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电力电子技术期末考试试题及答案

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37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为 控制角 角,用 α 表示。 38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压,经常使用的保护方法是阻容保护、

而对于能量较大的过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用的方法有 压敏电阻和 硒堆。 。

39、交流零触发开关电路就是利用过零触发 方式来控制晶闸管导通与关断的。

40、型号为KS100-8的元件表示 双向晶闸管 管、它的额定电压为 800V、 伏、额定电流为 100A 安。

41、实现有源逆为的条件为 要有一个直流逆变电源,它的极性方向与晶闸管的导通方向一致,其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压;逆变桥必须工作在β<90o(即α>90o)区间,使输出电压极性与整流时相反,才能把直流能量逆变成交流能量反送到交流电网。

42、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组 整流 状态、

逆变 状态、反组 整流状态,逆变状态。

43、有源逆变指的是把直流 能量转变成 交流 能量后送给 电网的 装置。

44、给晶闸管阳极加上一定的 正向 电压;在门极加上正向门极 电压,并形成足够的 门极触发

电流,晶闸管才能导通。 45、当负载为大电感负载,如不加续流二极管时,在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流桥,, 与 三相桥式半控整流桥 电路会出现失控现象。

46、三相半波可控整流电路,输出到负载的平均电压波形脉动频率为 150 HZ;而三相全控桥整流电路,输出

到负载的平均电压波形脉动频率为 300 HZ;这说明 三相桥式全控整流桥 电路的纹波系数比 三相半波可控流电路 电路要小。 47、造成逆变失败的原因有 逆变桥晶闸管或元件损坏,供电电源缺相,逆变角太小,触发脉冲丢失或未按时到达,等几种。

48、晶闸管在触发开通过程中,当阳极电流小于掣住 电流之前,如去掉 触发脉冲 脉冲,晶闸管又会关断。

49、对三相桥式全控变流电路实施触发时,如采用单宽脉冲触发,单宽脉冲的宽度一般

取 90o 度较合适;如采用双窄脉冲触发时,双窄脉冲的间隔应为 60o 度。

50、三相半波可控整流电路电阻性负载时,电路的移相范围 0o--150o ,三相全控桥电阻性负载时,电路的移相

范围 0o--120o ,三相半控桥电阻性负载时,电路的移相范围 0o--150 。 51、锯齿波触发电路的主要环节是由 同步环节;锯齿波形成;脉冲形成;整形放大;强触发及输出 环节组成。

电力电子技术问答分析题

1、 晶闸管两端并联R、C吸收回路的主要作用有哪些?其中电阻R的作用是什么?

R、C回路的作用是:吸收晶闸管瞬间过电压,限制电流上升率,动态均压作用。R的作用为:使L、C形成阻尼振荡,不会产生振荡过电压,减小晶闸管的开通电流上升率,降低开通损耗。、 2、实现有源逆变必须满足哪两个必不可少的条件?

直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E,其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud,才能提供逆变能量。 逆变器必需工作在β<90o(α>90o)区域,使Ud< 0,才能把直流功率逆变为交流功率返送电网。 3、晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项基本要求? A:触发信号应有足够的功率。

B触发脉冲应有一定的宽度,脉冲前沿尽可能陡,电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 C:触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相4、单相桥式半控整流电路,电阻性负载。当控制角

使元件在触发导通后,阳极范围必须满足电路要求。

α=90o时,画出:负载电压ud、晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD2电压uVD2,在一周期内的电压波形图。

6、什么是逆变失败?逆变失败后有什么后果?形成的

原因是什么

逆变失败指的是:逆变过程中因某种原因使换流失败,该关断的器件末关断,该导通的器件末导通。从而使逆

变桥进入整流状态,造成两电源顺向联接,形成短路。逆变失败后果是严重的,会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流,损坏开关器件。产生逆变失败的原因:一是逆变角太小;二是出现触发脉冲丢失;三是主电路器件损坏;四是电源缺相等。

8、指出下图中①~⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。

①星形接法的硒堆过电压保护;②三角形接法的阻容过电压保护; ③桥臂上的快速熔断器过电流保护;④晶闸管的并联阻容过电压保护;

⑤桥臂上的晶闸管串电感抑制电流上升率保护;⑥直流侧的压敏电阻过电压保护; ⑦直流回路上过电流快速开关保护;VD是电感性负载的续流二极管; Ld是电动机回路的平波电抗器;

9、为使晶闸管变流装置正常工作,触发电路必须满足什么要求?

A、触发电路必须有足够的输出功率;B、触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步;C、触发脉冲要有一定的宽度,且脉冲前沿要陡;D、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求; 10、下图为一单相交流调压电路,试分析当开关Q置于位置1、2、3时,电路的工作情况并画出开关置于不同位置时,负载上得到的电压波形。

Q置于位置1:双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上无电压。

Q置于位置2:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周,由于二极管VD反偏,双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上得到半波整流电压。

Q置于位置3:正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。负半周,双向晶闸管Ⅲ-触发方式导通,负载上得到近似单相交流电压。

1.1什么是电力电子技术

电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技术:信息电子技术和电力电子技术。 1.2电力变换的类型

交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流。交流变直流称为整流,直流变交流称为逆变。 2.1电力电子器件一般工作在开关状态

损耗:通态损耗、断态损耗开通损耗和关断损耗。总称开关损耗 2.2电力电子器件损耗的主要因素?

通常来讲,除一些特殊器件外,电子电子器件的断态漏电流都极其微小,因而通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。当器件开关频率较高时,开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。

2.3电子器件在实际应用中的系统组成:控制电路、检测电路、主电路。

主电路和控制电路的连接路径上一般需要进行电气隔离,而通过其他手段来传递信号。 主电路和控制电路中要附加保护电路。 2.4电力电子器件的分类?

通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件被称为半控型器件。主要是指晶闸管及其大部分派生器件。

通过控制信号既可以控制导通又可以控制关断的电力电子器件被称为全控性器件,又称自关断器件。目前最常用的是绝缘栅双极晶体管和电力场效应晶体管。

不能用控制信号控制其通断的电力电子器件就是电力二极管,又被称为不可控器件。 2.5晶闸管导通、关断的条件?

导通:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流

关断:去掉阳极所加的正向电压,或者给阳极施加反压,或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。

3.1换相过程持续的时间用电角度γ表示,称为换相重叠角。 3.2变压器漏感对整流电路有什么影响?

1.出现换相重叠角γ,整流输出电压平均值Ud降低。2.整流电路的工作状态增多3.晶闸管的di/dt减小,有利于晶闸管的安全开通。4.换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。5.换相使电网电压出现缺口,成为干扰源。 3.3换相重叠角γ的变化规律?

1.Id越大,γ越大。2.XB越大,γ越大。3.α≤90°时,α越小,γ越大。

3.4什么叫有源逆变?什么叫无源逆变?

交流侧和电网连接时,这种逆变电路称为有源逆变电路。如果交变电路的交流侧不与电网连接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,称为无源逆变。 3.5产生逆变的条件?

1.要有直流电动势,其极性需和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。2.要求晶闸管的控制角α>π/2,使Ud为负值。

3.6有源逆变用在什么方面?

直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等方面。 3.7什么是逆变失败?

逆变运行时,一旦发生换相失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联。由于逆变电路的内阻很小,就会形成很大的短路电流,这种情况称为逆变失败。 3.8逆变失败的原因

1.触发电路工作不可靠。2.晶闸管发生故障。3.在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失。4.

换相的裕量角不足,引起换相失败。

3.9最小逆变角βmin一般取30°~35° 4.1换流方式的分类?

器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流。 4.2管子用什么样的换流方式

4.3三相电压桥式逆变电路的工作方式 180°导电方式和120°导电方式。

4.4三相电流型逆变电路换流过程可分为恒流放电和二极管换流两个阶段。 5.1斩波电路控制方式

脉冲宽度调整(脉冲调宽型)、频率调制(调频型)、混合型 6.1几种控制方式

把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。这种电路不改变交流电的频率,称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制,可以方便地调节输出电压的有效值,称为交流调压电路。以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,改变童泰周期数和断态周期数的比,可以方便调节输出功率的平均值,称为交流调功电路。如果并不着意调节输出平均功率,而只是根据需要接通或断开电路,则称串入电路的晶闸管为交流电力电子开关。

7.1什么是异步调制?什么是同步调制?

载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。载波比N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。

为了克服同步调制的缺点,可采用分段同步调制的方法。 8.1什么是软开关电路?解决了什么问题?

通过在开关过程前后引入谐振,使开关开通前电压先降到零,关断前电流先降到零,就可以消除开关过程中电压、电流的重叠,降低它们的变化率,从而大大减小甚至消除开关损耗。同时,谐振过程限制了开关过程中电压和电流的变化率,使得开关噪声也明显减小。这样的电路被称为软开关电路。这样的开关过程称为软开关。

解决电路中的开关损耗和开关噪声问题,是开关频率可以大幅度提高。 第九章 电力电子器件的驱动

电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口,是电力电子装置的重要环节,对整个装置的性能有很大的影响。(什么是驱动)

将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号。还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节(驱动电路的任务) 按照驱动性质,可将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型两类。

电力电子技术:使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。(分为信息电子技术,电力电子技术)。 电力变换:整流,逆变,直流变直流,交流变交流

电力电子器件特征:其承受功率的能力远大于处理信息的电子器件 为减少本身损耗,提高效率,一般工作在开关状态 在实际应用中,电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制 尽管工作在开关状态,但电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件

开关损耗分为开通损耗和关断损耗,频率较高时成为主要影响因素。

电力电子器件的系统由控制电路,驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路构成, 电气隔离:光隔离,磁隔离。 在主电路和控制电路中要附加保护电路。 电力电子器件分为(器件被控制电路信号控制的能力):半控型(晶闸管及其派生器件),全控型(绝缘栅双极晶体管,电力场效应管),不可控器件

电流驱动型,电压驱动型 脉冲触发型,电平控制型 单极性器件,双,,复合,

晶闸管导通:承受正向电压,且有门极触发电流

晶闸管关断:利用外加电压电流使晶闸管电流降到接近于零的某一数值以下。

典型全控型器件:门极可关断晶闸管,电力晶体管,电力场效应管,绝缘栅双极晶体管 单极型,复合型器件都是电压驱动型器件 双极型器件都是电流驱动器件 电压驱动器件都是电平控制,电流驱动器件有脉冲驱动,也有电平驱动 电压驱动器件:输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简单,工作频率高

电流驱动器件:具有电导调制效应,因而通态压降低,导通损耗小,但工作频率较低,所需驱动功率大,驱动电路比较复杂

逆变电路换流方式:器件换流(适用于全空型器件),电网换流(不适用于无源逆变),负载换流(适用于负载为容性)

直流斩波电路包括降压,升压,升降压,Cuk,sepic,Zeta

交流-交流变流电路分为交流电力控制电路(只改变电压,电流或对电路的通断进行控制,而不改变频率),变频电路(只改变频率)

斩波电路控制方式:固定频率调脉宽,固定脉宽调频率,调频调宽

PWM(主要用于逆变)基本原理:面积等效原理 载波频率fc 调制信号频率fr N

异步调制:载波信号和调制信号不保持同步的调制方式

同步调制:载波比N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步的方式

分段调制:把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段,每个频段内都保持载波比N为恒定,不同频段的载波率不同

软开关解决了电路中的开关损耗和开关噪声的问题,使开关频率可以大幅度提高 驱动电路基本任务就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号。

电力电子技术期末考试试题及答案

37、从晶闸管开始承受正向电压起到晶闸管导通之间的电角度称为控制角角,用α表示。38、一般操作引起的过电压都是瞬时尖峰电压,经常使用的保护方法是阻容保护、而对于能量较大的过电压,还需要设置非线性电阻保护,目前常用的方法有压敏电阻和硒堆。。39、
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