變頻技術(shù)原理與應(yīng)用試題一及答案

變頻技術(shù)原理與應(yīng)用試題一及答案評(píng)卷人得分一、是非題。（正確的在括號(hào)內(nèi)畫√，錯(cuò)的畫×，每題1分，共10分）1.變頻技術(shù)在改變電源頻率的同時(shí)，也改變了波形、相位角。（）2.電力電子器件是電力電子技術(shù)的核心，是電力電子電路的基礎(chǔ)，同時(shí)也是變頻技術(shù)的關(guān)鍵器件。（）3.PWM逆變電路需要全控型電力半導(dǎo)體器件，其輸出諧波減少的程度取決于PWM的開關(guān)頻率，而開關(guān)頻率則受器件開關(guān)時(shí)間的限制。（）4.矢量控制是一種低性能異步電動(dòng)機(jī)控制方式。（）5.輸入電源必須接到變頻器輸入端子U、V、W上，電動(dòng)機(jī)必須接在變頻器輸出端子R、S、T上，若錯(cuò)接會(huì)損壞變頻器。（）6.用逆變電路驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，可利用其功率因數(shù)滯后的特性。（）7.脈寬調(diào)制(PWM)控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖列。（）8.閘管從外形上看有三個(gè)引出電極：陽(yáng)極A、陰極K和門極（控制端）G。（）9.電壓型變頻器由可控整流電路和電壓型逆變電路組成，用可控整流電路調(diào)壓，逆變電路調(diào)頻。（）10.變頻器并聯(lián)使用的IGBT元件，在更換時(shí)沒有必要考慮型號(hào)、批號(hào)的一致性。（）評(píng)卷人得分二、名詞解釋。（每題2分，共10分）1.變頻技術(shù)。2.晶閘管3.交—直—交變頻器4.晶閘管的通態(tài)平均電流5.觸發(fā)同步評(píng)卷人得分三、填空題。（每題1分，共10分）1.同步調(diào)制載波比N等于。2.載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)關(guān)系的調(diào)制方式稱為異步方式。3.晶閘管的基本特性包括。4.IGBT也是三端器件，它的三個(gè)極分別為。5.在交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制中，為了保持額定磁通基本不變，在調(diào)節(jié)定子頻率時(shí)必須同時(shí)改變定子的。6.脈寬調(diào)制(PWM)控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件的進(jìn)行控制。7.從主電路上看，電流型變頻電路和電壓型變頻電路的區(qū)別僅在于的形式不同，卻造成兩類變頻電路在性能上存在較大地差別。8.為了減小諧波影響，提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，三相交流電動(dòng)機(jī)的供電一般要求采用電源。9.在無環(huán)流晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，采用兩組具有相同特征的整流電路構(gòu)成的裝置。10.三相交—交變頻電路由三套輸出電壓彼此互差的單相輸出交—交變頻器組成。評(píng)卷人得分四、簡(jiǎn)答題。（每題5分，共20分）1.晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？2.簡(jiǎn)述晶閘管的伏安特性。3.簡(jiǎn)述功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述脈寬調(diào)制調(diào)壓的原理。評(píng)卷人得分五、繪圖題。（共20分）1.繪制PWM變頻電路的主電路。（本題10分）2.繪制三相交-直-交電流型變頻電路原理圖。（本題10分）評(píng)卷人得分六、論述題。（本題15分）1.根據(jù)三相諧振直流環(huán)節(jié)逆變電路的原理電路，敘述零電壓開關(guān)的工作原理論述變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域。試題一答案一、是非題。1.×2.√3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.√10.×二、名詞解釋。1.變頻技術(shù)是將電信號(hào)的頻率按照控制的要求，通過具體的電路實(shí)現(xiàn)電信號(hào)頻率變換的應(yīng)用型技術(shù)。2.晶閘管又稱晶體閘流管或可控硅整流器SCR，包括普通晶閘管、快速晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管和光控晶閘管。晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型——普通晶閘管。3.交—直—交變頻器是先把恒壓恒頻CVCF的交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，再經(jīng)過逆變器把這個(gè)直流電流變成頻率和電壓都可變交流電的間接型變頻電路，它已被廣泛地應(yīng)用在交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速中。4.晶閘管在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，結(jié)溫不超過額定結(jié)溫且穩(wěn)定時(shí)，晶閘管允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值，稱為通態(tài)平均電流IT（AV）。5.觸發(fā)同步是指把一個(gè)與主電路晶閘管所受電源電壓保持合適相位關(guān)系的電壓提供給觸發(fā)電路，確保主電路各晶閘管在每一個(gè)周期中按相同的順序和觸發(fā)延遲角被觸發(fā)導(dǎo)通。三、填空題。1.常數(shù)2.不保持同步3.靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性4.柵極G、集電極C和發(fā)射極E5.電壓6.通斷7.中間直流環(huán)節(jié)濾波器8.對(duì)稱三相正弦波9.反并聯(lián)10.120°四、簡(jiǎn)答題。1.答：晶閘管導(dǎo)通必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：（1）晶閘管陽(yáng)極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷?；?）門極電路加適當(dāng)?shù)恼螂妷海▽?shí)際工作中，門極加正觸發(fā)脈沖信號(hào)），且晶閘管一旦導(dǎo)通，門極將失去控制作用。2.答：晶閘管的陽(yáng)極伏安特性是指晶閘管陽(yáng)極電流和陽(yáng)極電壓之間的關(guān)系曲線如圖所示。其中，第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性。晶閘管的導(dǎo)通和截止這兩個(gè)工作狀態(tài)是由陽(yáng)極電壓UA、陽(yáng)極電流IA及控制極電流IG決定的，而這幾個(gè)量又是互相有聯(lián)系的。在實(shí)際應(yīng)用上常用實(shí)驗(yàn)曲線來表示它們之間的關(guān)系，這就是晶閘管的伏安特性曲線。3.答：功率MOSFET是一種單極型電壓控制器件，用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、需要的驅(qū)動(dòng)功率小、開關(guān)速度快、工作頻率高、熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR，但電流容量小、耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。4.答：PWM控制方式是把逆變電路輸出波形半個(gè)周期內(nèi)的脈沖分割成多個(gè)，通過對(duì)每個(gè)脈沖的寬度進(jìn)行控制，來控制輸出電壓并改善波形。PWM是一種非常重要的控制方式，獲得了廣泛的應(yīng)用。五、繪圖題。1.答：PWM變頻電路的主電路如下圖所示：2.答：三相交—直—交電流型變頻電路的原理圖如下圖所示：六、論述題。1.答：從圖中可以看出，諧振電容Cr是與功率開關(guān)S并聯(lián)的，其基本工作原理是：在功率開關(guān)S導(dǎo)通時(shí)，Cr上的電壓為零；當(dāng)S關(guān)斷是Cr限制S上電壓的上升率，從而實(shí)現(xiàn)S的零電壓關(guān)斷。而在功率開關(guān)S開通時(shí)，Lr、Cr諧振工作使Cr的電壓回到零，從而實(shí)現(xiàn)S的零電壓開通。這樣Lr、Cr組成的諧振電路，接在直流輸入電壓和PWM逆變電路之間，為逆變器提供周期性過零電壓，使得每一個(gè)橋臂上的功率開關(guān)都可以在零電壓下開通或關(guān)斷。2.答：變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要有以下幾點(diǎn)：1）速度控制由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，所以，在許多需要精確速度控制的系統(tǒng)中，變頻器發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要作用。2）節(jié)能變頻器的最初用途是速度控制，但應(yīng)用較多的是節(jié)能。應(yīng)用變頻調(diào)速，可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。以節(jié)能為目的，變頻器廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。3）變頻家電變頻器除了在工業(yè)控制領(lǐng)域得到應(yīng)用外，在普通家庭中，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等