《電力電子技術(shù)期末復(fù)習(xí)考卷綜合附答案,題目配知識(shí)點(diǎn).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電力電子技術(shù)期末復(fù)習(xí)考卷綜合附答案,題目配知識(shí)點(diǎn).doc（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1、 填空題：1、 電力電子技術(shù)的兩個(gè)分支是電力電子器件制造技術(shù)和 變流技術(shù) 。2、 舉例說明一個(gè)電力電子技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 變頻器、 調(diào)光臺(tái)燈等 。3、 電力電子承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)，主要為交流變直流（ACDC）、直流變交流（DCAC）、直流變直流（DCDC）、交流變交流（ACAC）四種。4、 為了減小電力電子器件本身的損耗提高效率，電力電子器件一般都工作在 開關(guān)狀態(tài)，但是其自身的功率損耗（開通損耗、關(guān)斷損耗）通常任遠(yuǎn)大于信息電子器件，在其工作是一般都需要安裝 散熱器 。5、 電力電子技術(shù)的一個(gè)重要特征是為避免功率損耗過大，電力電子器件總是工作在開關(guān)狀態(tài)，其損耗包括三個(gè)方面：通態(tài)損耗、斷態(tài)損
2、耗和 開關(guān)損耗 。6、 通常取晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM中較 小 標(biāo)值作為該器件的額電電壓。選用時(shí)，額定電壓要留有一定的裕量，一般取額定電壓為正常工作時(shí)晶閘管所承受峰值電壓的23倍。7、 只有當(dāng)陽(yáng)極電流小于 維持 電流時(shí)，晶閘管才會(huì)由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。導(dǎo)通：正向電壓、觸發(fā)電流 （移相觸發(fā)方式）8、 半控橋整流帶大電感負(fù)載不加續(xù)流二極管電路中，電路可能會(huì)出現(xiàn) 失控 現(xiàn)象，為了避免單相橋式半控整流電路的失控，可以在加入 續(xù)流二極管 來(lái)防止失控。9、 整流電路中，變壓器的漏抗會(huì)產(chǎn)生換相重疊角，使整流輸出的直流電壓平均值 降低 。10、 從晶閘管開始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加
3、觸發(fā)脈沖止的電角度稱為 觸發(fā)角 。 從晶閘管導(dǎo)通到關(guān)斷稱為導(dǎo)通角。單相全控帶電阻性負(fù)載觸發(fā)角為180度三相全控帶阻感性負(fù)載觸發(fā)角為90度11、 單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為 22U1 。（電源相電壓為U1）三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為2.45U2 。（電源相電壓為U2）為了保證三相橋式可控整流電路的可靠換相，一般采用 雙窄脈沖 或者寬脈沖觸發(fā)。12、 四種換流方式分別為 器件換流 、電網(wǎng)換流 、 負(fù)載換流 、 強(qiáng)迫換流 。13、 強(qiáng)迫換流需要設(shè)置附加的換流電路，給與欲關(guān)斷的晶閘管強(qiáng)迫施加反壓或反電流而關(guān)斷。14、 直流直流變流電路，包括 直接直流變流
4、電路 電路和 間接直流變流電路 。（是否有交流環(huán)節(jié)）15、 直流斬波電路只能實(shí)現(xiàn)直流 電壓大小 或者極性反轉(zhuǎn)的作用。6種斬波電路：電壓大小變換：降壓斬波電路（buck變換器)、升壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路、Zeta斬波電路升壓斬波電路輸出電壓的計(jì)算公式 U=E =1- 。降壓斬波電路輸出電壓計(jì)算公式： U=E =占空比，E=電源電壓 直流斬波電路的三種控制方式是PWM、 頻率調(diào)制型 、 混合型 。16、 交流電力控制電路包括 交流調(diào)壓電路 ，即在沒半個(gè)周波內(nèi)通過對(duì)晶閘管開通相位的控制，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的電路， 調(diào)功電路 即以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態(tài)周期
5、數(shù)和斷態(tài)周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率平均值的電路， 交流電力電子開關(guān)即控制串入電路中晶閘管根據(jù)需要接通或斷開的電路。17、 普通晶閘管（用正弦半波電流平均值定義）與雙向晶閘管的額定電流定義不一樣，雙向晶閘管 的額定電流是用電流有效值來(lái)表示的。（雙向晶閘管工作在交流電路中，正反向電流都可以流過）18、 斬控式交流調(diào)壓電路 交流調(diào)壓電路一般采用全控型器件,使電路的功率因數(shù)接近1。19、 PWM控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)是 (面積等效原理)沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同 20、 PWM調(diào)制中常用的計(jì)算法有 特定諧波消去法 。 .21、 PWM逆變電路的控制方法有 計(jì)算法 、 調(diào)
6、制法 和 規(guī)則采樣法 三種。其中調(diào)制法又可以分為 同步調(diào)制 和 異步調(diào)制 兩種.（同步調(diào)制：載波比相等）22、 直流斬波電路的三種控制方式是PWM、 頻率調(diào)制型 、 混合型 。23、 在調(diào)制信號(hào)上疊加 直流分量（三次諧波） 可以提高直流電壓利用率。改變調(diào)制信號(hào)的頻率就可以改變輸出直流信號(hào)的頻率改變調(diào)制比可以改變輸出電壓有效值電力電子器件串聯(lián)必須考慮靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 均壓 （每個(gè)器件并聯(lián)一個(gè)電阻） 。 靜態(tài)均壓：每個(gè)器件并聯(lián)電阻 動(dòng)態(tài)均壓：每個(gè)器件串聯(lián)電容 并聯(lián)時(shí)要考慮均流 方法：一般是串聯(lián)電感24、 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路的目的是給器件施加 開通、關(guān)斷 的信號(hào)，提供控制電路與主電路之間的 電氣隔離
7、。（光隔離（光耦）、磁隔離（變壓器）等等）25、 電力MOSFET和IGBT由于具有正溫度系數(shù)，所以在并聯(lián)使用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn) 均流 。26、 晶閘管額定電流為100A，通過半波交流電時(shí)，電流的波形系數(shù)為Kf=1.57，電流的有效值計(jì)算為，則通過電流最大值為 314 A。27、 單相交流調(diào)壓電阻性負(fù)載電路的移相范圍在0度180度 內(nèi)，在阻感性負(fù)載時(shí)移相范圍在功率因素角 180度 內(nèi)。28、 交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路異同點(diǎn)： 電路結(jié)構(gòu)相同，控制方式不同，（交流調(diào)壓電路采用移相觸發(fā)對(duì)一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通角控制，調(diào)功電路對(duì)導(dǎo)通周波數(shù)與阻斷周波數(shù)的比值進(jìn)行控制） 。29、 電壓型逆變電路中的反饋二極管的作用是
8、給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道 。30、 180導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 同一相上下兩個(gè)橋臂 元件之間進(jìn)行；而120導(dǎo)電型三相橋式逆變電路，晶閘管換相是在 上橋臂或者下橋臂組內(nèi) 上的元件之間進(jìn)行的。31、 在SCR(Silicon Controlled Rectifier)、GTO(Gate Turn-Off Thyristor)、GTR(Giant Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)中半控
9、型器件有 SCR ，全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT ，電流驅(qū)動(dòng)器件有 SCR、GTO、GTR 。32、 單相橋式可控整流電路帶電阻性負(fù)載，在控制角為a時(shí)，其輸出的直流電壓為 。33、 帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路中平衡電抗器的作用是 使兩組三相半波整流電路能夠同時(shí)導(dǎo)電 。34、 有源逆變最小逆變角bbmin=d +g + q，其每個(gè)參數(shù)的意義是 dd：晶閘管關(guān)斷時(shí)間，gg ：換相重疊角， q：安全裕量角 。35、 單相電壓型橋式逆變電路輸出給負(fù)載的電壓波形是方波，電流波形是 近似正弦波 。36、 三相電流型橋式逆變電路的換流一般為同一組橋臂組內(nèi)換流，稱為 橫向換流
10、。37、 交交變頻是一種直接變頻，其輸出的電壓是由多段電網(wǎng)電壓拼接而成，決定了其輸出頻率不高，當(dāng)采用50Hz工頻電壓，三相六脈波橋式逆變電路，其輸出的上限頻率一般不超過 20Hz 。38、 晶閘管串聯(lián)使用的動(dòng)態(tài)均壓方法是 電阻電容串聯(lián)后并聯(lián)到晶閘管兩端 。2、 簡(jiǎn)答題：1、 晶閘管的觸發(fā)電路有哪些要求？1觸發(fā)電路發(fā)U的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)具有足夠大的功率2不該觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)電路因漏電流產(chǎn)生的漏電壓應(yīng)小于控制極不觸發(fā)電壓UGT3觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的寬度，4觸發(fā)脈沖前沿要陡5觸發(fā)脈沖應(yīng)與主回路同步，且有足夠的移相范圍。導(dǎo)通：正向電壓、觸發(fā)電流 半控：晶閘管 全控：門極可關(guān)斷晶、電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)管，IG
11、BT電流控門極可關(guān)斷晶、電力晶體管、 電壓控 電力場(chǎng)效應(yīng)管，IGBT半控型器件有 SCR（晶閘管） ，全控型器件有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT 電流驅(qū)動(dòng)器件有 SCR、GTO、GTR 電壓型驅(qū)動(dòng)器件：MOSFET、IGBT半控器件：大電壓大電流，即大功率場(chǎng)合全控器件：中小功率2、 具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路，問該變壓器還有直流磁化問題嗎？具有變壓器中心抽頭的單相全波可控整流電路中，因?yàn)樽儔浩鞫螠y(cè)繞組中，正負(fù)半周內(nèi)上下繞組內(nèi)電流的方向相反，波形對(duì)稱，其一個(gè)周期內(nèi)的平均電流為零，故不會(huì)有直流磁化的問題（變壓器變流時(shí)雙向流動(dòng)的就沒有磁化 存在磁化的：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ?、三相半?/p>
12、整流）3、 電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管？在電壓型逆變電路中,當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率,直流側(cè)電容起 緩沖無(wú)功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。當(dāng)輸出交流電壓和電流的極性相同時(shí),電流經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通，而當(dāng)輸出電壓電流極性相反時(shí),由反饋二極管提供電流通道。在電流型逆變電路中,直流電流極性是一定的,無(wú)功能量由直流側(cè)電感來(lái)緩沖。當(dāng)需要從交流側(cè)向直流側(cè)反饋無(wú)功能量時(shí),電流并不反向,依然經(jīng)電路中的可控開關(guān)器件流通,因此不需要并聯(lián)反饋二極管。電壓型有電容器（電源側(cè)），電流型一般串聯(lián)大電
13、感4、 繪制直流升壓斬波電路原理圖。直流降壓斬波電路：升降壓：5、 電壓型逆變電路的特點(diǎn)。（1）直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)；(2)輸出電壓為矩形波（電流為正弦波），輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同；(3)阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電流型壓型逆變電路的特點(diǎn) 流側(cè)串聯(lián)有大電感，交流側(cè)輸出電流為矩形波（電壓為正弦波），并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。 不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管6、 什么是異步調(diào)制？什么是同步調(diào)制？?jī)烧吒饔泻翁攸c(diǎn)？分段同步調(diào)制有什么優(yōu)點(diǎn)？（頻率高異步調(diào)制，頻率低同步調(diào)制）分段調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：1載波頻率不會(huì)太高 2開關(guān)損耗
14、不會(huì)太大 3載波頻率在低頻時(shí)不會(huì)太低波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在異步調(diào)制方式中，通常保持載波頻率fc固定不變，因而當(dāng)信號(hào)波頻率fr變化時(shí)，載波比N是變化的。異步調(diào)制的主要特點(diǎn)是：在信號(hào)波的半個(gè)周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。這樣，當(dāng)信號(hào)波頻率較低時(shí)，載波比N較大，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)較多，正負(fù)半周期脈沖不對(duì)稱和半周期內(nèi)前后1/4周期脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小，PWM波形接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻率增高時(shí)，載波比N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大，有時(shí)信號(hào)波的微小變化還會(huì)產(chǎn)
15、生PWM脈沖的跳動(dòng)。這就使得輸出PWM波和正弦波的差異變大。對(duì)于三相PWM型逆變電路來(lái)說，三相輸出的對(duì)稱性也變差。載波比N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步的方式稱為同步調(diào)制。同步調(diào)制方式中，信號(hào)波頻率變化時(shí)載波比N不變，信號(hào)波一個(gè)周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。當(dāng)逆變電路輸出頻率很低時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc也很低。fc過低時(shí)由調(diào)制帶來(lái)的諧小組不易濾除。當(dāng)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)也會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲。當(dāng)逆變電路輸出頻率很高時(shí)，同步調(diào)制時(shí)的載波頻率fc會(huì)過高。使開關(guān)器件難以承受。此外，同步調(diào)制方式比異步調(diào)制方式復(fù)雜一些。分段同步高調(diào)制是把逆變電路的輸出頻率劃分為若干段，
16、每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。其優(yōu)點(diǎn)主要是，在高頻段采用較低的載波比，使載波頻率不致過高，可限制在功率器件允許的范圍(1) 簡(jiǎn)述PWM調(diào)制方式的同步調(diào)制和異步調(diào)制的定義及特點(diǎn)。答：載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比，N= fc / fr，根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。異步調(diào)制：通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N是變化的。在信號(hào)波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱。當(dāng)fr較低時(shí)，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對(duì)稱產(chǎn)生的不利影響都較小。當(dāng)
17、fr增高時(shí)，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對(duì)稱的影響就變大。同步調(diào)制：fr變化時(shí)N不變，信號(hào)波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定。三相電路中公用一個(gè)三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對(duì)稱；為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對(duì)稱，N應(yīng)取奇數(shù)。fr很低時(shí)，fc也很低，由調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除。fr很高時(shí)，fc會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。1. 如下圖所示（L和R串聯(lián)后作為負(fù)載），說明晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？關(guān)斷時(shí)和導(dǎo)通后晶閘管的端電壓、流過晶閘管的電流和負(fù)載上的電壓由什么決定?答：晶閘管導(dǎo)通的條件是：陽(yáng)極承受正向電壓，處于阻斷狀態(tài)的晶閘管，只有在門極加正向觸發(fā)電壓，才能使其導(dǎo)通。門極所加正向觸發(fā)脈
18、沖的最小寬度，應(yīng)能使陽(yáng)極電流達(dá)到維持通態(tài)所需要的最小陽(yáng)極電流，即擎住電流以上。導(dǎo)通后的晶閘管管壓降很小。晶閘管的關(guān)斷時(shí)其兩端電壓大小由電源電壓UA決定，電流近似為零。導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負(fù)載阻抗決定，負(fù)載上電壓由輸入陽(yáng)極電壓UA決定。2. 緩沖電路的作用是什么？關(guān)斷緩沖與開通緩沖在電路形式上有何區(qū)別，各自的功能是什么？答：緩沖電路的作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓du/dt或者過電流di/dt,減少器件的開關(guān)損耗。緩沖電路分為關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路是對(duì)du/dt抑制的電路，用于抑制器件的關(guān)斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗。開通緩沖電路是對(duì)di/dt抑制
19、的電路，用于抑制器件開通時(shí)的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。3. 變壓器漏抗對(duì)整流電路有什么影響?答：出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全導(dǎo)通。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的 du/di，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此，必須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。4. 在三相橋式整流電路中，為什么三相電壓的六個(gè)交點(diǎn)就是對(duì)應(yīng)橋臂的自然換流（相）點(diǎn)？（請(qǐng)以a、b兩相電壓正半周交點(diǎn)為例，說明自然換向原理）答：三相橋式整流電路中，每只二級(jí)管承受的是相鄰二相的線電壓，
20、承受正向電壓時(shí)導(dǎo)通，反向電壓時(shí)截止。三相電壓的六個(gè)交點(diǎn)是其各線電壓的過零點(diǎn)，是二級(jí)管承受正反向電壓的分界點(diǎn)，所以，是對(duì)應(yīng)橋臂的自然換流點(diǎn)。5. 試述斬波電路時(shí)間比控制方式中的三種控制模式？答：斬波電路時(shí)間比控制方式中的三種控制模式為：（1）定頻調(diào)寬控制模式定頻就是指開關(guān)元件的開、關(guān)頻率固定不變，也就是開、關(guān)周期T固定不變，調(diào)寬是指通過改變斬波電路的開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)間Ton來(lái)改變導(dǎo)通比Kt值，從而改變輸出電壓的平均值。（2）定寬調(diào)頻控制模式定寬就是斬波電路的開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間Ton固定不變，調(diào)頻是指用改變開關(guān)元件的開關(guān)周期T來(lái)改變導(dǎo)通比Kt。（3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制模式這種方式是前兩種控制方式的綜
21、合，是指在控制驅(qū)動(dòng)的過程中，即改變開關(guān)周期T，又改變斬波電路導(dǎo)通時(shí)間Ton的控制方式。通常用于需要大幅度改變輸出電壓數(shù)值的場(chǎng)合.6. SPWM調(diào)制方式是怎樣實(shí)現(xiàn)變壓功能的？又是怎樣實(shí)現(xiàn)變頻功能的？答：改變調(diào)制比M可以改變輸出電壓uO基波的幅值，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的幅值實(shí)現(xiàn)變壓功能的。改變正弦調(diào)制波的頻率時(shí)，可以改變輸出電壓u0的基波頻率，所以，SPWM調(diào)制是通過改變調(diào)制波ur的頻率實(shí)現(xiàn)變頻功能的。(2) 晶閘管的主要?jiǎng)屿o態(tài)性能參數(shù)是哪些？晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時(shí)它又關(guān)斷的原因是什么？答：靜態(tài)性能指標(biāo)：電壓定額：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓、反向重復(fù)峰值電壓、通態(tài)電壓。電流定額：
22、通態(tài)平均電流、維持電流、擎住電流、浪涌電流。動(dòng)態(tài)參數(shù)：開通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間、斷態(tài)電壓臨界上升率、通態(tài)電流臨界上升率。晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，觸發(fā)脈沖結(jié)束時(shí)它又關(guān)斷的原因是：a：剛剛導(dǎo)通后電流小于擎住電流，脈沖撤除后晶閘管關(guān)斷；b：完全導(dǎo)通后，由于電路電流小于維持電流，晶閘管關(guān)斷。(3) 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響是什么？答：a：出現(xiàn)換相重疊角,整流輸出電壓平均值Ud降低。b：整流電路的工作狀態(tài)增多。c：晶體管的di/dt減小,有利于晶閘管的安全開通。d：換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口,產(chǎn)生正的du/dt,可能使晶閘管誤導(dǎo)通,為此必須加吸收電路。.e：換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口,成為干擾源。(4) 什么是逆變失敗
23、，逆變失敗的原因是什么？答：逆變失敗指的是：逆變過程中因某種原因使換流失敗，該關(guān)斷的器件末關(guān)斷，該導(dǎo)通的器件末導(dǎo)通。從而使逆變橋進(jìn)入整流狀態(tài)，造成兩電源順向聯(lián)接，形成短路。逆變失敗會(huì)在逆變橋與逆變電源之間產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)流，損壞開關(guān)器件。產(chǎn)生逆變失敗的原因：（1）觸發(fā)電路工作不可靠，造成脈沖丟失、脈沖延遲等。（2）晶閘管發(fā)生故障，失去正常通斷能力。（3）交流電源發(fā)生異?，F(xiàn)象，如斷電、缺相、或電壓過低。（4）換相的裕量角不足，晶閘管不能可靠關(guān)斷。(5) 說明下圖單相半橋電壓逆變電路中二極管VD1和VD2的作用。答：VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋，VD1、VD2稱為反饋二極
24、管,還使io連續(xù)，又稱續(xù)流二極管。3、 分析計(jì)算題：1、 在下圖中，E=50V, R=0.5，L=0.5H，晶閘管擎住電流為15mA,要使晶閘管導(dǎo)通，門極觸發(fā)電流脈沖寬度至少應(yīng)為多少？解：晶閘管導(dǎo)通后，主回路電壓方程為 主電路電流按下式由零上升 晶閘管要維持導(dǎo)通，id必須上升達(dá)到擎住電流值以上，在此期間，門極脈沖應(yīng)繼續(xù)維持，將Id=15mA代入，得 取， t150s。所以，門極觸發(fā)電流脈沖寬度至少應(yīng)大于150s。2、 三相橋式整流電路，U2=100V，帶電阻電感負(fù)載R=50，L值極大，當(dāng)=60度時(shí)，計(jì)算Ud,Id,IdT和Ivt。單相橋式全控整流：3、 分析單相電壓型逆變器移相調(diào)壓的工作原理。
25、調(diào)整輸出頻率：圖中所使用的都是全控器件，改變開關(guān)1、4，2、3的切換頻率，則輸出交流電的頻率隨著改變。改變移相電壓角度，則可以改變輸出電壓幅值。4、分析滯環(huán)比較方式電流跟蹤控制的工作原理?；驹恚?、把指令電流i*和實(shí)際輸出電流i的偏差i*-i作為滯環(huán)比較器的輸入2、通過比較器的輸出控制器件V1和V2的通斷3、VD1通時(shí)，i增大4、VD2通時(shí)，i減小5、通過環(huán)寬為2I的滯環(huán)比較器的控制，i就在i*+I和i*-I的范圍內(nèi)，呈鋸齒狀地跟蹤指令電流i*某一電熱裝置（電阻性負(fù)載），要求直流平均電壓為75V，電流為20A，采用單相半波可控整流電路直接從220V交流電網(wǎng)供電。計(jì)算晶閘管的控制角、導(dǎo)通角、
26、負(fù)載電流有效值，解：(1)整流輸出平均電壓 d= = cos=則控制角60 導(dǎo)通角=-=120 (2).負(fù)載電流平均值 Id=20(A) 則 RUdId7520=3.75 負(fù)載電流有效值I，即為晶閘管電流有效值IV1，所以I=IV1=37.6(A)分析下圖示升壓斬波電路原理并計(jì)算，已知E=50V，負(fù)載電阻R=20，L值和C值極大，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=40s，ton=25s時(shí)，計(jì)算輸出電壓平均值U0，輸出電流平均值I0。解： 開關(guān)元件導(dǎo)通（模式1）時(shí)，電感L儲(chǔ)能，負(fù)載R上的電壓uo和電流io由電容器C上的電壓uc提供。開關(guān)元件關(guān)斷（模式2）時(shí)，直流電源Ud和電感L儲(chǔ)能向負(fù)載R和電容器C提
27、供能量，電容器C充電。因此，可達(dá)到輸出平均直流電壓高于電源輸入的直流電壓。輸出電壓平均值Uo為其中，Ton為導(dǎo)通時(shí)間，T為開關(guān)周期，Kt為導(dǎo)通比。 設(shè)流過晶閘管的周期電流波形如下圖所示，其最大值均為Im，當(dāng)采用額定電流為200A的晶閘管，當(dāng)不考慮安全余量時(shí)，所能送出的平均電流為多少?相應(yīng)的電流最大值是多少？(7分)。(在環(huán)境溫度為40和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相、工頻正弦半波導(dǎo)電、結(jié)溫穩(wěn)定在額定值125時(shí)，所對(duì)應(yīng)的通態(tài)平均電流值定義為晶閘管的額定電流。因此當(dāng)晶閘管的額定電流為200A時(shí)，其允許通過的電流有效值為314A。)解：電流平均值: Idb= 電流有效值Ia=200A
28、的晶閘管允許通過電流的有效值為314A，因此相應(yīng)的電流最大值為314*A，所能送出的平均電流IDb=314/ =181A。三相全控橋整流電路，帶阻感負(fù)載，U2100V，R10W，wLR R，求當(dāng)a30oo時(shí)，輸出電壓平均值Ud，輸出電流平均值Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2。 （8分）解： 整流變壓器二次側(cè)電流為正負(fù)半周各寬120、前沿相差180的矩形波，其有效值為：分析負(fù)載換流的原理。解：由負(fù)載提供換流電壓稱為負(fù)載換流（Load Commutation）。電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性工作狀態(tài)。 4個(gè)臂的切換僅使電流路徑改變，負(fù)載電流基本呈矩形波。 負(fù)載工作在對(duì)
29、基波電流接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)，對(duì)基波阻抗很大，對(duì)諧波阻抗很小，uo波形接近正弦。 t1前：VT1、VT4通，VT2、VT3斷，uo、io均為正，VT2、VT3電壓即為uo。 t1時(shí)：觸發(fā)VT2、VT3使其開通，uo加到VT4、VT1上使其承受反壓而關(guān)斷，電流從VT1、VT4換到VT3、VT2。 t1必須在uo過零前并留有足夠裕量，才能使換流順利完成。一臺(tái)電爐額定功率為1000W，由220V單相交流供電，為了實(shí)現(xiàn)電爐功率可變，采用雙向可控硅采用移相觸發(fā)調(diào)節(jié)電爐的供電電壓，請(qǐng)畫出電路圖，依據(jù)下面的波形圖和給定的計(jì)算公式，計(jì)算當(dāng)電爐需要功率為500W時(shí)，雙向晶閘管的觸發(fā)角是多少？此時(shí)電爐的電流有效值是
30、多少？解：電路圖：隨便找一個(gè)最簡(jiǎn)單的調(diào)光臺(tái)燈的電路。計(jì)算電爐的等值電阻：計(jì)算當(dāng)功率變?yōu)?00W時(shí)需要的電壓值：計(jì)算觸發(fā)角：電流的有效值：請(qǐng)從VT1向VT3換流的過程分析入手，說明題圖所示串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路的換流過程。解：假設(shè)以從VT1向VT3換流的過程進(jìn)行分析：假設(shè)換流前VT1和VT2導(dǎo)通，C13電壓UC0左正右負(fù)。如圖a所示。換流階段分為恒流放電和二極管換流兩個(gè)階段。t1時(shí)刻觸發(fā)VT3導(dǎo)通，VT1被施以反壓而關(guān)斷。Id從VT1換到VT3，C13通過VD1、U相負(fù)載、W相負(fù)載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電，放電電流恒為Id，故稱恒流放電階段。如圖b所示。uC13下降到零之前，V
31、T1承受反壓，反壓時(shí)間大于tq就能保證關(guān)斷。t2時(shí)刻uC13降到零，之后C13反向充電。忽略負(fù)載電阻壓降，則二極管VD3導(dǎo)通，電流為iV，VD1電流為iU=Id-iV，VD1和VD3同時(shí)通，進(jìn)入二極管換流階段。隨著C13電壓增高，充電電流漸小，iV漸大，t3時(shí)刻iU減到零，iV=Id，VD1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。t3以后，VT2、VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段。繪制單相橋式SPWM逆變電路產(chǎn)生單極性SPWM波形圖和雙極性SPWM波形圖并說明其調(diào)制原理解：首先畫出逆變電路產(chǎn)生單極性SPWM波形圖：在ur和uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制IGBT的通斷ur正半周，V1保持通，V2保持?jǐn)?。?dāng)uruc時(shí)使V4通，V3斷，uo=Ud 。當(dāng)uruc時(shí)，給V1和V4導(dǎo)通信號(hào)，給V2和V3關(guān)斷信號(hào)。如io0，V1和V4通，如io0，VD1和VD4通， uo=Ud 。當(dāng)uruc時(shí)，給V2和V3導(dǎo)通信號(hào)，給V1和V4關(guān)斷信號(hào)。如io0，VD2和VD3通，uo=-Ud 。四、作圖題1. 繪出晶閘管的陽(yáng)極伏安特性曲線，標(biāo)注出主要參數(shù)并說明其意義。2. 三相半波可控整流帶電阻性負(fù)載繪制電路圖及觸發(fā)角為30度的電路波形圖。各位好好加油，這份題一份基本包含了往屆的題和必考知識(shí)點(diǎn) Rex from SCAU
電力電子技術(shù)期末復(fù)習(xí)考卷綜合附答案,題目配知識(shí)點(diǎn).doc
