電力電子變流技術(shù)

1、電力電子技術(shù)試題（第一章）一、填空題1、 普通晶閘管內(nèi)部有PN 結(jié),，外部有三個電極，分 別是_極 極和 極。1、兩個、陽極 A、陰極 K、門極 G。2、 晶閘管在其陽極與陰極之間加上電壓的同時，門極上加上電壓，晶閘管就導(dǎo)通。2、正向、觸發(fā)。3、 、晶閘管的工作狀態(tài)有正向 _ 狀態(tài)，正向狀態(tài)和反向_ 狀態(tài)。3、阻斷、導(dǎo)通、阻斷。4、某半導(dǎo)體器件的型號為 KP507 的，其中 KP 表示該 器件的名稱為 _ ，50 表示_ ， 7 表示4、普通晶閘管、額定電流 50A、額定電壓 100V。5、只有當陽極電流小于 _ 電流時，晶閘管才會由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。5、維持電流。6 當增大晶閘管可控整流的控制角

2、a，負載上得到的直 流電壓平均值會_ 。6、減小。7、按負載的性質(zhì)不同，晶閘管可控整流電路的負載分為 性負載，_ 性負載和_負載三大類。7、電阻、電感、反電動勢。&當晶閘管可控整流的負載為大電感負載時，負載兩端 的直流電壓平均值會_，解決的辦法就是在負載的兩端_接一個_。8、減小、并接、續(xù)流二極管。9、工作于反電動勢負載的晶閘管在每一個周期中的導(dǎo) 通角_ 、電流波形不連續(xù)、呈 _ 狀、電流的平均值_ 。要求管子的額定電流值要 _ 些。9、小、脈沖、小、大。10、 單結(jié)晶體管的內(nèi)部一共有個 PN 結(jié)，外部一共 有 3 個電極，它們分別是極、極和極。10、一個、發(fā)射極 E、第一基極 B1、第二基極

3、 B2011、 當單結(jié)晶體管的發(fā)射極電壓高于電壓時就導(dǎo)通；低于_電壓時就截止。11、峰點、谷點。12、 觸發(fā)電路送出的觸發(fā)脈沖信號必須與晶閘管陽極電壓_ ，保證在管子陽極電壓每個正半周內(nèi)以相同的被觸發(fā)，才能得到穩(wěn)定的直流電壓。12、同步、時刻。13、 晶體管觸發(fā)電路的同步電壓一般有 _ 同步電壓和_ 電壓。13、正弦波、鋸齒波。14、 正弦波觸發(fā)電路的同步移相一般都是采用與一個或幾個的疊加，利用改變的大小，來實現(xiàn)移相控制。14、正弦波同步電壓、控制電壓、控制電壓。15、 在晶閘管兩端并聯(lián)的 RC 回路是用來防止 損壞晶閘管的。15、關(guān)斷過電壓。16、為了防止雷電對晶閘管的損壞，可在整流變壓器的

4、一次線圈兩端并接一個 _ 或_。16、硒堆、壓敏電阻。16、用來保護晶閘管過電流的熔斷器叫 _。16、快速熔斷器。二、判斷題對的用V表示、錯的用x表示(每小題 1 分、共 10分)1、 普通晶閘管內(nèi)部有兩個 PN 結(jié)。(X)2、 普通晶閘管外部有三個電極，分別是基極、發(fā)射極和集電極。(X)3、 型號為 KP5( 7 的半導(dǎo)體器件，是一個額定電流為 50A的普通晶閘管。()4、 只要讓加在晶閘管兩端的電壓減小為零，晶閘管就會關(guān)斷。(X)5、 只要給門極加上觸發(fā)電壓，晶閘管就導(dǎo)通。(X)6、 晶閘管加上陽極電壓后，不給門極加觸發(fā)電壓，晶閘 管也會導(dǎo)通。(V)7、 加在晶閘管門極上的觸發(fā)電壓，最高不

5、得超過 100V。(X)8 單向半控橋可控整流電路中，兩只晶閘管采用的是“共陽”接法。(X)9、晶閘管采用“共陰”接法或“共陽”接法都一樣。(X)10、 增大晶閘管整流裝置的控制角a，輸出直流電壓的平均值會增大。(X)11、 在觸發(fā)電路中米用脈沖變壓器可保障人員和設(shè)備的安全。(V)12、 為防止“關(guān)斷過電壓”損壞晶閘管，可在管子兩端并接壓敏電阻。(X)13、 雷擊過電壓可以用 RC 吸收回路來抑制。(X)14、 硒堆發(fā)生過電壓擊穿后就不能再使用了。(X)15、 晶閘管串聯(lián)使用須采取“均壓措施”。(V)16、 為防止過電流，只須在晶閘管電路中接入快速熔斷器即可。(X)17、 快速熔斷器必須與其它

6、過電流保護措施同時使用。(V)18、 晶閘管并聯(lián)使用須采取“均壓措施”。(X)22、在電路中接入單結(jié)晶體管時，若把 b1、b2接反了，就會燒壞管子。(X)23、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路也可以用在雙向晶閘管電路中。(V)24、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路輸出的脈沖比較窄。25、單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路不能很好地滿足電感性或 反電 動 勢 負 載 的 要 求。（V）三、單項選擇題 把正確答案的番號填在括號內(nèi)（每小題 1 分，共 10 分）晶閘管內(nèi)部有（C ） PN 結(jié)。A 一個， B 二個， C 三個， D 四 個2、單結(jié)晶體管內(nèi)部有（A）個 PN 結(jié)。A 一個， B 二個， C 三個， D 四 個3

7、、晶閘管可控整流電路中的控制角 口減小，則輸出的電壓平均值會（B）。A 不變， B 增大， C 減小。4、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 1,B 0.5, C 0.45,D 0.9.5、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 1,B 0.5, C 0.45,D 0.9.7、為了讓晶閘管可控整流電感性負載電路正常工作，應(yīng)在電路中接入（B）oA 三極管，B 續(xù)流二極管， C 保險絲。&晶閘管可整流電路中直流端的蓄電池或直流電動機 應(yīng)該屬于（C）負載。A 電阻性，B 電感性， C 反電動勢。9、直流電動機由晶閘管供電與由直流

8、發(fā)電機供電相比 較，其機械特性（C）oA 一樣，B 要硬一些，C 要軟一些。10、帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路適用于（A） 負載。A 大電流，B 高電壓， C 電動機。11晶閘管在電路中的門極正向偏壓（B）愈好。A 愈大， B 愈小， C 不變12、晶閘管兩端并聯(lián)一個 RC 電路的作用是（C ）。A 分流，B 降壓， C 過電壓保護，D過電流保護。13、壓敏電阻在晶閘管整流電路中主要是用來（C ）0A 分流，B 降壓， C 過電壓保護，D過電流保護。14、變壓器一次側(cè)接入壓敏電阻的目的是為了防止（C） 對晶閘管的損壞。A 關(guān)斷過電壓， B 交流側(cè)操作過電壓，C交流側(cè)浪涌。15、晶閘管變流

9、裝置的功率因數(shù)比較（B ）0A 高，B 低，C 好。16、晶閘管變流器接直流電動機的拖動系統(tǒng)中， 當電動機 在輕載狀況下，電樞電流較小時，變流器輸出電流是（ B） 的。A 連續(xù)，B 斷續(xù)， C 不變。普通晶閘管的通態(tài)電流（額定電流）是用電流的（C）來表示的。A 有效值 B 最大賽值C 平均值20、普通的單相半控橋可整流裝置中一共用了（ A）晶閘 管。A 只，B 二只， C 三只， D 四只。四、冋答題 （每小題 6 分，共計 24 分）答：電力電子變流技術(shù)現(xiàn)在一般都應(yīng)用在可控整流、有 源逆變、交流調(diào)壓、逆變器（變頻器）、直流斬波和無觸點 功率靜態(tài)開關(guān)等幾個方面。晶閘管的正常導(dǎo)通條件是什么？晶閘

10、管的關(guān)斷條件 是什么？如何實現(xiàn)？答：當晶閘管陽極上加有正向電壓的同時，在門極上施 加適當?shù)挠|發(fā)電壓，晶閘管就正常導(dǎo)通；當晶閘管的陽極 電流小于維持電流時，就關(guān)斷。只要讓加在晶閘管兩端的 陽極電壓減小到零或讓其反向，就可以讓晶閘管關(guān)斷。2、對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？答：為了讓晶閘管變流器準確無誤地工作要求觸發(fā)電路 送出的觸發(fā)信號應(yīng)有足夠大的電壓和功率；門極正向偏壓 愈小愈好；觸發(fā)脈沖的前沿要陡、寬度應(yīng)滿足要求；要能 滿足主電路移相范圍的要求；觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽 極電壓取得同步。3、正確使用晶閘管應(yīng)該注意哪些事項？答：由于晶閘管的過電流、過電壓承受能力比一般電機 電器產(chǎn)品要小的多，使用中

11、除了要采取必要的過電流、過 電壓等保護措施外，在選擇晶閘管額定電壓、電流時還應(yīng) 留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應(yīng)嚴格 遵守規(guī)定要求。此外，還要定期對設(shè)備進行維護，如清除 灰塵、擰緊接觸螺釘?shù)?。嚴禁用兆歐表檢查晶閘管的絕緣 情況。4、晶閘管整流電路中的脈沖變壓器有什么作用？答：在晶閘管的觸發(fā)電路采用脈沖變壓器輸出，可降低 脈沖電壓，增大輸出的觸發(fā)電流，還可以使觸發(fā)電路與主 電路在電氣上隔離，既安全又可防止干擾，而且還可以通 過脈沖變壓器多個二次繞組進行脈沖分配，達到同時觸發(fā) 多個晶閘管的目地。5、一般在電路中采用哪些措施來防止晶閘管產(chǎn)生誤觸 發(fā)？答：為了防止晶閘管誤導(dǎo)通，晶閘管門極

12、回路的導(dǎo)線 應(yīng)采用金屬屏蔽線，而且金屬屏蔽層應(yīng)接“地”；控制電 路的走線應(yīng)遠離主電路，同時盡可能避開會產(chǎn)生干擾的器 件；觸發(fā)電路的電源應(yīng)采用靜電屏蔽變壓器。同步變壓 器也應(yīng)采用有靜電屏蔽的，必要時在同步電壓輸入端加阻 容濾波移相環(huán)節(jié)，以消除電網(wǎng)高頻干擾；應(yīng)選用觸發(fā)電 流稍大的晶閘管；在晶閘管的門極與陰極之間并接0.01卩 F0F 的小電容，可以有效地吸收高頻干擾；采用 觸發(fā)電流大的晶閘管。7、晶閘管的過電流保護常用哪幾種保護方式？其中哪 一種保護通常是用來作為“最后一道保護”用？答：晶閘管的過電流保護常用快速熔斷器保護；過電流 繼電器保護；限流與脈沖移相保護和直流快速開關(guān)過電流保護等措施進行。

13、其中快速熔斷器過電流保護通常是用來作為“最后一道保護”用的。8 對晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？計算題（每小題 10 分，共計 20 分）1、 單相半波可控整流電路， 電阻性負載。 要求輸出的 直流平均電壓為 5092V 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)有的調(diào)整范 圍為多少？選擇晶閘管的型號規(guī)格（安全余量取2倍，X =1.66）Id解： 單向半波可控整流電路的 控制角a的調(diào)整范圍應(yīng)為 090由 X =1.66 知IdI=1.66Id=1.66X30=50A為最大值I50IT（AV）=2X =2X=64A 取 100A1.571.57又 Uyn=

14、2UTM=2X. 2X220=624V 取 700V晶閘管的型號為：KP100-7。2、一臺由 220V 供電的自動恒溫功率為 1kW 的電爐, 采用單相半控橋整流電路。通過計算選擇晶閘管和續(xù)流二 極管的型號。解：電爐電阻絲的電阻UL=0.45U21 COS：2Rd=當 UL=50V 時2U2=220漢220Fd=1000COSa=2UL045U22 50045 2201 0當a=0時晶閘管與整流管的電流有效值才最大為ITm= |Dm=則a=90 當UL=92V 時U2Rd220=48COSa=2UL045U22 92045 2201=0.87=3.2A選擇晶閘管和整流管的型號則a=303、單

15、相半波可控整流電路中， 已知變壓器次級 U2=220V, 晶閘管控制角a=45 ,負載 RL=10QO計算負載兩端的直流電 壓平均值、負載中電流平均值和每只晶閘管流過的電流平均值。4、 某感性負載采用帶續(xù)流二極管的單相半控橋整流電路，已知電感線圈的內(nèi)電阻 Rd=5Q，輸入交流電壓 U2=220V, 控制角a=60O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5、某小型發(fā)電機采用的單相半波晶閘管自勵勵磁電路（見圖）。L 為勵磁繞組，發(fā)電機滿載時相電壓為 220V，要求勵磁電壓為 45V，勵磁繞組內(nèi)阻為 4Q，電感量為 0.2H。試求 滿足要求時，晶閘管的導(dǎo)通角及流

16、過晶閘管、續(xù)流二極管的電 流平均值和有效值。解：&單相半控橋式整流電路對恒溫電爐供電，電爐電熱絲 電阻為 34Q。直接由 220V 輸入，試選用晶閘管與計算電爐功 率。解: I = U / R = 220 / 34 = 6.47 AIT= I /2 =6.47 / 、2 = 4.59 AI3 2|T（AV）=（1.52） =（1.5 2）=34A1.571.57取 5A（電流系列值）UTn= （23） UTM= （23）2X220=625936V所以，晶閘管的型號為 KP5-8同理，整流管的型號為 ZP5-8,|；18O0aT= 3600Id=1800一600X30 = 17.3 A60001

17、80360030 = 10 AX30 = 17.3 A再求負載電流Id= Ud/ Rd= （149 / 5）30 A晶閘管與續(xù)流二極管的電流平均值和有效值分別為IdT=180 -：3600180-60360030=10 A7、單相全控橋式整流電路帶大電感負載時，若已知U2=220V。負載電阻 Rd=10Q，求a=60時，電源供給的有功 功率、視在功率以及功率因數(shù)為多少？（P=980.1W,S=2.178A,cos =0.45）（ P160）Ud=0.9=0.9X220X1 COS6002=149 V解:識、作圖題（10 分）1、畫一個有整流變壓器的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，并指出 改變哪些元件的參數(shù)，就可以改變輸出觸發(fā)脈沖的相位角，通 常是采用改變什么元件的參數(shù)來實現(xiàn)改變相位角的？2、畫一個有整流變壓器的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，并分 別畫出變壓器二次繞組電壓 U2 波形；穩(wěn)壓管 V1 兩端 的波形；電容 C 兩端的波形；該電路輸出的電壓波形 （R1 兩端）。3、要讓圖示電路能正常、可靠地工作，還應(yīng)在電路中 增設(shè)哪些元器件？（直