電力電子技術(shù)經(jīng)典試題

1、精品文檔1. 什么是電力電子技術(shù)？答：應(yīng)用于電力領(lǐng)域的、使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。是一門與電子、控制和電力緊密相關(guān)的邊緣學(xué)科。2. 說“電力電子技術(shù)的核心技術(shù)是變流技術(shù)”對(duì)嗎？答：對(duì)。3. 模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)也是電力電子技術(shù)嗎？答：不是。4. 舉幾例日常生活中應(yīng)用電力電子技術(shù)的裝置。答：電動(dòng)自行車的充電器，手機(jī)充電器，電警棍等。5. 簡(jiǎn)答“開關(guān)電源”和“線性電源”的主要優(yōu)缺點(diǎn)。答：開關(guān)電源：優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、效率高、自身抗干擾性強(qiáng)、輸入和輸出的電壓范圍寬、可模塊化。缺點(diǎn)：由于開關(guān)工作模式和高頻工作狀態(tài)，對(duì)周圍設(shè)備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地。線性電源：優(yōu)點(diǎn)：

2、電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的噪聲干擾。缺點(diǎn)：是需要龐大而笨重的變壓器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，效率低。將逐步被開關(guān)電源所取代。6. 解釋：不可控器件 （ 說明導(dǎo)通和關(guān)斷的條件） 、半控型器件、全控型器件，并舉出代表性器件的名稱。答：不可控器件：不用控制信號(hào)來控制其通、斷。導(dǎo)通和關(guān)斷取決于其在主電路中承受電壓的方向和大小。典型器件：電力二極管導(dǎo)通條件：正向偏置，即承受正向電壓，且正向電壓閥值電壓。關(guān)斷條件：反向偏置，即承受反向電壓。半控型器件：用控制信號(hào)來控制其導(dǎo)通，一旦導(dǎo)通門極就失去控制作用。關(guān)斷取決于其在主電路中承受的電壓、電流的方向和

3、大小。典型器件：晶閘管全控型器件：導(dǎo)通和關(guān)斷均由電路的觸發(fā)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)（驅(qū)動(dòng)狀態(tài)需保持）。典型器件：GTR IGBT POWER MOSFET“反向7. 如圖示的二極管伏安特性曲線，示意性地在坐標(biāo)曲線上標(biāo)注二極管的參數(shù)”反向擊穿電 壓UE?、 “門檻電壓UTO、 ”正向?qū)娏鱅F”及其對(duì)應(yīng)的“正向壓降 UF'、漏電流”電力二極管的伏安特性精品文檔精品文檔8.教科書P42:第4題圖中陰影部分為晶閘管處于通態(tài)區(qū)間的電流波形，各波形的電流最大值均為Im,寫出各波形的電流平均值Id1、Id2、Id3與電流有效值Il、12、I3的計(jì)算表達(dá)式（不必計(jì)算出結(jié)果）。17ZUb)解：0 4o 4 心a

4、）平均值:I di有效值:Ii21,f(3 t)d(3 t)2 o；fW t)2dW t)兀% I m sin4d(a t)12 一一一(I m Sin 3 t) d® t)24b)平均值:I d22 fQ t)d(3 t)-2 o1m sin 3 t d(a t)有效值:1 202f t) d(3 t)201 z .2 . .(I m Sin 3 t) d(3 t)c)平均值:I d3d 2211f 3td(3 t) I md(a t)2020有效值:21-2f(3 t) d(3 t)2 o1 22c Im%W t)2 o9.依據(jù)教材P20圖2-8,簡(jiǎn)要說明品閘管的工作原理Aa）b

5、）答：品閘管的工作原理：開通：在有陽極正向電壓 Ea的情況下，驅(qū)動(dòng)電路注入門極電流 IG后，由于電源Ea和晶閘 管結(jié)構(gòu)形成的電流IC1的正反饋?zhàn)饔?，?shí)現(xiàn)開通。品閘管開通后，如果保持陽極正向電壓Ea和晶閘管導(dǎo)通電流Ik不變，停止驅(qū)動(dòng)電流Ig, 品閘管保持繼續(xù)導(dǎo)通。關(guān)斷：去掉陽極正向電壓EA,或給陽極施加反壓，使流過晶閘管的電流Ik降低到接近于零的 某一數(shù)值以下才能關(guān)斷。門極驅(qū)動(dòng)控制不能關(guān)斷已導(dǎo)通的晶閘管，只能依靠外部電路實(shí)施關(guān)斷。10 .簡(jiǎn)述使晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件。答：導(dǎo)通條件：承受正向電壓，并由電路的觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng) （在門極施加觸發(fā)電流）。關(guān)斷條件：取決于其在主電路中承受的電壓和電流狀態(tài)。即利

6、用外加反向電壓使晶閘管的電流減小到近于零（小于維持電流）。11 .繪出晶閘管、MOSFETt N、P溝道兩種）、GTRIGBT四個(gè)常見電力電子器件的電路符號(hào)，并標(biāo)注它們的引腳代號(hào)和引腳名稱陰極陽極晶閘管柵枝S源極N溝道 MOSFET8源艱F 溝道 MOSFET:靠電統(tǒng)e發(fā)射極 GTI?c集電極知極）E發(fā)射板1GHTD漏極D混核AC-AC電路，并說明主要功能12 .解釋 AC-DC電路、AC-DOfe路、DC-DOfe路、AC-DC電路：交流變直流即整流電路。取交流電源供直流負(fù)載使用。DC-AC電路：直流變交流即逆變電路。取直流電源供交流負(fù)載使用。DC-DC電路：直流變直流電路。改變直流電源的電

7、壓，也可實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的電氣 隔離作用。AC-AC電路：交流變交流電路?？梢愿淖兘涣麟娫吹碾妷骸㈩l率、波形。13 .把“？”改成答案和在括符中作出選擇：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐穾щ娮柝?fù)載電路如下圖，設(shè)控制角=a在U2正半周期間，電源電壓相位小于a,四個(gè)晶閘管均（不導(dǎo)通/導(dǎo)通）。在U2正半周期間，在觸發(fā)角處觸發(fā)VT?和VT?,輸出電流從電源a端到b端的流 經(jīng)回路是：? ? ?在U2負(fù)半周期間，電源電壓相位小于a,四個(gè)晶閘管均（不導(dǎo)通/導(dǎo)通）。在U2負(fù)半周期間，在觸發(fā)角處觸發(fā)VT?和VT?,輸出電流從電源b端到a端的流經(jīng)回路是：? 一? 一?精品文檔(不導(dǎo)通)。(VT1 和 VT4)。 VT1 R

8、 VT4(不導(dǎo)通)。(VT2 和 VT3)。 VT3 R VT2精品文檔14.單相全波可控整流電路帶電阻負(fù)載的電路圖如下。設(shè)控制角=a問：在電源U2的兩個(gè)正、負(fù)半周期間，各是哪個(gè)品閘管工作，變壓器哪個(gè)繞組中有電流?在U2正半周期間，僅VT1工作，變壓器二次繞組上半部分流過電流在U2負(fù)半周期間，僅VT2工作，變壓器二次繞組下半部分流過電流15 .下圖三相二極管半波不控整流電路。二極管三相半波整流電路說明在t1和t2兩個(gè)電角度時(shí)刻：哪個(gè)二極管導(dǎo)通？導(dǎo)通二極管向負(fù)載施加的電壓是相電壓或線電壓（電壓名稱）？不導(dǎo)通的二極管，承受的是正向或反向電壓？是相電壓或線電壓（電壓名稱）？變壓器原、副邊的接線方式是

9、A型或 Y型？思路：任何時(shí)刻只有一只二極管導(dǎo)通給負(fù)載施加相電壓，與該時(shí)刻相電壓最高一相相連接的 二極管導(dǎo)通。解答：哪個(gè)二極管導(dǎo)通？答：t1 : VD2導(dǎo)通cot2: VD1 或 VD3導(dǎo)通導(dǎo)通二極管向負(fù)載施加的電壓是相電壓或線電壓（電壓名稱）？答：t1 :負(fù)載電壓是相電壓ubcot2：負(fù)載電壓相電壓 Uc=Ua不導(dǎo)通的二極管，承受的是正向或反向電壓？是相電壓或線電壓（電壓名稱）?答：t1 ： VD1承受反向線電壓UbaVD3承受反向線電壓Ubccot2: VD2承受反向線電壓 Uab=Ucb變壓器原、副邊的接線方式是A型或 Y型? 答：原邊的接線方式是A型。副邊的接線方式是Y型16 .如右圖的

10、二極管三相橋式不控整流電路。說明:VDi VJh VD*VDi VT八n三相電源皴形 （相電壓波形）在“t1t4”期間內(nèi)有哪幾個(gè)二極管導(dǎo)通？在“t1t4”期間內(nèi)有無自然換相？是正極換相或負(fù)極換相？在“t2t4”期間負(fù)載電壓是多少？在t3時(shí)刻，二極管VD5承受的電壓是多少？思路：任何時(shí)刻輸出的線電壓是正半周較高的相電壓減負(fù)半周較低的相電壓。任何時(shí)刻有兩 只二極管導(dǎo)通，分別是連接正半周較高的相電壓和負(fù)半周較低的相電壓的二極管。答：在t1t2”期間內(nèi)：VD刑 VD2導(dǎo)通。在t2t4 ”期間內(nèi)：VD3和VD4#通。答：在t2時(shí)刻發(fā)生“負(fù)極自然換相”：由uc換相到Ua答：負(fù)載電壓 Ud=Uba=Ub-

11、Ua答：在t3時(shí)亥1J,二極管VD5承受反向線電壓 Ubc=ub-uc=ub17 .說明：“有源逆變”與“無源逆變”的區(qū)別。答：無源逆變：逆變電路輸出電能到負(fù)載。18.有源逆變：逆變電路輸出電能到電網(wǎng)。如下圖單相橋式逆變電路及其輸出電壓電流波形a)切說明：橋式逆變電路把直流電 Ud變成交流電uo的工作原理。如何改變逆變輸出交流電的工作頻率。答：對(duì)角兩組開關(guān)S1、S4與S2、S3在一個(gè)供電周期的兩個(gè)半周中輪流導(dǎo)通和關(guān)斷。改19.變供電周期的長(zhǎng)短即可改變逆變輸出交流電的工作頻率。繪出下述基本逆變電路圖電壓型單相半橋逆變電路電壓型單相全橋逆變電路電壓型單相帶中心抽頭變壓器的逆變電路電壓型三相逆變電路

12、20 .如下圖電壓型三相橋式逆變電路，同一相的上下兩個(gè)IGBT交替驅(qū)動(dòng)180° ,各相開始導(dǎo)電的角度依次相差120°。三輸出點(diǎn)U、V、W對(duì)于參考點(diǎn)N'的電壓波形已給出。在圖中繪出逆變電路輸出線電壓 Uwu的波形。電壓型一:相橋式逆變電路三相電壓型橋式逆變電路的工作波形解：線電壓UWU=UWN'如下圖中藍(lán)色波形：UUN'三相電壓型橋式逆變電路的工作波形21 .說明（單端）正激電路和（單端）反激電路工作原理的區(qū)別。答：（單端）正激電路：開關(guān)管導(dǎo)通期間：電源通過變壓器向負(fù)載提供能量。開關(guān)管關(guān)斷期間：電源不提供能量，由電路儲(chǔ)能向負(fù)載提供能量。（單端）反激電路開關(guān)管導(dǎo)通期間：電源僅向變壓器提供儲(chǔ)能。開關(guān)管關(guān)斷期間：電源不提供能量，由電路儲(chǔ)能向負(fù)載提供能量。22 .阻感負(fù)載的單相交流調(diào)壓電路和在晶閘管控制角=0時(shí)的電壓電流波形如下圖設(shè)負(fù)載的阻抗角為：小=tg-1（L/R）。1 .設(shè)t =小冗期間VT1被觸發(fā)導(dǎo)通。問：該期間電源與負(fù)載之間電能流動(dòng)的方向？答：電源向負(fù)載提供電能。2 .在cot=兀兀+日期間：?jiǎn)枺弘娫磁c負(fù)載之間電能流動(dòng)的方向？答：負(fù)載電感儲(chǔ)能回饋到電源。問：在該期間內(nèi)如果觸發(fā) VT2, VT2是能