電力電子技術簡答題電力電子技術模擬試題

第第10頁共22頁電力電子技術簡答題電力電子技術模擬試題2變流器在逆變運行時，一旦不能正常換相，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器輸出的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大的短路電流，這種狀況叫逆變失敗，或叫逆變顛覆。造成逆變失敗的緣由主要有：等。或在應當導通時不能導通。溝通電源故障。例如突然斷電、缺相或電壓過低等。的裕量時間小于晶閘管的關斷時間。逆變失敗后果會在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強大的環(huán)流，損壞開關器件〔4〕βmin現(xiàn)關斷？答：在晶閘管陽極——陰極之間加正向電壓，門極也Ig，則晶閘管導通，其導通過程叫觸發(fā)。關斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小于維持電流?！?〕實現(xiàn)關斷的方式：1>減小陽極電壓。2>增大負載阻抗。3>加反向電壓。、為什么半控橋的負載側(cè)并有續(xù)流管的電路不能實現(xiàn)有源逆變？〔5〕答：由逆變可知，晶閘管半控橋式電路及具有續(xù)流Ud〔5〕2、電壓型逆變電路的主要特點是什么？〔8〕(1)〔2分〕(2)的無功供給通道，逆變橋各臂并聯(lián)反響二極管。答：逆變電路必需同時具備下述兩個條件才能產(chǎn)生有源逆變：變流電路直流側(cè)應具有能供給逆變能量的直流電源電勢Ed，其極性應與晶閘管的導電電流方向全都?！?〕〔2〕UdEdUd<Ed。、少兩種引起有源逆變失敗的緣由哪些電路類型不能進展有源逆〔1〕外部條件：要有一個能供給逆變能量的直流電Ud；〔2β<90°區(qū)域，使直流端電壓Ud的極性與整流狀態(tài)時相反，才能把直流功率逆變成溝通功率返送回電網(wǎng)。這兩個條件缺一不行。斷、電源缺相等緣由都會發(fā)生逆變失敗。當逆變角太小時，也會發(fā)生逆變失敗?！?〕不能實現(xiàn)有源逆變的電路有：半控橋電路，帶續(xù)流3BOOSTLC〔7〕答：儲存電能升壓〔3〕；保持輸出電壓穩(wěn)定〔4〕。1、試說明IGBT、GTR、GTOMOSFET〔12分〕器件優(yōu) 點缺點IGBT開關速度高，開關損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的力量，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小開關速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTOGTR耐壓高，電流大，開關特性好，通流力量強，飽和壓降低開關速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路簡單，存在二次擊穿問題GTO電壓、電流容量大，適用于大功率場合，具有電導調(diào)制效應，其通流力量很強電流關斷增益很小，關斷時門極負脈沖電流大，開關速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路簡單，開關頻率低電 力MOSFET開關速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡潔，工作頻率高，不存在二次擊穿問題電流容量小，耐壓低，一般只適用于功的工作原理，并說明其局限性。答：圖是帶有泵升電壓限制電路的電壓型間接溝通V0能耗電阻R0組成的泵升電壓限制電路。當泵升電壓超過肯定數(shù)值R0〔5〕。其局限性是當負載為溝通電動機，并且要求電動機頻繁快速加減速R0的能量都消耗在電阻上，不能得到利用〔5〕。3、軟開關電路可以分為哪幾類？各有什么特點？〔10〕關技術進展的歷程可將軟開關電路分為準諧振電路，零開關PWMPWM〔4〕。只能承受脈沖頻率調(diào)制掌握方式〔2〕。PWM〔2〕。率的交換被消減到最小〔2〕。3、晶閘管變流裝置中為什么在主電路上要參加整流變壓器進展在一個適宜的電壓上，可以使晶閘管的電壓定額下降〔2〕，使晶閘管工作于小掌握角，這有利于削減波形系數(shù)，提高晶閘管的利用率，實際上也削減的晶閘管的電流定額由于掌握角小，這對變流裝置的功率因素的提高也大為有利〔2〕。、單相電壓型逆變電路中，電阻性負載和電感性負載對輸出電壓、電流有何影響？電路構(gòu)造有哪些變化？〔7〕答：電阻性負載時，輸出電壓和輸出電流同相位，波形相像，均為正負矩形波〔2〕。小〔3〕。續(xù)流二級管〔2〕。、簡述對觸發(fā)電路的三點要求?！?分〕 1〕觸發(fā)電路輸出的脈沖應具有足夠大的功率；〔1分〕 2〕觸發(fā)電路必需滿足主電路的移相要求；〔2分〕 3〕觸發(fā)電路必需與主電路保持同步。沖寬度調(diào)制〔SPWM〕，什么是調(diào)制信號？什么是載波信號？何謂調(diào)制比？〔5分〕 弦脈沖寬度調(diào)制〔SPWM〕中，把期望輸出的波形稱作調(diào)制信號；〔2分〕而對它進展調(diào)制的三角波或鋸齒波稱為載波信號；〔2分〕載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=fc/fr稱為載波比?！?分〕 1、什么是可控整流?它是利用晶閘管的哪些特性來實現(xiàn)的?〔5分〕 電通過電力電子器件變換成大小可以調(diào)整的直流電的過程稱為可控整流?！?分〕 要利用了晶閘管的單向可控導電特性。〔2分〕 4、電壓源型變頻器和電流源型變頻器的區(qū)分是變頻器的直流環(huán)節(jié)是電感器，而電壓型變頻器的直流環(huán)節(jié)是電容器。兩端電壓不能躍變?！?分〕 半控橋式整流電路與三相全控橋式整流電路的特點。6半控橋式整流電路承受三只晶閘管和三只二極管構(gòu)成；〔2〕三相全控橋可以工作在有源逆變狀態(tài)，而三相半控橋只能工作在不會。間的典型值。答：1〕快速熔斷器，在流過6倍額定電流時熔斷時間小于20ms〔2分〕 時間只有2ms〔1分〕電流檢測和過電流繼電器，開關動作幾百毫秒。時電動機的機械特性有哪些特點？答：在晶閘管可控整流電路的直流拖動中，當電流斷續(xù)時，電動機的抱負空載轉(zhuǎn)速將抬化。、在三相半波可控整流電路中，假設掌握脈沖消滅在自然換流點以前，可能會消滅什么狀況？能否換相？ 、答：在三相半波可控整流電路中，假設每只晶閘管承受獨立的觸發(fā)電路，那么掌握脈沖消滅在自然換流點以前，電路將停頓工作；假設三只晶閘管承受同一個觸發(fā)電路〔對共陰極連接〕，則掌握脈沖消滅在自然換流點以前，電路仍舊能正常換相，但此時的掌握角較大，輸出電壓較低。AV14承受電壓波形的規(guī)律。答：共陽極組三只晶閘管輪番導通120 ，其挨次是當VT4導通時，兩端電壓為零；當VT6導通時，VT4兩端電壓為線電壓uvu；當VT2導通時，VT4兩端電壓電壓uwu。V12L1、C、V22各有什么作用？V11〔6〕答：〔1〕V12、C、V22路，CV22〔2〕〔3〕V11C、L和R〔2分〕 5、試說明功率晶體管(GTR)的安全工作區(qū)SOA由晶體管(GTR)的安全工作區(qū)SOA由以定：最高電壓UceM、集電極最大電流IcM、最大耗散功率PcM以及二次擊穿臨界限。什么是晶閘管溝通開關？溝通調(diào)壓器的晶閘管常用哪些方式掌握？答：假設令溝通調(diào)壓器中的晶閘管在溝通電壓自然過零時〔1〕。溝通調(diào)壓器中的晶閘管有兩種掌握方式：(1)相位掌握在電源電壓的每一周期，在選定的時刻將負載與電源接通，轉(zhuǎn)變選定的時刻即可到達調(diào)壓的負載與電源接通假設干周波，然后再斷開肯定的周波，通過轉(zhuǎn)變通斷的時間比到達調(diào)壓的目的。有全周波連續(xù)式和全周波間隔式兩種形式〔2〕。3、3、電壓型逆變電路中反響二極管的作用是什么？為什么當溝通側(cè)為阻感負載時需要供給無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給溝通側(cè)向直流側(cè)反響的無功能量供給通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反響二極管。當輸出溝通電壓與電流的極性一樣時，電流經(jīng)電路中的可控開關器件流通，而當輸出電壓〔3〕。在電流型逆變電路中，直流電流極性是肯定的，無功能量由直流側(cè)電感來緩沖。當需要從溝通側(cè)向直流側(cè)反響無功能量時，電流并不反向，照舊經(jīng)電路中的控開關器件流通，因此不需要并聯(lián)二極管〔2分〕。4、什么是組合變流電路？一般的開關電源是怎樣組合的？為〔AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/DC〕組合起來，以實現(xiàn)肯定功能〕。開關電源通常承受交-直-交-直方式組合〔1分〕。由于開關電源承受了工作頻率較高的溝通環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大減小，因此同等功率條件下其體積和重量都遠小于相控整流電源。除此之外，工作頻率的提高還有利于掌握性能的提高。由于這些緣由，在數(shù)百KW以下的功率范圍內(nèi)，開關電源正漸漸取代相控整流電源〔2〕。4晶閘管的電流大大超過其正常工作電流時，稱為過電流。產(chǎn)生的緣由有：直流側(cè)短路；機械過載；可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流或者逆變失敗；電路中管子誤導通及管子擊穿短路等。、GTR、GTOMOSFET什么特點?。IGBT驅(qū)動電路的特點是:驅(qū)動電路具有較小的輸出電阻,ⅠGBT是電壓驅(qū)動型器件,IGBT的驅(qū)動多承受專用的混合集成驅(qū)動器。〔1〕GTR流有足夠陡的前沿,并有肯定的過沖,這樣可加速開通過程,減小開通損耗,關斷時,驅(qū)動電路能供給幅值足夠大的反向基極驅(qū)動電流,并加反偏截止電壓,以加速關斷速度?！?分〕 要求其驅(qū)動電路供給的驅(qū)動電流的前沿應有足夠的幅值和陡度,且一般需要在整個導通期間施加正門極電流,關斷需施加負門極電流,幅值和陡度要求更高,其驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路,關斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三局部?！?分〕 電力MOSFET驅(qū)動電路的特點:要求驅(qū)動電路具有較小的輸入電阻,驅(qū)動功率小且電路簡潔。接大電感負載，負載兩端并接續(xù)流二極管的作用是什么？兩者的作用是否一樣？〔2〕其負載兩端并接續(xù)流二極管是為了使溝通電源電壓進入負半周時，由續(xù)流二極管續(xù)流，使晶閘管關斷，提高整流輸出電壓的平均值〔3〕單相橋式半控整流電路接大電感負載，負載兩端并接續(xù)流二極管的作用是為了避開失控現(xiàn)象的發(fā)生，保證整流電路的安全運行4、變頻器由那些根本局部構(gòu)成？答：1)整流器。2)逆變器。3)中間直流環(huán)節(jié)。4)掌握電路。1а？導通角θ？為什么肯定要在晶閘管承〕答：〔1〕把晶閘管承受正壓起到觸發(fā)導通之間的電度角稱為掌握角?！?〕〔2〕晶閘管一個周期內(nèi)導通的電角度稱為導通角。向壓降觸發(fā)導通，反向截止〔1〕4、用單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路,當移相到晶閘管到達某一導通角時,再連續(xù)調(diào)大導通角時,突然晶閘管變成全關斷是何緣由?〔5〕答：單結(jié)晶體管導通后,假設由電源通過電位器加到放射極的電流超過谷點電流單結(jié)晶體管就關不了。這時，單結(jié)晶體管只產(chǎn)生一個脈沖，尚能保持晶閘管工作，但是假設進一步減小電位器電阻，加大放射極電流，那么在電，不能發(fā)出觸發(fā)脈沖，晶閘管就全關斷了?！?〕1、單相可控整流電路供電給電阻負載或蓄電池充電〔反電勢負載〕，在掌握角α一樣，負載電流平均值相等的條〔6〕答：〔1〕反電動勢負載電路中晶閘管的額定電流大一些。由于當αθ＝π-α。αδ時，θ＝π-2δ；αδθ＝π-α-δ。Kf1電動勢負載時的晶閘管電流的有效值大于電阻性負載時的晶閘管電流的有效值。因此，反電動勢負載晶閘管的額定電流大一些。的？〔5〕角度，稱為換相重疊角。不能發(fā)生突變引起的換相重疊角。2、換流重疊角的產(chǎn)生給逆變電帶來哪些不利影響？〔4〕由于變壓器漏感和線路電感等因素的影響，晶閘管的換γ應的時間?！?〕〔2〕假設逆變角β<γ，將使換相不能完成，造成逆變失敗。波電抗器的意義是什么？平波電抗器電感量的選擇原則是什么?晶閘管的導通時間。θ＝180°?！?分〕 圖為三相全控橋同步相控觸發(fā)系統(tǒng)框圖，試答復：統(tǒng)承受哪種掌握方式？圖中的1A、1B、1C、F、E以及1D~6D的電路名稱是什么?〔6分〕 向掌握原理?！?〕〔2〕1A〔0.5〕〔3〕1B〔0.5〕〔4〕1C〔1〕〔5〕F6〔1〕〔6〕E〔0.5〕〔7〕1D~6DSPWM明單極性掌握方式在調(diào)制波ur的負半周的掌握方法和工作過程?〔6分〕 負向三角形載波，在半周，關斷V31、V34、使V32始終受控導通，只掌握V33。在ur＜uc時，掌握V33導通，輸出電壓u0為－Ud，在ur<uc時，使V33關斷，輸出電壓為OV。5、何謂斬波電路的直流調(diào)壓和直流調(diào)功原理？分別寫出降壓U0Ud〔6〕U0負載上消耗功率的大小，這就是斬波電路的直流調(diào)壓和調(diào)功原理?！?〕〔2〕降壓斬波電路?！?〕〔3〕升壓斬波電路。6、簡述降壓斬波電路的工作原理。(52、簡3-1a所示的降壓斬波電路工作原理。3、答：降壓斬波器的原理是：在一個掌握周期中，讓V導ton，由電源E向L、R、Muo＝Vtoff，此時電感LVD電壓，起到降壓的作用。、在三相交交變頻電路中，承受梯形波輸出掌握的好處是什么？為什么？答：可以改善輸入功率因數(shù)。由于梯形波的主要諧波成分是三次諧波，在線電壓中，三次諧波相互抵消，結(jié)果線電壓仍為正弦波。在這種掌握方式中，由于橋式電路能夠較長時間工作在高輸出電壓區(qū)域15%左右?！?分〕 是什么？〔5分〕答：換流〔mutation〕指電力電子電路中支路間電流的轉(zhuǎn)移。換流方式可分為：① 電網(wǎng)換流：換流電壓取自溝通電網(wǎng)。②負載換流：換流電壓取自呈容性的負載端電壓。② 器件換流：利用全控型器件的自關斷力量進展換流。③ 用附加電容上的能量實現(xiàn)，也稱電容換流?！?分〕④ 5、全橋和半橋電路對驅(qū)動電路有什么要求很大，電容C值也很大。當V處于通態(tài)為I1，同時電容C值很大，根本保持輸出電壓為恒值LVELCRtoffLTL能量相等，即：〔3〕壓斬波電路。〔1分〕 2、．三相半波整流電路的共陰極接法與共陽極接法，a、b兩相的自然換相點是同一點嗎？假設不是，它們在相位上差多少度？〔5分〕答：不是同一點。它們在相位上相差180°?！?〕電路因在電源與負載間接入了多個構(gòu)造一樣的根本斬波電路，使得輸入電源電流和輸出負載電流的脈動次數(shù)增加、脈動幅度減小，對輸入和輸出電流濾波更簡潔，濾波電感減小。互為備用，總體牢靠性提高。2PWM〔5〕答：它是把每一脈沖寬度均相PWM脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，承受適當掌握方法即可使電壓PWMPWM掌握電流的目的。IGBT〔5〕3、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶體BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復MOSFETGTRGTR大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。1、如題圖2-21所示的單相橋式半控整流電路中可能發(fā)生失控現(xiàn)象，何為失控，怎樣抑制失控？〔5分〕 、當a突然發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導通而兩個二極管輪番導通的狀況，這使ud成為正弦半波，其平均值保持恒定，稱為失控。VDR的現(xiàn)象。續(xù)流期間導電回路中只有一個管壓降，有利于降低損耗。3、交交變頻電路的主要特點和缺乏是什么？其主要用途是什么？〔5〕效率較高〔一次變流〕、可便利地實現(xiàn)四象限工作、低頻輸出波形接近正弦波接線簡單，承受三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管。受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低。輸入功率因數(shù)較低。輸入電流諧波含量大，頻譜簡單。主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低轉(zhuǎn)速的溝通調(diào)速電路中。目前已在軋機主傳動裝置、鼓風機、礦石裂開機、球磨機、卷揚機等場合應用。既可用于異步電動機，也可用于同步電動機傳動。、什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？兩者各有何特點？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點？〔5〕載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式，是異步調(diào)制。載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，是同步調(diào)制。異步調(diào)制的特點是當fr較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較frN一周期內(nèi)的脈沖數(shù)削減，PWM同步調(diào)制的特點是使一相的PWM波正負半周鏡對稱，N為奇數(shù)。樣把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。3、什么是軟開關？承受軟開關技術的目的是什么？〔5〕通過在電路中增加小電感、小電容等諧振元件，在開關過程中實現(xiàn)零電壓開通，零電流關斷，消退電壓、電流的重疊。降低開關高開關頻率和削減損耗。5、試說明SPWM〔5分〕 答：PWM掌握技術是掌握半導體開關元件的導通和關斷時間比，即調(diào)整脈沖寬度的或周期來掌握輸出電壓的一種掌握技術。角波稱為載波電壓，當正弦基波與三角波相交時，通過比較二者之間的大小來掌握逆變器開關的通斷，從而獲得一系列等幅不等寬正比于正弦基波電壓的矩形波，這就是正弦脈寬調(diào)制方法〔SPWM〕?！?分〕 、試說明PWM掌握的根本原理。PWM掌握就是對脈沖的寬度進展調(diào)制的技術。即通過對一系列脈沖的寬度進展調(diào)制來等效地獲得所需要波形(含外形和幅值)。不同的窄脈沖加在具有慣蚌的環(huán)節(jié)上時,其效果根本一樣,沖量即窄脈沖的面積。效果根本一樣是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形根本一樣。上述原理稱為面積等效原理。〔1分〕以正弦pWM掌握為例。把正弦半波分成Ⅳ等份,就可把其看成是N個彼此相連的脈 沖列所組成的波形。這些脈沖寬度相等,都等于/n,但幅值不等且脈沖頂部不是水平直線而是曲線,各脈沖幅值按正弦規(guī)律變化。假設把上述脈沖列利用一樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替,使矩形脈沖的中點