电力电子技术复习题

填空题1.电压型三相桥式逆变电路中，采用180°导电控制方式时，同一相上、下两桥臂控制信号的相位差是_____。2．GTO的电流关断增益。3.斩波电路中，通过保持开关导通时间不变，而改变开关周期来控制电路的方式称为。4.带阻感负载的三相桥式整流电路中，若60，则每个开关器件的导通角为。5.带电阻负载的三相桥式全控整流电路，晶闸管触发角的移相范围是。6.IGBT是MOSFET和的复合，综合了二者的优点。7.电流型逆变电路中当交流侧为阻感负载时须提供无功功率，起缓冲无功能量的作用。8.三相桥式可控整流电路中的共阴极组的晶闸管的触发脉冲相位依次互差_________度。9.晶闸管断态不重复峰值电压UDSM和正向转折电压Ubo在数值关系是UDSMUbo。10.在PWM控制电路中，载波比是。11.零开关PWM电路可以分为零电压开关PWM电路和。12．载波比是指。13.带阻感负载的单相全控桥式整流电路，交流侧电流仅含有次谐波，且各次谐波有效值和谐波次数成反比。14.电网频率为工频时，单相交交变频电路的输出上限频率约为。15.在三相桥式全控整流电路中，电阻性负载，当控制角时，输出电压波形是断续的。16.三相全控桥，带阻感负载，晶闸管两端的电压波形由三段组成，以VT1为例，这三段电压分别为：导通段、uab、。17.交流调功电路是以为单位控制晶闸管的通断。18.换流方式一共有四种，其中只适用于全控型器件的换流方式是。19.将直流电能转换为交流电能且直接供给交流用电负载的逆变电路称为________。20.电压型三相逆变电路中，采用导电控制方式时，同一相上、下两桥臂控制信号的相位差是180°。21．若晶闸管电流有效值为314A，则其额定电流为（不考虑裕量）。22．电力晶体管GTR通常采用至少由两个晶体管按照接法组成的单元结构，同GTO一样采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成。23.斩波电路中，通过保持开关周期不变，而改变开通时间来控制电路的方式称为。24.三相电流型逆变电路输出交流电流波形和负载性质无关，是正负脉冲宽度各为的矩形波。25.带阻性负载的星型联结三相三线交流调压电路中，晶闸管的控制角的范围为。26.在换流方式中，强迫换流通常利用附加电容上所来实现的，通常也称为电容换流。27.电流型逆变电路中当交流侧为阻感负载时须提供无功功率，起缓冲无功能量的作用。28.对于三相桥式可控整流电路，换相重叠角的影响，将使输出电压平均值________。29.PWM控制方式中，开关频率保持固定不变，所以输出电压的频率是的。30.变流电路在工作过程中不断发生电流从一个支路向另一个支路的转移，这就是。31．晶闸管的关断时间一般是几十到几百个微秒，折合成电角度约为。32．采用180度导电方式的电压型三相桥式逆变电路换相实在同一个桥臂的上下两个开关器件之间进行，也称作。33.电网频率为工频时，单相交交变频电路的输出上限频率约为。34.三相电压型逆变电路输出电压波形是，和负载性质无关。35.晶闸管关断过程中，从正向电流降为零，到反向恢复电流衰减至接近于零的这一段时间就是晶闸管的恢复时间。36.负载换流是指：。37.将直流电能转换为交流电能且直接供给交流用电负载的逆变电路称为_________。38.对于三相全控桥可控整流电路，变压器漏感的影响，将使输出电压平均值________。39.换相重叠角是指：。40.带阻感负载的三相桥式全控整流电路，晶闸管触发角的移相范围是。41．晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都将工作在____状态。42．维持电流IH是指晶闸管维持通态所需的__________电流。43.电网频率为工频时，单相交交变频电路的输出上限频率约为。44.三相电流型逆变电路输出电流波形是，和负载性质无关。45.三相半波可控整流电路中使用_______个晶闸管。46.负载换流是指：。47.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，晶闸管的移相范围为__________。48.三相全控桥式整流电路中同一相中的晶闸管触发脉冲相位差_______度。49.换相重叠角是指：。50.确定最小逆变角βmin要考虑的三个因素是晶闸管关断时间toff所对应的电角度δ，换相重叠角γ和___________。简答、分析计算题一1.简答晶闸管断态重复峰值电压与反向重复峰值电压的定义以及它们与额定电压的关系。断态重复峰值电压：晶闸管在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压；反向重复峰值电压：晶闸管在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压；一般取这两个电压值中较小的标值作为该器件的额定电压。2.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?GTO与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同：l)GTO在设计时2较大，这样晶体管V2控制灵敏，易于GTO关断；2)GTO导通时21的更接近于l，GTO的饱和程度不深，接近于临界饱和，这样为门极控制关断提供了有利条件；3)多元集成结构使每个GTO元阴极面积很小，门极和阴极间的距离大为缩短，使得P2极区所谓的横向电阻很小，从而使从门极抽出较大的电流成为可能。3.导致有源逆变失败的原因有哪些？有源逆变失败的原因有：触发电路工作不可靠等；晶闸管故障；交流电源发生缺相或消失；换相的裕量角不足.4.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？5.多相多重斩波电路有何优点?多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个结构相同的基本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更容易。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体可靠性提高。6.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。7.电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。8.图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。解：a)Id1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214tI1=Im4767.021432Im)()sin(Im2142wtdtb)Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14wtdtI2=Im6741.021432Im2)()sin(Im142wtdtc)Id3=20Im41)(Im21tdI3=Im21)(Im21202td9.单相桥式全控整流电路，U2=200V，负载中R=10，L值极大，当=30时，要求：①作出ud、id和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；解：①ud、id和i2的波形如下图：②输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud=0.9U2cos=0.9×200×cos30°＝156（V）Id＝Ud/R=156/2=78(A)I2=Id=78(A)10.对图示电路如果V11,3,,V220MERLE值极大。采用PWM调制方式，μs100,μs500ontT,计算00,UI。解：2.0500100Tton所以：V442202.00EUA1131144REUIMOO11.单相交流调压器。电源电压U1=220V,R-L负载，电阻和感抗均为2Ω。求：控制角α的范围、负载电流的最大有效值，最大输出功率和功率因数。解:负载阻抗角：45tan1RLLREVVD0U0iMEM控制角：18045负载电流：8.7744220)(222max0LRUIA功率：1.1228.7722maxmaxRIPOOkW功率因数：707.0cos12.三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1，LB=lmH，求当=30时、E=50V时Ud、Id、的值并作出ud的波形。解：考虑LB时，有：Ud=1.17U2cos-ΔudΔud=3XBId/2Id＝(Ud-E)/R解方程组得：Ud＝)(63.94)32/()3cos17.1(2VXREXURBB△Ud=6.7(V)Id=44.63(A)又因为：26/2)cos(cosUXIBd即得出cos(30＋)=0.752换相重叠角=28.113028.41Ud的波形如下:13.单极性和双极性PWM有什么区别？在三相桥式PWM逆变电路中，输出线电压SPWM波形有几种电平？1）单极性PWM控制方式在调制信号的半个周期内，三角波载波只在正或负一种极性范围内变化，得到的PWM波形也只在单个极性范围内变化；双极性PWM控制方式，在调制信号的半个周期内，三角波载波有正有负，PWM波形也是有正有负。（2）线电压SPWM电平有±Ud，0三种。14.阻性负载星形联结三相三线交流调压电路。回答以下问题：控制角的移相范围；哪个控制角下电路处于断续和连续的临界状态；控制角在60°到90°范围内的晶闸管的导通角的大小。15.使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或者UAK0且UGK0.维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。16.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周内承受的电压波形。.17.单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪儿次？答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有2K(K=l、2、3…)次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。变压器二次侧电流中含有2K+l(K=Ⅰ、2,3……)次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。18.如何防止有源逆变失败？防止有源逆变夫败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角等.19.为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。20.单相桥式全控整流电路，U2=200V，负载R=10，L值极大，反电势E=60V，当30时，要求：①作出ud、id和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；解：①ud、id和i2的波形如下图：②整流输出平均电压Ud、电流Id、变压器二次测电流有效值I分别为：Ud=0.9U2cos=O.9×200×cos30°=156(V)Id=(Ud一E)/R=(156一60)/10=9.6(A)I2=Id=9.6(A)21.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出当=0，画出在电阻性负载和电感性负载下整流电压Ud的波形。解：=0电阻负载电感负载24.三相全控桥式有源逆变电路，变压器二次相电压效值U2=220V，回路总电阻R∑=0.5Ω，平波电抗器L足够大，可使负载电流连续，若β=60°,EM=-280V，试回答下列问题：（1）计算Ud、Id。（2）电源电流的有效值，