電力電子技術復習題 王兆安

1、一、填空1、請在正確的空格內標出下面元件的簡稱：電力晶體管GTR；可關斷晶閘管GTO；功率場效應晶體管MOSFET；絕緣柵雙極型晶體管IGBT ；IGBT是MOSFET 和GTR的復合管。2、晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是要有足夠的驅動功率 、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高和觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽極電壓同步。3、多個晶閘管相并聯(lián)時必須考慮均流的問題，解決的方法是串專用均流電抗器。4、在電流型逆變器中，輸出電壓波形為正弦波，輸出電流波形為方波 。5、型號為KS100-8的元件表示雙向晶閘管 晶閘管、它的額定電壓為 800V伏、額定有效電流為100A。6、180導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一橋臂

2、上的上、下二個元件之間進行；而120導電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在不同橋臂上的元件之間進行的。7、當溫度降低時，晶閘管的觸發(fā)電流會增加、正反向漏電流會下降；當溫度升高時，晶閘管的觸發(fā)電流會下降、正反向漏電流會增加。2、由晶閘管構成的逆變器換流方式有負載 換流和強迫（脈沖）換流。3、按逆變后能量饋送去向不同來分類，電力電子元件構成的逆變器可分為有源 逆變器與無源逆變器兩大類。4、有一晶閘管的型號為KK2009，請說明KK快速晶閘管； 200表示表示 200A ，9表示900V。5、單結晶體管產生的觸發(fā)脈沖是尖脈沖 脈沖；主要用于驅動小 功率的晶閘管；鋸齒波同步觸發(fā)電路產生的脈沖為強觸發(fā)脈

3、沖脈沖；可以觸發(fā)大 功率的晶閘管。1、普通晶閘管的圖形符號是 ，三個電極分別是陽極A ， 陰極K 和 門極G 晶閘管的導通條件是陽極加正電壓，陰極接負電壓，門極接正向電壓形成了足夠門極電流時晶閘管導通；關斷條件是當晶閘管陽極電流小于維持電流IH時，導通的晶閘管關斷。2、可關斷晶閘管的圖形符號是 ；電力場效應晶體管的圖形符號是 絕緣柵雙極晶體管的圖形符號是 ；電力晶體管的圖形符號是 ；3、單相交流調壓在電阻性負載電路的移相范圍在0180 變化，在阻感性負載時移相范圍在 180變化。4、變流電路的換流方式有 器件換流、電網(wǎng)換流、負載換流、強迫換流 等四種。5、提高變流置的功率因數(shù)的常用方法有減小觸

4、發(fā)角、增加整流相數(shù)、采用多組變流裝置串聯(lián)供電 、設置補償電容。7、在電力晶閘管電路中，常用的過電流保護有快速熔斷器 ；電路串電抗器 ；過流時快速移相；和直流快速開關 等幾種。8、晶閘管的換相重疊角與電路的觸發(fā)角、變壓器漏抗XB 、平均電流Id 、電源相電壓U2等參數(shù)有關。2、單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為U2。三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為U2 。（電源相電壓為U2）3、要使三相全控橋式整流電路正常工作，對晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用大于60小于120的寬脈沖 觸發(fā)；二是用脈沖前沿相差60的雙窄脈沖 觸發(fā)。4、在同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路中，鋸齒波底寬可

5、達240度；實際移相才能達0-180 度。6、軟開關電路種類很多，大致可分成零電壓 電路、零電流 電路兩大類。8、逆變器環(huán)流指的是只流經(jīng)兩組反并聯(lián)的逆變橋、而不流經(jīng)負載的電流，環(huán)流可在電路中加采用串聯(lián)電抗器 來限制。10、絕緣柵雙極型晶體管是以電力場效應晶體管柵極為柵極 作為柵極，以以電力晶體管集電極和發(fā)射極 作為發(fā)射極與集電極復合而成。1、晶閘管的圖形符號是 ，三個電極分別是陽極A、陰極K 、和門極G，雙向晶閘管的圖形符號是 ，它的三個極分是第一陽極T1、第二陽極T2、和門極G。4、從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導通之間的電角度稱為控制角，用 表示。5、同步電壓為鋸齒波的觸發(fā)電路鋸齒波底

6、寬可達240度；正弦波觸發(fā)電路的理想移相范圍可達 180度，實際移相范圍只有150 。6、一般操作過電壓都是瞬時引起的尖峰電壓，經(jīng)常使用的保護方法是阻容保護 而對于能量較大的過電壓，還需要設置非線性電阻保護，目前常用的方法有壓敏電阻和硒堆 。7、交流零觸發(fā)開關電路就是利用過零觸發(fā) 方式來控制晶閘管導通與關斷的。 二、 判斷題（對、錯）2、 在用兩組反并聯(lián)晶閘管的可逆系統(tǒng)，使直流電動機實現(xiàn)四象限運行時，其中一組逆變器工作在整流狀態(tài)，那么另一組就工作在逆變狀態(tài)。（）3、 晶閘管串聯(lián)使用時，必須注意均流問題。（）5、 并聯(lián)諧振逆變器必須是略呈電容性電路。（）6、 給晶閘管加上正向陽極電壓它就會導通。

7、（）7、 有源逆變指的是把直流電能轉變成交流電能送給負載。（）10、變頻調速實際上是改變電動機內旋轉磁場的速度達到改變輸出轉速的目的。 （）1、兩個以上晶閘管串聯(lián)使用，是為了解決自身額定電壓偏低，不能勝用電路電壓要求，而采取的一種解決方法，但必須采取均壓措施。 （）2、逆變失敗，是因主電路元件出現(xiàn)損壞，觸發(fā)脈沖丟失，電源缺相，或是逆變角太小造成的。（ ）3、 變流裝置其功率因數(shù)的高低與電路負載阻抗的性質，無直接關系。（ ）4、并聯(lián)與串聯(lián)諧振式逆變器屬于負載換流方式，無需專門換流關斷電路。 （）5、觸發(fā)普通晶閘管的觸發(fā)脈沖，也能觸發(fā)可關斷晶閘管。（）6、三相半波可控整流電路，不需要用大于60小于

8、120的寬脈沖觸發(fā)，也不需要相隔60的雙脈沖觸發(fā)，只用符合要求的相隔120的三組脈沖觸發(fā)就能正常工作。 （）7、變頻調速裝置是屬于無源逆變的范疇。（ ）8、有源逆變裝置是把逆變后的交流能量送回電網(wǎng)。 （ ）9、雙向晶閘管額定電流的定義，與普通晶閘管的定義相同。（ ）10、用穩(wěn)壓管削波的梯形波給單結晶體管自激振蕩電路供電，目的是為了使觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路實現(xiàn)同步。（ ）1、半控橋整流電路，大電感負載不加續(xù)流二極管，電路出故障時可能會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。（ ）.3、晶閘管并聯(lián)使用時，必須注意均壓問題。 （ ）4、無源逆變指的是不需要逆變電源的逆變電路。（ ）6、直流斬波電路只能實現(xiàn)降低輸出直流電壓的作

9、用 （ ）7、無源逆變指的是把直流電能轉變成交流電能回送給電網(wǎng)。 （ ）8、在三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反壓為倍相電壓U2。 （ ）9、三相全控橋整流電路中，輸出電壓的脈動頻率為150Hz。（ ）4、逆變角太小會造成逆變失敗。（ ）5、設置補償電容可以提高變流裝置的功率因數(shù)。（ ）8、在單相全控橋電路中，晶閘管的額定電壓應取U2。（ ）9、在三相半波可控整流電路中，電路輸出電壓的波形脈動頻率為300Hz。 （ ）1、在觸發(fā)電路中采用脈沖變壓器可保障人員和設備的安全。（）2、為防止“關斷過電壓”損壞晶閘管，可在管子兩端并接壓敏電阻。（）3、雷擊過電壓可以用RC吸收回路來抑制。（）4

10、、硒堆發(fā)生過電壓擊穿后就不能再使用了。（）5、晶閘管串聯(lián)使用須采取“均壓措施”。（）6、為防止過電流，只須在晶閘管電路中接入快速熔斷器即可。（）7、快速熔斷器必須與其它過電流保護措施同時使用。（）8、晶閘管并聯(lián)使用須采取“均壓措施”。（）9、在電路中接入單結晶體管時，若把b1、b2接反了，就會燒壞管子。（）10、單結晶體管組成的觸發(fā)電路輸出的脈沖比較窄。（）11、單結晶體管組成的觸發(fā)電路不能很好地滿足電感性或反電動勢負載的要求。（）12、采用正弦波移相觸發(fā)電路的可控整流電路工作穩(wěn)定性較差。（）13、正弦波移相觸發(fā)電路不會受電網(wǎng)電壓的影響。（）14、對低電壓大電流的負載供電，應該用帶平衡電抗器的

11、雙反星型可控整流裝置。（）15、晶閘管觸發(fā)電路與主電路的同步，主要是通過同步變壓器的不同結線方式來實現(xiàn)的（）16、晶閘管裝置的容量愈大，對電網(wǎng)的影響就愈小。（）四、問答分析題1、 在晶閘管兩端并聯(lián)R、C吸收回路的主要作用有哪些？其中電阻R的作用是什么？答：（1）R、C回路的作用是：吸收晶閘管瞬間過電壓，限制電流上升率，動態(tài)均壓作用。（2）R的作用為：使L、C形成阻尼振蕩，不會產生振蕩過電壓，減小晶閘管的開通電流上升率，降低開通損耗。、3、由下面單結晶體管的觸發(fā)電路圖畫出各點波形。答：1、實現(xiàn)有源逆變必須滿足哪兩個必不可少的條件？答：（1）直流側必需外接與直流電流Id同方向的直流電源E，其數(shù)值要

12、稍大于逆變器輸出平均電壓Ud，才能提供逆變能量。（2）逆變器必需工作在90）區(qū)域，使Ud 0,才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng)。2、晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿足哪幾項基本要求？答：（1）觸發(fā)信號應有足夠的功率。（2）觸發(fā)脈沖應有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。（3）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。2、PWM逆變電路的控制方法主要有哪幾種？簡述異步調制與同步調制各有哪些優(yōu)點？答：（1）PWM逆變電路的常用控制方法有兩種，一是計算法；二是調制法。其中調制法又可分為兩種，一是異步調制法；二是同步調制法。（

13、2）通常異步調制法是保持載波頻率不變，信號頻率根據(jù)需要而改變時，載波比是變化的。優(yōu)點是：信號頻率較低時載波比較大，一周期內脈沖數(shù)較多，輸出較接近正弦波。（3）同步調制時，保持載波比為常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步變化。優(yōu)點是：信號波一周內輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，對稱性好。3、什么是逆變失?。磕孀兪『笥惺裁春蠊?？形成的原因是什么答：（1）逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關斷的器件末關斷，該導通的器件末導通。從而使逆變橋進入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。（2）逆變失敗后果是嚴重的，會在逆變橋與逆變電源之間產生強大的環(huán)流，損壞開關器件。（3）產

14、生逆變失敗的原因：一是逆變角太?。欢浅霈F(xiàn)觸發(fā)脈沖丟失；三是主電路器件損壞；四是電源缺相等。2、根據(jù)對輸出電壓平均值進行控制的方法不同，直流斬波電路可有哪三種控制方式？并簡述其控制原理。答：（1）第一種調制方式為：保持開關周期不變，改變開關導通時間ton稱為脈寬調制。簡稱“PWM”調制。（2）第二種調制方式為：保持開關導通時間ton不變，改變開關周期，稱為頻率調制。簡稱為“PFM”調制。（3）第三種調制方式為：同時改變周期T與導通時間ton。使占空比改變，稱為混合調制。3、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？ 答：電壓型逆變器當交流側為阻感性負載時，需要向電源反饋無功功率。直流側電容起緩沖

15、無功能量的作用。為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂開關器件都反并聯(lián)了反饋二極管。1、 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。2、 正確使用晶閘管應該注意哪些事項？ 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品要小的多，使用中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、電流時還應留有足夠的安全余量。另外，使用中的晶閘管時還應嚴格遵守規(guī)定要求

16、。此外，還要定期對設備進行維護，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。3、 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。6、 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過電流保護等措施進行。其中快速熔斷器過電流保護通常是用來

17、作為“最后一道保護”用的。五、計算題1、指出下圖中各保護元件及VD、Ld的名稱和作用。解：星形接法的硒堆過電壓保護；三角形接法的阻容過電壓保護；橋臂上的快速熔斷器過電流保護；晶閘管的并聯(lián)阻容過電壓保護；橋臂上的晶閘管串電感抑制電流上升率保護；直流側的壓敏電阻過電壓保護；直流回路上過電流快速開關保護；VD是電感性負載的續(xù)流二極管；Ld是電動機回路的平波電抗器；2、在下面兩圖中，一個工作在整流電動機狀態(tài)，另一個工作在逆變發(fā)電機狀態(tài)。 （1）、標出Ud、ED及id的方向。 （2）、說明E與Ud的大小關系。 （3）、當與的最小值均為30度時，控制角的移向范圍為多少？2、解：整流電動機狀態(tài)：電流方向從上到下，電壓方向上正下負，反電勢E