电力电子技术期末考试试题及答案

电力电子技术试题第1章电力电子器件1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。2.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。3晶闸管的基本工作特性可概括为__正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__。4.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH。5.在如下器件：电力二极管（PowerDiode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管__，属于半控型器件的是__晶闸管_，属于全控型器件的是_GTO、GTR、电力MOSFET、IGBT_；属于单极型电力电子器件的有_电力MOSFET_，属于双极型器件的有_电力二极管、晶闸管、GTO、GTR_，属于复合型电力电子器件得有__IGBT_；在可控的器件中，容量最大的是_晶闸管_，工作频率最高的是_电力MOSFET，属于电压驱动的是电力MOSFET、IGBT_，属于电流驱动的是_晶闸管、GTO、GTR_。第2章整流电路1.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差_120o_，当它带阻感负载时，的移相范围为__0-90o_2.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为_有源逆变_第3章直流斩波电路1.直流斩波电路完成得是直流到_直流_的变换。2.直流斩波电路中最基本的两种电路是_降压斩波电路和_升压斩波电路_。3.斩波电路有三种控制方式：_脉冲宽度调制（PWM）_、_频率调制_和_（ton和T都可调，改变占空比）混合型。第4章交流—交流电力变换电路1.改变频率的电路称为_变频电路_，变频电路有交交变频电路和_交直交变频_电路两种形式，前者又称为_直接变频电路__，后者也称为_间接变频电路_。2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角的移相范围为_0-180O_，随的增大，Uo_降低_，功率因数_降低__。3.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为__交交变频电路_。1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。2、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。3、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_不同桥臂上的元件之间进行的。4、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型型逆变器和电流型型逆变器5、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压斩波电路；升压斩波电路；升降压斩波电路。6、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫换流。7、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源、逆变器与无源逆变器两大类。8、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。9、直流斩波电路在改变负载的直流电压时，常用的控制方式有等频调宽控制；等宽调频控制；脉宽与频率同时控制三种。10、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为ITn等于1.57倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，则它允许的有效电流为157安培。通常在选择晶闸管时还要留出1.5—2倍的裕量。11、通常变流电路实现换流的方式有器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流四种。12、在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是0，负载是阻感性时移相范围是。13、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。.。14、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为22U。三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为26U。（电源相电压为U2）15、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用大于60º的宽脉冲，触发；二是用脉冲前沿相差60º的双窄脉冲触发。16、三相桥式全控整流电路是由一组共阴极三只晶闸管和一组共阳极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通120度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有两只晶闸管同时导通，，一个是共阴极的，另一个是共阳极的元件，且要求不是不在同一桥臂上的两个元件。17、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。18、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。19、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。20、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电路会出现失控现象。21、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150HZ；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300HZ。22、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。一、填空1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。2、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。3、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在不同桥臂上的元件之间进行的。4、由晶闸管构成的逆变器换流方式有负载换流和强迫（脉冲）换流。5、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。6、有一晶闸管的型号为KK200－9，请说明KK快速晶闸管；200表示表示200A，9表示900V。7、普通晶闸管的图形符号是，三个电极分别是阳极A，阴极K和门极G晶闸管的导通条件是阳极加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；关断条件是当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断。8、可关断晶闸管的图形符号是；电力场效应晶体管的图形符号是绝缘栅双极晶体管的图形符号是；电力晶体管的图形符号是；9、单相交流调压在电阻性负载电路的移相范围在0º—180º变化，在阻感性负载时移相范围在—180º变化。10、变流电路的换流方式有器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流等四种。11、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用大于60º的宽脉冲触发；二是用脉冲前沿相差60º的双窄脉冲触发。简答题：2、根据对输出电压平均值进行控制的方法不同，直流斩波电路可有哪三种控制方式？并简述其控制原理。答：（1）第一种调制方式为：保持开关周期不变，改变开关导通时间ton称为脉宽调制。简称“PWM”调制。（2）第二种调制方式为：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期，称为频率调制。简称为“PFM”调制。（3）第三种调制方式为：同时改变周期T与导通时间ton。使占空比改变，称为混合调制。3、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？答：电压型逆变器当交流侧为阻感性负载时，需要向电源反馈无功功率。直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反馈二极管。4、对晶闸管的触发电路有哪些要求？答：为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率；门极正向偏压愈小愈好；触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求；要能满足主电路移相范围的要求；触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。5、正确使用晶闸管应该注意哪些事项？答：由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多，使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外，在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。另外，使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外，还要定期对设备进行维护，如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。6、晶闸管整流电路中的脉冲变压器有什么作用？答：在晶闸管的触发电路采用脉冲变压器输出，可降低脉冲电压，增大输出的触发电流，还可以使触发电路与主电路在电气上隔离，既安全又可防止干扰，而且还可以通过脉冲变压器多个二次绕组进行脉冲分配，达到同时触发多个晶闸管的目地。7、晶闸管的过电流保护常用哪几种保护方式？其中哪一种保护通常是用来作为“最后一道保护”用？答：晶闸管的过电流保护常用快速熔断器保护；过电流继电器保护；限流与脉冲移相保护和直流快速开关过电流保护等措施进行。其中快速熔断器过电流保护通常是用来作为“最后一道保护”用的。五、计算题1、指出下图中①～⑦各保护元件及VD、Ld的名称和作用。解：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；2、在下面两图中，一个工作在整流电动机状态，另一个工作在逆变发电机状态。（1）、标出Ud、ED及id的方向。（2）、说明E与Ud的大小关系。（3）、当α与β的最小值均为30度时，控制角α的移向范围为多少？2、解：整流电动机状态：电流方向从上到下，电压方向上正下负，反电势E方向上正下负，Ud大于E，控制角的移相范围0°~90°。逆变发电机状态：电流方向从上到下，电压Ud方向上负下正，发电机电势E方向上负下正，Ud小于E，控制角的移相范围90°~150°。3.单相桥式全控整流电路，VU1002，负载中2R，L值极大，当30时，要求：（1）作出du、di和2i的波形；（2）求整流输出平均电压dU、平均电流dI，变压器二次电流有效值2I；解：（1）作图。（2）cos9.02UUd当30时，VUUd7830cos1009.0cos9.02ARUIdd39278AIId3924.在图1所示的降压斩波电路中，已知VE200，10R，L值极大，VEM30。（1）分析斩波电路的工作原理；（2）采用脉宽调制控制方式，当sT50，ston20时，计算输出电压平均值oU、输出电流平均值oU。解：（1）参考书上简要说明。（2）根据公式得VETtEtttUonoffonono802005020AREUIMOo510308016、一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V，流过晶闸管的电流有效值为15A，则这个电路中晶闸管的额定电压可选为V220225.1倍；晶闸管的额定电流可选为A57.11525.1倍。一、填空题：1、电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造技术和变流技术。2、举例说明一个电力电子技术的应用实例变频器、调光台灯等。3、电力电子承担电能的变换或控制任务，主要为①交流变直流（AC—DC）、②直流变交流（DC—AC）、③直流变直流（DC—DC）、④交流变交流（AC—AC）四种。4、为了减小电力电子器件本身的损耗提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态，但是其自身的功率损耗（开通损耗、关断损耗）通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都需要安装散热器。5、电力电子技术的一个重要特征是为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括三个方面：通态损耗、断态损耗和开关损耗。6、通常取晶闸管的断态重复峰值电压U