，怎样才能由导通变为关断？

答：

阳极电流小于维持电流，Ia＜IH。

关断的方法：

1）零压关断，阳极对阴极加零压,UAK=0,如正弦波由正到负过零点；或A、K短路。

2）反压关断，阳极对阴极加反向电压,UAK＜0，电容充电电压反极性加在A、K之间；正弦波的负半波

3画出晶闸管的阳级伏安特性，标出确定晶闸管额定电压的电压名称。

答：

晶闸管的阳极伏安特性

为断态重复峰值电压

为反向重复峰值电压

通常取晶闸管的

和

中较小的标值作为该器件的额定电压。

4半控桥式整流电路，L负载，脉冲突然切除会出现什么现象？

如何解决？

答：

单相半控桥式整流电路

失控状态：

单相半控桥式整流电路（电感性负载）,当脉冲突然消失或控制角突然增大到180o，会出现一只晶闸管不关断，另两只二极管轮流导通的失控现象。

为了防止失控，负载两端应并联续流二极管。

5有源逆变的条件是什么？

答：

实现有源逆变的条件：

1）外部条件变流装置的直流侧必须外接有电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源E，且E的数值要大于Ud。

2）内部条件变流器必须工作在β＜90°（α＞90°）区间，使Ud＜0，才能将直流功率逆变为交流功率返送电网。

5、有源逆变的条件是什么？

答：

一，整流器负载含有直流电动势，电动势E的方向与整流器电流

的方向相同。

二，整流器控制角

，整流器输出电压反向，且

略小于直流电动势E三，工作在有源逆变状态的整流器必须为全控整流电路。

二填空题

1三相半波整流电路，R负载，触发脉冲出现在自然换向点之前，晶闸管（间隔）换向，输出波形顺序是（

………）。

2三相半波整流电路，电动机负载，合闸后电动机处于静止状态，此时a相脉冲距a相电压起始点（

），控制角

是（

）。

3考虑安全裕量，晶闸管通态平均电流的表达式是（IT（AV）=（1.5~2）

）

4逆变器的换流方式，主要有以下几种：

（器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流）。

5串流电感式电压型逆变器晶闸管导通角度是（

），串流二极管式电流型逆变器晶闸管导通角度是（

）。

三单向半控桥式整流电路，L=∞，有续流二极管，

=220V，

=90°，R=9.9

，求晶闸管，续流二极管的电流有效值，平均值，变压器容量和

。

解答：

参考答案：

解：

=90°

=99V

=10A

KP：

=2.5A

=5A

=7.07A

=220*5*

=1.5554KVA

=0.64

四三相全控桥式整流电路，电阻性负载。

1当

时，求

2当

时，求

解答：

参考答案：

解：

时

五三相全控桥整流电路，L=∞，

，

217V，

。

1画出逆变状态下的主回路，并标明有关参数极性

2当

=60°时，选择晶闸管元件，计算变压器容量

解答：

解：

=2.34

=-2.34*100/2=-117V

=100A

=0.578

=0.578*100=57.8A

=0.816

=0.816*100=81.6A

=（1.5~2）

=55.2~73.6A

=（2~3）

*100=490~735V

取700V选Kp100—7

=3*100*81.6=24480=24.48KVA

六三相全控桥式整流电路，L负载，锯齿波同步的触发电路，主变压器的组别为Dy1，试确定出同步变压器的组别。

解答：

七画出三相半波整流电路L负载主电路，并画出换相过电压保护，短路保护和di/dt保护器件。

解答：

电力电子技术（B）

一、问答题

1、根据晶闸管的阳极伏安特性，说明什么是晶闸管的额定电压？

答：

通常取断态重复峰值电压UDRM与反向重复峰值电压URRM中小者，作为晶闸管的额定电压。

2、根据晶闸管通态电流的定义，说明什么是晶闸管的额定电流？

答：

室温40oC，规定的冷却条件，单向正弦半波电路，电阻性负载，导通角θ≮170o，额定结温，晶闸管允许通过的最大电流平均值。

3、三相全控桥式整流电路对触发脉冲宽度有什么要求？

为什么？

答：

对触发脉冲宽度的要求:

60o＜τ＜120o。

4、什么是逆变？

哪些电路不能实现有源逆变？

答:

把直流电变成其他频率交流电的过程称为逆变。

不能实现有源逆变的电路：

凡具有续流作用，不能输出负Ud波形的电路，均不能实现有源逆变。

对于半控桥式晶闸管电路或直流侧并接有续流二极管的电路，不可能输出负电压，所以不能实现有源逆变。

5、什么是逆变失败？

逆变失败的原因是什么？

答：

逆变失败是指某种原因造成的外加直流电源通过变流器形成的短路或顺向串联。

工作在有源逆变状态时，若出现输出电压平均值与直流电源E顺极性串联，必然形成很大的短路电流流过晶闸管和负载，造成事故。

这种现象称为逆变失败或逆变颠复。

造成逆变失败的原因主要有：

1．触发脉冲丢失

2．快熔熔断造成电源缺相

3．晶闸管突然损坏或误触发

4．逆变角β调节的过小

二．填空题

1、晶闸管元件由断态到通态，脉冲切除后，能够维持元件导通的最小阳极电流叫做（擎住电流）。

2、晶闸管输出电流波形减少一倍，有效值减少到（1/

），电流平均值减少到（1/2）。

3、三相半波共阴极逆变电路，晶闸管主要工作在（正半周,），晶闸管元件主要承受（反向电压）。

4、三相全控桥整流电路，同一相脉冲互差（

），相邻相脉冲互差（

）。

5、三相半波整流电路，L负载，I2与IT的关系是（IT=I2），I2与Id的关系式是

（I2=

Id）。

三、单相半波整流电路，电阻性负载，

，

=200A，考虑安全余量2时，求:

=180°，

=90°的电流峰值？

解答：

参考答案：

解：

=180°：

I=1.57

，I=

/2,1.57

/2=

=1.57

200=314A

=90°：

I=1.57

，I=

1.57

/2=

1.57

200=444A

四三相半波整流电路，电阻性负载，

，

=60°时，

脉冲消失，画出输出电压

的波形和晶闸管元件

的波形。

解答：

五、三相全控桥式整流电路，反电势负载

=220V，

=305A，启动电流

=500A，最小连续电流

=10A，整流变压器Y/Y接法，原副边线电压分别为380V/220V。

1、选择晶闸管元件

2、计算变压器容量

解答：

参考答案：

解：

1、

=500/

=289A

=（1.5~2）

/1.57=（1.5~2）

289/1.57=276~368A取300A

=（2~3）

220=622~933V取7~9

取KP300-9晶闸管元件

2、

=220/

=127V

=0.816

305=249A

127

249=95KVA

六、利用单相整流桥，直流电动机发电机机组，三相半波整流器组成逆变试验电路，已知三相电源相电压

=30V，发电机输出电压

=35V，回路电阻R=1

。

a）绘出逆变状态主回路电路图，并标出逆变状态有关极性

b）计算

=60°，

=90°时的输出电流

。

c）画出逆变状态下的

、

的波形。

解答：

解：

a）

解：

b）

=1.17

cos

=60°：

=1.17

cos

=1.17

0.5=17.6V

=17.4V

=60°:

=1.17

cos

=1.17

0.5=17.6V

=52.6A

=90°:

/R=35A

C）

、

的波形。

=60°（

=120°）

七、三相全控桥整流电路反电势负载可逆运行，整流变压器接法为D,y11，锯齿波同步的触发电路，试确定同步变压器组别，并画出同步分析向量图。

解答：

电力电子技术（C）

一、判断题（对的画“

√”，错的画“X”）

1、通常把晶闸管的UDRM和URRM中较小的值标作该器件的额定电压。

（√）

2、在晶闸管导通后，如果对门极加反向电压，则晶闸管不能继续导通。

（X）

3、整流变压器的漏抗越大，则换相重叠角越大。

（√）

4、可控整流电路都可以实现有源逆变。

（X）

二、问答题

1、晶闸管元件的导通条件是什么？

答：

1）阳极对阴极加正向电压，UAK＞0；

2）门极对阴极加正向电压，UGK＞0。

2、晶闸管元件的额定电压是如何定义的？

解答：

通常取断态重复峰值电压UDRM与反向重复峰值电压URRM中小者，作为晶闸管的额定电压。

3、晶闸管元件通态平均电流的选择原则是什么？

答：

根据额定电流有效值IT与实际电流有效值I相等的原则，然后考虑1.5~2倍的安全裕量。

4、实现有源逆变的条件是什么？

解答：

实现有源逆变的条件：

1）外部条件变流装置的直流侧必须外接有电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源E，且E的数值要大于Ud。

2）内部条件变流器必须工作在β＜90°（α＞90°）区间，使Ud＜0，才能将直流功率逆变为交流功率返送电网。

三、填空题

1、晶闸管元件由通态到断态，能够维持元件导通的最小阳极电流叫做（维持电流）。

2、电流波形系数的定义表达式为（Kf=

）,额定情况下的波形系数为（1.57）。

3、流过晶闸管同一电流波形，导通时间不同，波形增加一倍，平均值增加到

（2）倍，有效值增加到（

）倍。

4、三相半波共阳极组整流电路，晶闸管元件主要工作在电源电压（负半周），晶闸管元件主要承受（正向电压）。

5、三相全控桥整流电路，L负载，I2与IT的关系式是（I2=

IT）,I2与Id的关系式是（I2=

Id）。

四、晶闸管型号为KP200-3，IH=4mA，判断在下列电路中工作是否合理？

为什么？

（忽略电压电流裕量）。

（a）（b）

解答：

解：

（a）

电流正好合适。

电压

耐压低，不合适。

故不合理。

（b）

大于维持电流。

但

故不合理。

五、图示电路为具有中点二级管D3的单相半控桥式整流电路：

1、绘出

=90°时的Ud波形

2、当u2=

时，求出

和

解答：

解：

2、

=0°时，

时，

五、图示电路为具有中点二级管的单相半控桥式整流电路：

（1）、绘出

=90°时的Ud波形

（2）、

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