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1、第一章緒論1.1題解實(shí)例一、填空題:1、電力電子技術(shù)是一門交叉學(xué)科,其內(nèi)容涉與 、 和 三大學(xué)科。答:電氣工程、電子科學(xué)與技術(shù)、控制理論2、電力電子技術(shù)是依靠電力電子器件組成各種電力變換電路,實(shí)現(xiàn)電能的高效率轉(zhuǎn)換與控制的一門學(xué)科,它包括 、和 三個(gè)組成部分。答:電力電子器件、電力電子電路、控制技術(shù)3、電力電子電路的根本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)電能變換和控制。電能變換的基本形式有: 變換、變換、變換、變 換四種。答:AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC4、硅晶閘管派生器件雙向晶閘管常用于交流 和 電 路中。答:調(diào)壓、調(diào)功5、光控晶閘管是通過光信號(hào)控制晶閘管導(dǎo)通的器件,它具有很強(qiáng)的、良好的 和較高的瞬
2、時(shí) 承受能力,因而被應(yīng)用于高壓直流輸電、靜止無功功率補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域。答:光信號(hào)、抗干擾能力、高壓絕緣性能、過電壓6、第二代電力電子器件以具有自關(guān)斷能力的全控型器件和為代表。答:GTR、MOSFET. IGBT7、IGBT器件是一種復(fù)合器件。它兼有 和 的開關(guān)速度快、安全工作區(qū)寬、驅(qū)動(dòng)功率小、耐高壓、載流能力大等優(yōu)點(diǎn)°答:功率MOSFET 雙極型器件8、直流電動(dòng)機(jī)變速傳動(dòng)控制是利用 或 獲得可變的直流電源,對直流電動(dòng)機(jī)電樞或勵(lì)磁繞組供電,實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的變速傳動(dòng)控制。答:整流器、斬波器9、交流電動(dòng)機(jī)變速傳動(dòng)控制則是利用 或 對交流電動(dòng)機(jī)供電,通過改變的供電電源的頻率和電壓等來達(dá)到交流電動(dòng)機(jī)
3、的變速傳動(dòng)。答:逆變器、交一交直接變頻器10、太陽能電池板獲得的原始直流電壓是與太陽光強(qiáng)度等因素有 關(guān)的,它需要通過一個(gè) 變換器來穩(wěn)定直流電壓,再通過變換器變?yōu)樗蟮慕涣麟姽┴?fù)載使用或?qū)㈦娔莛伻胧须?。答:DC-DC、DC-AC二、問答題:1、什么是電力電子技術(shù)?它有幾個(gè)組成部分 ?答:電力電子技術(shù)是依靠電力電子器件組成各種電力變換電路,實(shí)現(xiàn)電能的高效率轉(zhuǎn)換與控制的一門學(xué)科,它包括電力電子器件、電 力電子電 路(變流電路)和控制技術(shù)三個(gè)組成部分。2、電能變換電路有哪幾種形式?各自的功能是什么?答:電能變換電路有四種形式:AC/DC變換電路、DC/AC變換電路、DC/DC變換電路、AC/AC變換
4、電路。AC/DC變換電路:將交流電能轉(zhuǎn)換為固定或可調(diào)的直流電能的電路。DC/AC變換電路:將直流電能轉(zhuǎn)換為頻率固定或可調(diào)的交流電能的電路。DC/DC變換電路:將一種直流電能轉(zhuǎn)換為另一固定或可調(diào)電壓的直流電能的電路。?AC/AC變換電路:將固定大小和頻率的交流電能轉(zhuǎn)換為大小和頻率均可調(diào)的交流電能的電路。3、簡述電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。答:電力電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、交通、 IT、通信、國防以 與民 用電器、新能源發(fā)電等領(lǐng)域。如:電源、電氣傳動(dòng)與控制、電力 系統(tǒng)、新 能源開發(fā)等領(lǐng)域。第二章電力電子器件2.1題解實(shí)例一、填空1、電力二極管在電力電子電路中可作為 、 和保護(hù)等元件。答:整流、續(xù)流
5、、隔離2、晶閘管外形有 和兩種封裝,每個(gè)器件有、和門極G三個(gè)電極。答:螺栓型、平板型、陽極 A、陰極K3、晶閘管內(nèi)部由半導(dǎo)體材料構(gòu)成一個(gè) 三端結(jié)構(gòu),共形成 PN結(jié),引出、和門極G三端。答:四層、三個(gè)、陽極A、陰極K4、晶閘管通過門極控制信號(hào)只能控制其 ,而不能控制 其。要關(guān)斷只能使陽極電流小于 電流。答:開通、關(guān)斷、維持5、某半導(dǎo)體器件的型號(hào)為 KP50-7,其中KP表示該器件的名稱為, 50表示, 7表zjs o答:普通晶閘管、額定電流為 50A、額定電壓為700V6、雙向晶閘管常應(yīng)用于交流 電路、交流 電路和交 一交 電路中。答:開關(guān)、調(diào)壓、變頻7、光控晶閘管是通過 控制晶閘管導(dǎo)通的器件,
6、它具有很 強(qiáng)的、良好的 和較高的瞬時(shí) 承受能力,因而被應(yīng)用于高壓直流輸電、靜止無功功率補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域。答:光信號(hào)、抗干擾能力、高壓絕緣性能、過電壓8、電流驅(qū)動(dòng)型全控器件必須有足夠的驅(qū)動(dòng)電流才能使器件導(dǎo)通,需要有較大的 ,這類器件有 、 等答:驅(qū)動(dòng)功率、門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管9、使MOSFET開通的驅(qū)動(dòng)電壓一般為 V,使IGBT開通的 驅(qū)動(dòng)電壓一般為 V。關(guān)斷時(shí)施加一定幅值的負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓以利 于減小 和關(guān)斷損耗。答:1015、15? 20、關(guān)斷時(shí)間10、IGBT器件是一種 和 的復(fù)合體,它結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)。答:功率MOSFET 雙極型器件或 GTR11、常用的全控型電力電子器件以 、和 為代表。
7、答:GTR (電力晶體管)、MOSFET (功率場效應(yīng)晶體管)、IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)12、電力電子器件的損耗可分為:、 和控制極損耗。答:通態(tài)損耗、阻斷態(tài)損耗、開關(guān)損耗13、功率集成電路是將電力電子器件與邏輯 、自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上。答:控制、保護(hù)、傳感、檢測二、判斷題1、 (X)電力電子器件在使用中必須要加散熱器。2、 (J)電力電子器件通常工作在開關(guān)狀態(tài)。3、 ( J)電力電子器件是一種能夠承受高電壓、允許通過大電流的半導(dǎo)體器。4、 (X)電力電子器件是一種能夠同時(shí)承受高電壓和大電流的半導(dǎo)體器件。5、 (X)電力電子器件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)可以承受高電壓。6、 ( J)
8、常用可控電力電子器件有 3種電極。7、 (X)晶閘管有三個(gè)電極分別稱為正極、負(fù)極和門級(jí)。8、()晶閘管由截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入到導(dǎo)通狀態(tài)必須同時(shí)具備兩個(gè)條 件。9、 (X)普通晶閘管、功率晶體管、功率場效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管均屬于全控型電力電子器件。10、 (X)普通晶閘管為全控型器件,可關(guān)斷晶閘管為半控型器件。11、 (V)功率晶體管(GTR)有三個(gè)電極,分別是發(fā)射極、基極 和 集電極。12、 ( V)功率場效應(yīng)管(M0SFET)有三個(gè)電極,分別是源極、柵極和漏極。13、 (V)絕緣柵雙極型晶體管有三個(gè)電極,分別是發(fā)射極、柵 極 和集電極。14、( V)絕緣柵雙極型晶體管具有功率晶體管和功率場效應(yīng)
9、管 的優(yōu)點(diǎn),所以得到廣泛應(yīng)用。15、 (X) GTR是電壓驅(qū)動(dòng)型自關(guān)斷器件。16、 ( X ) MOSFET是電流驅(qū)動(dòng)型自關(guān)斷器件。17、 (X) IGBT是電壓、電流復(fù)合驅(qū)動(dòng)型自關(guān)斷器件。三、選擇題1、晶閘管內(nèi)部有()PN結(jié)。A、一個(gè)B、二個(gè)C、三個(gè) D、四個(gè):C2、晶閘管在電路中的門極正向偏壓()愈好。A、愈大B、愈小C、不變D、愈穩(wěn)定答:B3、普通晶閘管的通態(tài)電流(額定電流)是用電流的()來表 示的。A有效值B最大值C平均值D瞬時(shí)值答:C4、當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時(shí),不論門極加何種極性觸發(fā)電壓,管子都將工作在()A、導(dǎo)通狀態(tài)B、關(guān)斷狀態(tài)C、飽和狀態(tài)D、不定答:B5、如某晶閘管的正向阻斷
10、重復(fù)峰值電壓為745V,反向重復(fù)峰值電壓為825V,則該品網(wǎng)管的額定電壓應(yīng)為()A、700V B、750V C、800V D、850V答:A6、雙向晶閘管是用于交流電路中的,其外部有()電極。A、一個(gè)B、兩個(gè)C、三個(gè)D、四個(gè)答:C7、雙向晶閘管的四種觸發(fā)方式中,靈敏度最低的是()。A、 I+ B、 I - C、 III+ D、 III-答:C8、雙向晶閘管的通態(tài)電流(額定電流)是用電流的()來表不的OA、有效值B、最大值C、平均值D、瞬時(shí)值 答:A9、比較而言,下列半導(dǎo)體器件中開關(guān)速度最快的是()A、IGBT B、MOSFET C、GTR D、GTO答:B10、比較而言,下列半導(dǎo)體器件中開關(guān)速
11、度最慢的是()。A、IGBT B、GTRC、MOSFET D、GTO答:D11、比較而言,下列半導(dǎo)體器件中性能最好的是()。A GTR B MOSFET C IGBT D GTO答:C12、比較而言,下列半導(dǎo)體器件中輸入阻抗最大的是()A、GTRB、 MOSFET C、IGBT D、GTO答:B13、下列半導(dǎo)體器件中屬于電流型控制器件的是()。A、 PIC B、 MOSFET C、 IGBT D、 GTO 答:D14、下列半導(dǎo)體器件中屬于混合型器件的是()。A、GTR B、MOSFET C、IGBT D、GTO答:C15、下列器件中屬于全控型電力電子器件的是()oA、KP50-7 B、3DD1
12、5CC、ZP1OO-1O D、9013答:B15、下列電力半導(dǎo)體器件電路符號(hào)中表示IGBT器件的電路符號(hào)是()。4 p :abC答:C四、簡答題1、電力電子器件的特性表現(xiàn)在哪些方面 ?答:1)電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài),為的是減小本身的損耗。2)電力電子器件因直接用在電力電路上,要承受高電壓大電流。3)電力電子器件需要弱電來控制,應(yīng)有控制、驅(qū)動(dòng)電路。4)因耗散功率大,需有必要的散熱措施。2、怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷?答:在實(shí)際電路中是采用陽極電壓反向、減小陽極電壓、或增 大回路 阻抗等方式,使陽極電流小于維持電流,晶閘管即關(guān)斷。3、在晶閘管的門極通入幾十毫安的小電流可以控制陽極幾十、幾百
13、安培的大流量的導(dǎo)通,它與晶體管用較小的基極電流控制較大的集電極電流有什么不同?晶閘管能不能像晶體管一樣構(gòu)成放大器?答:晶體管在共發(fā)射極接法時(shí),基極電流 h可以控制較大的集電 極電 流Ic變化,起到了電流放大作用;而晶閘管在電路中只能由門極控制信號(hào)控制其通斷,在電路中只起到一個(gè)開關(guān)作用,要關(guān)斷還需要采取措施(如陽 極加反向電壓)。因此,不能構(gòu)成放大器。4、在夏天,工作正常的晶閘管裝置到冬天變得不可靠了,可能是什么原因?冬天工作正常,夏天工作不正常有可能是什么原因?答:夏天工作正常,冬天工作不正常的原因可能是電路提供的觸發(fā)電流Ig偏小,夏天勉強(qiáng)能觸發(fā),而冬天則不能滿足對觸發(fā)電流的要求了。冬天正常,
14、夏天不正常的原因可能是晶閘管的維持電流小,冬天勉強(qiáng)能關(guān)斷,到了夏天不容易關(guān)斷;或者是,選用的晶閘管電壓偏低,到了夏天,管子的轉(zhuǎn)折電壓與擊穿電壓值下降,造成“硬開通” 或擊穿。5、圖2-1為調(diào)試晶閘管電路,在斷開出測量輸出電壓5是否正 確可調(diào)時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)不正確,接上巳后一切正常,為什么?答:當(dāng)Q未合上時(shí),因電壓表內(nèi)阻很 o_1Q J10 / 90*2I t/d T大,即使晶閘管門極加觸發(fā)脈沖,此時(shí)流過晶閘管的陽極電流仍小于擎住電流,晶閘管沒有導(dǎo)通,電壓表上顯示的讀數(shù)只是管子電流形成的電阻與電壓表內(nèi)阻的分壓值,所以這個(gè)讀數(shù)是不正確的。當(dāng) Q合上后,Rd接入電路, 晶閘管能正常導(dǎo)通,電壓表的讀
15、數(shù)才能正確顯示。圖2-1例5圖6晶閘管的門極允許加多高電壓?通過多大電流?不同規(guī)格的晶閘管一樣嗎?答:按規(guī)定門極電壓、電流瞬時(shí)值不能超過 10V、2Ao在寬脈 沖下,控 制門極所加的平均功率,即電流電壓乘積再乘以脈沖寬度的百分?jǐn)?shù),不能超過500mW,但100A以上的器件門極的面積增大,能夠 承受的外加控制信號(hào) 的功率也可以增大,對100200A的器件可以允 許平均損耗為1W,對300、 500A器件為2Wo7、有些器件的門極只加2V就可使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通,是否對于觸發(fā)電路只輸出3V就夠了?答:按規(guī)定門極觸發(fā)電壓在 3. 5 V (50A器件)或4V (100A以上器 件)以下者均為合格產(chǎn)品。但希
16、望觸發(fā)電壓仍能在 56V以上,這是因?yàn)橐?方面希望觸發(fā)電路的通用性好些,另一方而,一般合格證上所給的數(shù)據(jù)是在室溫下測定的,在低溫下,要求觸發(fā)電壓、電流均顯著 增大,例如在-25 °C時(shí) 觸發(fā)電壓、電流可能增大1倍左右。8、用萬用表測量晶閘管門極時(shí),為什么正反向電阻不同?是否阻值愈 小愈好?答:晶閘管的門極對陰極是一個(gè) P-N結(jié),所以正反向電阻不同。但是同一型號(hào)的門極伏安特性相差很大,所以不能以門極電阻大小來確定特性好壞。當(dāng)然,如果測得電阻值為零或無窮大,則表明門極與陰極己短路或開路,不能使用。9、品網(wǎng)管最大沖擊電流允許多大?超過了是否一定會(huì)壞?答:據(jù)對100A元件冷態(tài)進(jìn)行沖擊試驗(yàn),通
17、過正弦半波平均電流3000A達(dá)28次才損壞。但在熱態(tài)下(結(jié)溫 100°C)耐受沖擊電流能力就 要小得多。所以品網(wǎng)管在冷態(tài)下允許的沖擊電流比熱態(tài)時(shí)要大得多,參看表2-1.元件系列電潦過載倍散一個(gè)浪5?SminKPi52b 25KPs521.25KPio521.25KPm521.25KPw521.25表2-1電流過載倍數(shù)10、螺栓式與平均式晶網(wǎng)管你擰緊在散熱器上, 是否擰緊得越緊 越好?答:元件固定在散熱器上,擰得愈緊,散熱效果愈好。但是,螺栓式元件在螺栓的六角上加力旋緊時(shí),座底與硅片之間將產(chǎn)生應(yīng)力,扭力大時(shí)會(huì)引起硅片損壞,所以擰緊時(shí)不可加力太大。11、晶閘管在使用時(shí)突然損壞,有哪些可能
18、的原因?答弓I起元件損壞的原因有很多,下面介紹一些常見的損壞元件的原電流方而的原因輸出發(fā)生短路或過載,而過電流保護(hù)不完善,熔斷器規(guī)格不對??焖傩阅懿缓弦蟆]敵鼋与娙轂V波,觸發(fā)導(dǎo)通時(shí),電流上升率太大造成損壞。電壓方而的原因沒有適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù),外界因開關(guān)操作、雷擊等有過電壓侵入 或整 流電路木身因換相造成換相過電壓,或是輸出回路突然斷開而造成過電壓均可損壞元件。元件特性不穩(wěn)定,正向電壓額定值下降,造成連續(xù)的正向轉(zhuǎn)折引起損壞,反向電壓額定值下降引起反向擊穿。門極方而的原因門極所加最高電壓、電流或平均功率超過允許值;門極和陽極發(fā) 生短路 故障;觸發(fā)電路有故障,加在門極的電壓太高,門極所加反向電壓太
19、大(超過允許值10V以上造成反向擊穿)。散熱冷卻方而的原因散熱器沒擰緊,溫升超過允許值,或風(fēng)機(jī)、水冷卻停轉(zhuǎn),元件溫 升超過 允許值。12、可用什么樣的信號(hào)作為晶閘管的門極控制信號(hào)?答:可用尖脈沖、矩形脈沖、強(qiáng)觸發(fā)脈沖。多相可控整流時(shí)要求寬脈沖。為了減少門極控制回路的電源個(gè)數(shù)和各元件與陰極的絕緣,通常把寬脈沖變換為高頻脈沖列,經(jīng)脈沖變壓器共給門極。止匕外,如果使用光耦器則無需變換為脈沖列,而且能保證絕緣強(qiáng)度高。對可關(guān) 斷晶閘管(GTO)需要 輸入連續(xù)的階躍脈沖信號(hào),所以多采用光耦合器。13、晶閘管的額定電流I(AV)、維持電流IH和擎住電流I.是如 何定 義的?答:1)額定電流:即通態(tài)平均電流,
20、條件為環(huán)境溫度 400C和規(guī) 定的冷 卻條件,穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大的工頻 正弦半波電流 的平均值。2)維持電流:晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)所必需的最小電流。3)擎住電流:晶閘管由斷態(tài)進(jìn)入導(dǎo)通過程中,如果撤掉觸發(fā)脈沖,能繼續(xù)維持晶閘管導(dǎo)通的最小電流。14、簡述如何用萬用表鑒別晶閘管的好壞。答:1).萬用表置于RX10位置,測量晶閘管的門極-陰極之間的 正反向 電阻,阻值應(yīng)為幾歐?幾十歐,其正向電阻應(yīng)小于或接近于反向電阻。2).萬用表置于RX1K位置,測量晶閘管的陽極-陰極、陽極-門 極之間 的正反向電阻,正、反向電阻都很大,在幾百千歐以上或?yàn)闊o窮大,且正、反向電阻相差很小。3).如果
21、陽極與陰極或陽極與控制極間有短路或斷路,說明晶閘 管己經(jīng) 損壞。15、簡述晶閘管的靜態(tài)特性。答:1).承受反向電壓時(shí),不論門極是否有觸發(fā)電流,晶閘管都 不會(huì)導(dǎo)通;2).承受正向電壓時(shí),僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能 開通;16、什么是GTR的一次擊穿和二次擊穿?會(huì)有什么后果?答:1)當(dāng)集電極電壓UCE增大到集射極間的擊穿電壓咯時(shí),集 電極電流iC將急劇增大,出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象,這是首次出現(xiàn)正常性質(zhì)的雪崩現(xiàn)象,稱為一次擊穿,一般不會(huì)損壞 GTR器件。2).一次擊穿后如繼續(xù)增大外加電壓 Uce,電流iC將持續(xù)增長。 二次 擊穿在一次擊穿發(fā)生時(shí)Ic增大到某個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)會(huì)突然急劇上 升,并伴隨電 壓的陡
22、然下降,這種向低電壓大電流狀態(tài)的躍變稱為二次擊穿。3)常會(huì)導(dǎo)致器件的永久損壞,或者工作特性明顯衰變。17、電流驅(qū)動(dòng)型和電壓驅(qū)動(dòng)型器件的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)分別是什么?答:1)電流驅(qū)動(dòng)型器件必須有足夠的驅(qū)動(dòng)電流才能使器件導(dǎo)通,因而需要大的驅(qū)動(dòng)功率。2)電壓驅(qū)動(dòng)型器件的導(dǎo)通必須有足夠的驅(qū)動(dòng)電壓因而只需要很小的驅(qū)動(dòng)功率。第三章相控整流電路3.1題解實(shí)例一、填空題1、當(dāng)增大晶閘管可控整流的控制角 a,負(fù)載上得到的直流電壓 平均值會(huì)°答:減小。2、按負(fù)載的性質(zhì)不同,晶閘管可控整流電路的負(fù)載分為性負(fù)載,性負(fù)載和 負(fù)載三大類。答:電阻、電感、反電動(dòng)勢。3、電阻負(fù)載的特點(diǎn)是一,在單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中
23、,晶網(wǎng)管控制角?的最大移相范圍是答:通過它的電流波形與其端電壓波形相似,且可以突變;0? 180 4、阻感負(fù)載的特點(diǎn)是,在單相半波可控整流帶阻感負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的電路中,晶閘管控制角a的最大移相范圍是 ,其承受的最大正反向電壓均為,續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為 (設(shè)U?為相電 壓有效值)。答:通過它的電流波形與其端電壓波形不同,且不能突變;0八180 °5、當(dāng)品網(wǎng)管可控整流的負(fù)載為大電感負(fù)載時(shí),負(fù)載兩端的直流電 壓平均值會(huì),解決的辦法就是在負(fù)載的兩端 接 個(gè) O答:減小、并接、續(xù)流二極管。6、工作于反電動(dòng)勢負(fù)載的晶閘管在每一個(gè)周期中的導(dǎo)通角 o電流波形不連續(xù)、呈 狀、電流的平均值
24、 。要求管子的額定電流值要些。答:小、脈沖、小、大7、單結(jié)晶體管在結(jié)構(gòu)上只有 PN結(jié),三個(gè)電極分別是、一和發(fā)射極 答:一個(gè)、第一基極 B1、第二基極B2。8、當(dāng)單結(jié)晶體管的發(fā)射極電壓高于 電壓時(shí)就導(dǎo)通;低于 電壓時(shí)就截止。答:峰點(diǎn)、谷點(diǎn)。9、單結(jié)晶體管的b2與bl間加正向電壓后,當(dāng)e的電位達(dá)到b2 與bl間電壓的某一比值時(shí) e與bl間的特性會(huì)由 立刻變 成 o答:高阻、低阻10、觸發(fā)電路送出的觸發(fā)脈沖信號(hào)必須與晶閘管陽極電壓,保證在管子陽極電壓每個(gè)正半周內(nèi)以相同的 被觸 發(fā),才能得到穩(wěn)定的直流電壓。答:同步、時(shí)刻。11、晶體管觸發(fā)電路的同步電壓一般有 同步電壓和 電壓。答:正弦波、鋸齒波。12
25、、正弦波觸發(fā)電路的同步移相一般都是采用與一個(gè)或幾個(gè) 的疊加,利用改變 的大小,來 實(shí)現(xiàn)移相控制。答:正弦波同步電壓、控制電壓、控制電壓。13、按整流電路的結(jié)構(gòu)形式分有、和 整流電路。答:半波、全波、橋式14、整流器功率因數(shù)是變壓器 的 與的比值。答:二次側(cè)、有功功率、視在功率15、帶反電勢負(fù)載的整流電路中,為了使晶閘管可靠 ,要 求觸發(fā)脈沖有足夠的 ,保證當(dāng)晶閘管開始承受 時(shí),觸 發(fā)脈沖仍然存在。答:導(dǎo)通、寬度、正向電壓16、單相半 控橋式整流電路在大電感負(fù)載時(shí)具有 能力, 當(dāng)突然把觸發(fā)信號(hào)移相到控制角 a為180°位置或突然切斷觸發(fā)信號(hào) 時(shí),會(huì) 出現(xiàn) 現(xiàn)象。實(shí)用中還是需要加接 。答
26、:續(xù)流;失控;續(xù)流二極管17、單相橋式全控整流電路中,帶純電阻負(fù)載時(shí),a角移相范圍為,單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和;帶阻感負(fù)載時(shí),a角移相范圍為 , 單個(gè)晶閘管所承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 和;帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí),欲使電阻上的電流不出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象,可在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè) c答:0?180 ,+履 U2,-履 1: 2,090 ,+QU2,U2 ,續(xù)流二極管18、從輸入輸出上看,單相橋式全控整流電路的波形與 的波形基本相同,只是后者適用于 輸出電壓的場合。答:單相全波,低19、三相半波相控電路 和 接法是三相整流電路的最基本形式,其它三相整流電路可看作是三相半波整
27、流電路以或方式組合而成。答:共陰極、共陽極、串聯(lián)、并聯(lián)20、三相半波共陰極接法電路中三只晶閘管 VT1、VT3和VT5各自 自然換相點(diǎn)分別在 U相電壓起點(diǎn)的 、和 處。答:30°、150°、270°21、 三相半波共陽極接法電路中三只晶閘管 VT2、VT4和VT6各自自然換相點(diǎn)分別在 U相電壓起點(diǎn)的 、和 處。答:90°、210°、330°22、要使三相全控橋整流電路正常工作時(shí),需保證對兩組中應(yīng)同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有觸發(fā)脈沖,常用的方法有: 觸發(fā)和 觸發(fā)兩種。答:單寬脈沖、雙窄脈沖23、電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路中,晶閘管所承受
28、的最 大正向電壓Um等于,晶閘管控制角a的最大移相范圍是,使負(fù)載電流連續(xù)的條件為 (U2為相電壓有效值)。答:石 U2, 0A150 : a W30 °24、三相半波可控整流電路中的三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差 ,當(dāng)它帶阻感負(fù)載時(shí),的移相范圍為 答:120 : 090o25、三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載工作中,共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的是 的相電壓,而共陽極組中處于導(dǎo)通的晶閘管對應(yīng)的是 的相電壓;這種電路角的移相范圍是, ud波形連續(xù)得條件是 o答:正半周,負(fù)半周,0A120°, a A60 °26、對于三相半波可控整流電路,換相重疊角的影響,將
29、使用輸出電壓平均值 。答:減小27、當(dāng)變流器運(yùn)行于逆變狀態(tài)時(shí),通常將 a >90時(shí)的控制角用P來表示,B稱為 角;控制角a是以 作為計(jì)量起始點(diǎn),由此向右方計(jì)量,B是從 的時(shí)刻位置為計(jì)量起點(diǎn)向左方來計(jì)量。答:逆變、自然換相點(diǎn)、a二兀28、當(dāng)變流器運(yùn)行于逆變狀態(tài)時(shí),通常將 a >90時(shí)的控制角用B來表示,B稱為 角;控制角a是以 作為計(jì)量起始點(diǎn),由此向右方計(jì)量,B是從 的時(shí)刻位置為計(jì)量起點(diǎn)向左方來計(jì)量。答:逆變、自然換相點(diǎn)、a二”29、既可工作在 狀態(tài),又能工 作在狀態(tài)的同一套晶閘管電路,常稱為變流器。答:整流、逆變30、電流從電源的正端流 出,則該電源 功率,電流從電源的正端流入,則
30、該電源 功率。答:輸出、吸收二、選擇題1 .在晶閘管應(yīng)用電路中,為了防止誤觸發(fā)應(yīng)將幅值限制在不觸發(fā)區(qū)的信號(hào)是()A干擾信號(hào)B觸發(fā)電壓信號(hào)C觸發(fā)電流信號(hào)D干擾信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)答A2 .單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中,控制角a的最大移相范圍是(90120°150°D 180°3 .單相全控橋大電感負(fù)載電路中,晶網(wǎng)管可能承受的最大正向電壓為()A2 U2BU2C 2 血 U2D &U2答B(yǎng)4 .單相全控橋電阻性負(fù)載電路中,晶閘管可能承受的最大正向電壓為()A逅 U2B 21U2C2U2D 霜 U2答C5 .單相全控橋式整流大電感負(fù)載電路中,控制角口的移相范圍是(
31、)A 0 ? 90°B 0 ? 180°C90? 180°D180? 360°答A6對于三相半波可控整流電路,換相重疊角Y與哪幾個(gè)參數(shù)有 關(guān)()A a、負(fù)載電流Id以與變壓器漏抗XCB a以與負(fù)載電流IdCa和U2D a、U2以與變壓器漏抗 XC7 .三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是()A交流相電壓的過零點(diǎn)B木相相電壓與相鄰相電壓正半周的交點(diǎn)處C比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)超前30°D比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后60°答B(yǎng)8 .可在第一和第四象限工作的變流電路是()A三相半波可控變電流電路B單相半控橋C接有續(xù)流二極管的三相半
32、控橋D接有續(xù)流二極管的單相半波可控變流電路答A9 .單結(jié)晶體管內(nèi)部有()個(gè)取結(jié)A 一個(gè) B二個(gè) C三個(gè) D四個(gè)答A10 .晶閘管可控整流電路中的控制角a減小,則輸出的電壓平均值會(huì)()。A不變 B增大 C減小D不確定答B(yǎng)11 .單相半波可控整流電路輸出直流電壓的平均值等于整流前交 流電壓的()倍。A 1B 0. 5C 0.45D 0.9答C12 .單相橋式可控整流電路輸出直流電壓的平均值等于整流前交流電壓的()倍。A 1B 0. 5 C 0.45D 0.9答D13 .為了讓晶閘管可控整流電感性負(fù)載電路正常工作,應(yīng)在電路 中接入()。A三極管B續(xù)流二極管C保險(xiǎn)絲D壓敏電阻答B(yǎng)14 .晶閘管可整流電
33、路中直流端的蓄電池或直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)該屬于()負(fù)載。A電阻性B電感性C反電動(dòng)勢D電容性答C15 .直流電動(dòng)機(jī)由晶閘管供電與由直流發(fā)電機(jī)供電相比較,其機(jī) 械特性()。A 一樣B要硬一些 C要軟一些 D不一定答C16 .晶閘管變流裝置的功率因數(shù)比較()。A高B低C好D具體情況而定答B(yǎng)17 .晶網(wǎng)管變流器接直流電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)中,當(dāng)電動(dòng)機(jī)在輕載狀況下,電樞電流較小時(shí),變流器輸出電流是()的。A連續(xù)B斷續(xù)C增大D減小答B(yǎng)18,若可控整流電路的功率大于 4kW,宜采用()整流電路。A單相半波可控B單相全波可控C三相可控D單相全控答C19 .三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載時(shí),控制角 a的有效移 相范圍是()
34、。A 0 ° 90 °B 30 ° 120 °C 60 ° 150 °D90°、 150。答A20 .下列不可以實(shí)現(xiàn)逆變的電路是()式晶閘管電路。A單相全波,B三相半波,C三相全控橋D單相半控橋答D21 .變流器必須工作在a ()區(qū)域,才能進(jìn)行逆變。A >90 °, B >0 ,C <90 ,D =0。°答A22 .為了保證逆變能正常工作,變流器的逆變角不得小于 )。D 30A 5 °, B 15 , C 2023,三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是 ()A.交流相電壓的過零點(diǎn)
35、B.比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后 60。C.比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)超前 30。D.本相相電壓與相鄰相電壓正半周的交點(diǎn)處答D24.三相全控橋電阻性負(fù)載電路中,晶閘管可能承受的最大正向電壓為()A. 砂B 2屁2%D.答D25 .單相半控橋整流電路的兩只晶閘管的觸發(fā)脈沖依次應(yīng)相差()oA、180° B、60° C 360 D、120°答A26 . 2為()時(shí),三相半波可控整流電路,電阻性負(fù)載輸出的電壓波形,處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)。A 0度B 60度C 30度D 120度答C27 .可實(shí)現(xiàn)有源逆變的電路為 ()。B、三相半控橋整A、三相半波可控整流電路,
36、流電路,C、單相全控橋接續(xù)流二極管電路,D、單相半控橋整流電路。答A28 .在一般可逆電路中,最小逆變角Bmin選在下面那一種范圍合理()。A、30 -35 , B、10 -15 , C、0 -10;D、-O 0 o答A29 .三相全控橋式整流電路帶電阻負(fù)載,當(dāng)觸發(fā)角a=0°時(shí),輸出的負(fù)載電壓平均值為()。A0. 45U2B 0. 9U2C1. 17U2;D2. 34U2答D30.晶網(wǎng)管整流裝置在換相時(shí)刻(例如:從 U相換到V相時(shí))的輸出電壓等于()。A、U相換相時(shí)刻電壓 uU, B、V相換相時(shí)刻電壓uV,嶺十坯C、等于uU+uV的一半即:2 D、兩相電壓之和答C三、判斷題1、 (X
37、)單相半波可控整流電路、電阻性負(fù)載時(shí)必須要加續(xù)流二極管。2、 ( J)整流器的功率因數(shù)是指變壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值。3、 (X)單相全控橋式整流電路大電感負(fù)載時(shí),必須要接一個(gè)續(xù)流二極管。4、 (X)單相全控橋式整流電路是由二個(gè)二極管和二個(gè)晶閘管組成。5、 (X)單相半控橋式整流電路對觸發(fā)電路的要求比單相全控橋式整流電路對觸發(fā)電路的要求要復(fù)朵。6、 (X)三相半波可控整流電路晶閘管承受的最高電壓是、你U,o7、 (V)三相全控橋式整流電路晶閘管承受的最高電壓是?塔山。8、 (X)三相半波可控整流電路,變壓器二次側(cè)繞組可以接成三角形,也可以接成星形。9、 (X)三相全控橋式整流電路,變
38、壓器二次側(cè)繞組必須接成星形。10、 (X)三相全控橋式整流電路電阻性負(fù)載時(shí)其有效移相范圍為0'150。,而大電感負(fù)載時(shí)其有效移相范圍只有0? 90。11、( V)單相半波可控整流電路,大電感負(fù)載必須要加續(xù)流二極管。12、( V)單相全控橋式整流電路可以工作在整流狀態(tài),也可以 工作在有 源逆變狀態(tài),但單相半波橋式整流電路只能工作在整流狀 態(tài),不能工作在有 源逆變狀態(tài)。13、(X)三相全控橋式整流電路可以工作在整流狀態(tài),也可以 工作在有 源逆變狀態(tài),但三相半波可控整流電路只能工作在整流狀 態(tài),不能工作在有 源逆變狀態(tài)。14、( V)如果沒有最小逆變角的限制,電路將可能造成逆變失敗。15、(
39、 V)可控整流與有源逆變是晶閘管變流裝置的兩種工作狀態(tài),在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。四、簡答J預(yù)1、什么叫移相?什么叫移相范圍?答:1)移相:改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻,即改變觸發(fā)脈沖a的大 小,稱為移相。2)移相范圍:控制角a的變化范圍就是觸發(fā)脈沖山的移相范圍。它決定了輸出電壓的變化范圍。改變 a角使輸出整流電壓平均值從最大值降到最小值。2、晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求?答:1)觸發(fā)信號(hào)常采用脈沖形式;2)觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率;3)觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度,脈沖前沿盡可能陡;4)觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步,脈沖移相范圍必須滿 足電路要求;5)觸發(fā)電路應(yīng)具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、溫度穩(wěn)定性
40、好等性能。3、什么叫失控現(xiàn)象?如何避免?答:單相半控橋整流電路帶阻感性負(fù)載和三相橋式半控整流電路在工作過程中,如突然去掉觸發(fā)脈沖或?qū)⒖刂平菑哪骋恢低蝗辉龃蟮?80° ,會(huì)發(fā)生某個(gè)導(dǎo)通著的晶閘管不關(guān)斷,而共陽極二極管輪流導(dǎo)通的失控現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象,必須并接續(xù)流二極管。4、有源逆變的條件是什么?答:1)變壓器直流側(cè)有直流電動(dòng)勢,其極性必須與晶閘管導(dǎo)通方 向一致;2) 變流器輸出的直流平均電壓Ud必須為負(fù)值,即晶閘管觸發(fā)角a >90 :且 | K|<|E|o3) 以上兩條件是實(shí)現(xiàn)有源逆變的必要條件,必須同時(shí)滿足變流器才能 工作在逆變狀態(tài)。為了保證在逆變過程中電流連續(xù),回路
41、中要有足夠大的電 感,這是保證有源逆變正常進(jìn)行的充分條件5、什么是逆變失?。咳绾畏乐鼓孀兪??答:逆變運(yùn)行時(shí),一旦發(fā)生換流失敗,外接的直流電源就會(huì)通過 晶閘管 電路形成短路,或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢變?yōu)轫樝虼?lián),由于逆變電路內(nèi)阻很小,形成很大的短路電流,稱為逆 變失敗或逆變顛覆。防止逆變失敗的方法有:采用精確可靠的觸發(fā)電路,使用性能良好的晶閘管,保證交流電源的質(zhì)量,留出充足的換向裕量角0等。6、單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中,當(dāng)負(fù)載分別為電阻負(fù)載或電感負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移相范圍分別是多少?答:單相橋式全控整流電路,當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí),要求的晶閘 管移相 范圍是0
42、180 ,當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移相 范圍是0 90 o三相橋式全控整流電路,當(dāng)負(fù)載為電阻負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移 相范圍 是0 120,當(dāng)負(fù)載為電感負(fù)載時(shí),要求的晶閘管移相范圍是0 90 o7、什么叫同步?什么叫換相?答:同步:使觸發(fā)脈沖與可控整流電路的交流電源電壓之間保持頻率和相位的協(xié)調(diào)關(guān)系稱為同步。換相(換流):在可控整流電路中,從一個(gè)晶閘管導(dǎo)通電流變換為另一個(gè)晶網(wǎng)管導(dǎo)通電流的過程稱為換相,也稱換流。五、作圖計(jì)算題1、由下面單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點(diǎn)波形11Kl> +答:下圖不對o _ L L卜k k 3、試畫出下面電路中ud的波形4、有一單相半波可控整流電路,負(fù)載電阻
43、 R為10Q,接到如圖 所示交 流電源220V電壓上,要求控制角從180°到0。連續(xù)可調(diào)。求:1)控制角為60°時(shí),負(fù)載的平均整流電壓 5和負(fù)載電流匚2)電壓、電流考慮2倍安全裕量,選擇晶網(wǎng)管元件型號(hào)。解:S 二 O.45L/2 呼?q = so。時(shí),u% = 0.38Ud = 74.4h 7.44311L 二 19.7A1 S75、單相全控橋整流電路,大電感負(fù)載。已知: U=220V; R=4QO試求:當(dāng)a =60。時(shí),分別計(jì)算負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管前后的匕、5、險(xiǎn)與1 丁、Id值;選擇品網(wǎng)管的型號(hào)。解:1)不接續(xù)流二極管時(shí),Ud = 0.9 匕 cosa = 0? 9x
44、220 xcos60 = 99 VI = 22L = 24.75A1A= ll d= 12.44It = .Tx/, = 17.54d R, 4Qd 2 d7 V2 "Itav= (1.5-2) Itm/1.57 = (1.5- 2) x 17.5/1.57 = 16.7 - 22.3A (取系歹 U 值 20A )%= (23) %= (23) *99逅=280 420V (取系列值 4級(jí))式中99應(yīng)為220結(jié)果應(yīng)為622933V (取系列值7、8或9級(jí))因此,可選晶閘管型號(hào)為 KP20-8O2)接續(xù)流二極管時(shí)人弋=37,125 A國二鬻1 產(chǎn) i2,375AIt =蔗 x 打=2
45、1.44八=1x=123754Itav = tav仆? 5- 2)1 "?157 =(1? 5- 2)x21.4/1.57 =20? 4-27? 3A (取系 列值 30A)UTn=(2-3) Uw = (2-3)x220V2 =622.2-933.3V (取系列值 8 級(jí))因此,可選晶網(wǎng)管 型號(hào)為KP30-8O6、晶網(wǎng)管單相橋式半控整流電路,電阻負(fù)載R-4G,要求Id在0? 25A之間變化,Ux=220Vo求:1)整流變壓器TR的變比 2)考慮2倍安全余量,選擇品網(wǎng)管型號(hào)規(guī)格。解:(1) Udmax=Idmiix=25Ax4Q=100V,對應(yīng) a=0° 時(shí),t/2 = 1
46、11V。0.9所以變壓器變比K= i =考慮到線路和變壓器電壓降等因素,U2 111實(shí)際變比應(yīng)小于2)(2)晶閘管額定電流/ “M善二容"2.5M加取30AoU於產(chǎn)近U2 = 0V)S取400VO所以選擇30A、400V的晶網(wǎng)管,型號(hào)規(guī)格為KP30-4O(2)晶網(wǎng)管端電壓&的波7、單相半波可控整流電路,如 (1)晶網(wǎng)管內(nèi)部短路,內(nèi)部斷路,在下而的坐標(biāo)中畫出其直流輸出電壓閔和晶閘管兩34 / 90品聞管內(nèi)部開路答:下圖中內(nèi)部短路的 Ud錯(cuò)了品閘管內(nèi)部短路8、用陰影面積標(biāo)出三相全控橋電路在a =30時(shí),阻感性負(fù)載的直流輸出電壓的波形圖題目圖和答案圖反了9、三相半波可控整流電路帶大
47、電感負(fù)載,工作在a=6O。,Ru=4Q,變壓器二次相電壓5尸200V,求不接續(xù)流管與接續(xù)流管二種情況下的Id值。解:不接續(xù)流管時(shí),因?yàn)槭谴箅姼胸?fù)載,故有U?=l? 17t/sCosa = l? 17x200Vxcos60 "T17U=58.5A接電阻性負(fù)載的公式計(jì)算,有S = 0577 X1.17/+ cos(a + 30 ) = 0.577 x 17 x 200V = 135VS 135U=67.5A10.三相全控橋電路大電感負(fù)載,試畫出a二60°時(shí)VT1斷路情況下時(shí)的波形。VTtVTaVTs 山vt4 vt6vt7 d.vuu wu VW U TOUWUUW V UU
48、V11、單相半波可控整流電路,電阻性負(fù)載。要求輸出的直流平均電壓為50? 92V之間連續(xù)可調(diào),最大輸出直流電流為30A,由交流220V供電,求晶閘管控制角應(yīng)有的移相范圍為多少?解:單相半波可控整流電路的 Ud12k41U 2 1 +COS6Z=0.45(/21+COSQ2-Ji 2一當(dāng)Ud=50V時(shí)COS a =2Ud/0. 45U2 1八0則 a =90°當(dāng)Ud二92V時(shí)COS a 二 2Ud/0? 45U2 1 二 0. 87則 a =30°? ?控制角a的調(diào)整范圍應(yīng)為0? 90 °12、三相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢阻感負(fù)載,E=200V、RQ、3L?R,若
49、整流變壓器二次側(cè)繞組電壓 U2 =220V控制角a =60 求:1)輸出整流電壓-與電流平均值匚2)晶閘管電流平均值與有效值=257.4(F)解:1)輸出整流電壓與電流的平均值為Ud = 2.34U 2 COSQ< = 2.34x 220x cos60I J 2257.4-200""" i=57.4(A)2)晶網(wǎng)管電流平均值與有效值為X57X 57.4 = 33.1(A)13、單相橋式全控整流電路,電阻性負(fù)載。當(dāng)控制角a =30時(shí),畫出:負(fù)載電壓g、晶閘管VTi電壓uvn,在一周期內(nèi)的波形圖。14、某感性負(fù)載采用帶續(xù)流二極管的單相半控橋整流電路,己知 電感線
50、圈的內(nèi)電阻Rd二5Q,輸入交流電壓 U2=220V,控制角a =60 °。試求晶 閘管與續(xù)流二極管的電流平均值和有效值。解:首先求整流使出電壓的平均值2 A2ACT 2 1 4- cos tx _口廠廠 1 + cos a it2二 149V再求負(fù)載電流Id 二 Ud / Rd 二(149 / 5) 2 30 A品網(wǎng)管與續(xù)流二極管的電流平均值和有效值分別為IdT 二 1/3 Id =10 AIt= 1. 732/3Id = 17. 3 AIdo= 1/3 Id = 10 AId=1. 732/3Id = 17.3 A15、三相半波相控整流電路,大電感負(fù)載,a =60 : R=2Q,整
51、流變壓器二次側(cè)繞組電壓U2=220V,試確定不接續(xù)流二極管和接續(xù)流二極管兩種情況下得匚值,并選擇晶閘管元件。解:1)不接續(xù)流二極管時(shí)U = 1 2 cosa = L17x 220xcos60 =128.7(V)128,7=64.35(A)=37.15(A)叮(AV)5=0.67*20 1+ co 彳 + a) =0.675x220x1 +cos 30 +60 I = 148.5(F)ld =Ug 148.5 R T=74.25(A)H 5 ?八 X74.25A-37.13(A)360 V360/37 B/ )l2xA42xA447,3")取 50AUTn = (2 3% 二(2 -3
52、)M=1078 11616(V)取1200V選擇型號(hào)為KP50-12得晶閘管。16、圖為一單相橋式全控整流電路,阻感性負(fù)載,請繪制出負(fù)載電壓、 晶網(wǎng)管VT'電壓5 在一周期內(nèi)的波形圖。%17、有一個(gè)三相全控橋整流電路。己知電感負(fù)載 L二0. 2H、a =60;R二1 Q、變壓器二次相電壓 U2=100Vo試計(jì)算負(fù)載的平均整流電壓 Ud和 負(fù)載電流平均值Id,計(jì)算變壓器二次電流的有效值 12。解:3 L=2 Ji fL=6. 28 X 300 X 0. 2=376. 8 Q ?R,可視為大電感負(fù)還Ud 二U2cos a 心 2? 34U: cos a=2. 34X100Xcos75 =60. 56VUd 6056d 二 R 二 1 =60. 56A變壓器二次電流的有效值 bI: =V3 AO. 816Id=0.816X60. 56=49. 42A18、單相半波
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