电力电子装置与控制复习题

1山东理工大学成人高等教育电力电子装置与控制复习题一、填空题：1、电力电子器件应用包含三个方面、、和。2、开关电源一般采用频率进行调制。3、他激型单端反激开关电源一般采用专用集成芯片组成，以固定开关频率产生驱动波形，脉宽控制采用模式或模式，并附加基准电压、过压、欠压、过温等保护功能。4、晶闸管交流调功器一般采用触发的控制模式。5、晶闸管双闭环调速系统中两个调节器都采用调节器。6、三角波电路采用隔直、比例和电路构成。7、开关电源的组成三个部分、、和。8、开关电源电路模块化、集成化包含两个方面、。9、快速电流检测元件有、、。10、开关电源控制及保护电路主要有两种模式、。11、电力有源滤波器采用的控制方案有3种、、。12．电力电子装置是以满足用电要求为目标，以____________为核心，通过合理的___________和_____________，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。13．电力电子装置的主要类型有________、________、________、_______和_______等五种类型。14．单相逆变器的主电路拓扑结构主要有_________、_________和_________三种；三相逆变器的主电路拓扑结构主要是___________。15．直流电动机无触点启动器的作用是___________________________，由全控型电力电子器件构成的无触点启动器是目前广泛使用的方法，其基本原理就是_____________________。二、单项选择题1．TSC的关键技术问题是投切电容器时刻的选取，其最佳的投切时刻是()。A．晶闸管中电流为零的时刻；B．晶闸管两端的电压为零的时刻；2C.电容器中电流为零的时刻；D．电容器两端的电压为零的时刻；2．关于双极性SPWM，下列说法正确的是()。A．是一种直流脉宽调制技术；B．在正弦波的半个周期内，三角载波只有正极性；C．输出的PWM波形只有两种电平：+Ud和-Ud；D．参考正弦波的频率高于三角载波的频率；3．UPS同步锁相控制的作用就是()。A．控制逆变器输出电压的频率和相位，使得逆变器与市电保持相位同步运行；B．控制市电电压的频率和相位，使得市电与逆变器保持相位同步运行；C．抑制市电电压对UPS的冲击；D．检测交流电压的频率和相位；三、多项选择题1．对于如下器件：电力二极管（PowerDiode）、晶闸管（SCR）、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），下列说法正确的是________。A．电力二极管是不可控型电力电子器件；B．SCR是半控型电力电子器件；C．电力MOSFET和IGBT是全控型电力电子器件；D．GTR是全控型电力电子器件；E．IGBT和MOSFET是电流驱动电力电子器件；2．关于UC3842，下列说法正确的是____________。A．UC3842是电流控制型芯片，PWM脉冲的开通时刻由振荡器时钟决定，关断时刻由电压误差放大器输出与峰值电流信号比较决定；B．UC3842采用双闭环的控制方式，即电压闭环和电流闭环；C．UC3842的输出采用推挽电路输出形式；D．UC3842的启动工作电压大于16V，关断电压为10V，正常工作电压一般低于启动工作电压；E．UC3842的采样电流波形的前沿会有一个尖脉冲，为了使开关电源稳定工作，在电流采样输入端必须加一个RC滤波器，其时间常数约等于尖脉冲的宽度，一般为1us。3．关于逆变器的控制方法，下列说法正确的是____________。A．广泛采用PWM脉宽调制技术控制输出电压；B．PWM调制方式主要有直流PWM调制和正弦波PWM调制两种方式；C．正弦波PWM调制技术即SPWM技术，它利用面积冲量等效原理获得正弦波输出电压；D．SPWM能够获得谐波很小的输出电压，而直流PWM调制的谐波较多；E.对SPWM，改变参考正弦波的幅值就可以改变输出电压的大小，而改变参考正弦波的频率就可以改变输出电压的频率；四、简答题1、电力电子装置的主要类型。32、逆变器的驱动电路作用和优点。3、负载谐振变换技术。4、简述交流电动机的调速方法。5、开关电源有哪些保护。6、蓄电池的基本性能指标。7、UPS的并联控制策略有哪些因素决定。8．请画出直流电动机四象限斩波调速系统的主电路原理图，并说明反向制动原理。9．请画出三相ASVG主电路原理图，并以a相为例说明无功补偿的原理。五、计算题（12分）1、一台输出功率为230KVA的UPS电源，要求蓄电池的后备工作时间为60min，蓄电池组的临界放电电压为480V，蓄电池放电速率为0.94C，求所需蓄电池组的标称容量。2、电路如图所示，单端反激电源电路中输入电压为20V，负载10欧姆，三极管采用PWM控制，周期10S，占空比为0.25，电感L1=20mH求输出电压和功率的数值。六、综述题1、简述单相恒压恒频正弦波逆变器设计所包含的内容及每一部分作用。2、简述UPS接地装置、保护和报警系统。3、已知某多路输出单端反激式开关电源的原理图如图1所示，请简要分析该开关电源的工作原理。图1单端反激式开关电源原理图4参考答案一、填空题：1、散热技术、缓冲电路、保护技术2、10K-100KHz3、PWM，PWM电压控制电流控制软启动4、过零周波5、PI6、积分7、输入环节、功率变换电路、控制驱动保护8、功率器件、电源单元9、霍尔电流传感器、脉冲电流互感器、无感电阻均属。10、电压控制模式、峰值电流控制模式11、检测负载电流、检测电源电流、复合控制12、电力电子器件、电路拓扑、控制方式13、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC、静态开关14、半桥式、全桥式、推挽式、全桥式15、限制电枢启动电流、斩波调压二、单项选择题1．
B2．C3．A三、多项选择题1、ABCD2．ABCDE3．ABCDE四、简答题：1、要点：AC/DCDC/DCDC/ACAC/AC静电开关说明：需类型说明及定义2、驱动电路是主电路与控制电路之间的接口电路，合理的驱动电路可以使开关管工作在较理想的状态，缩短开关时间，减少开关损耗，提高系统的运行效率。驱动电路中还有保护功能，具有电平变换作用及其电气隔离。3、通过电路元件与负载构成谐振网络，使经过开关元件的电流或电压被整形为正弦波，开关元件在电压或电流的过零处开通或关断，实现软开关过程。谐振网络的运行方式强烈地依赖于负载变化，为实现零损耗开关，必须根据负载不同调整开关频率。4、从转速公式可以得出调速方法：变极调速：改变电动机磁极对数，一般制成多速电机变频调速：改变电动机的电源频率，可实现平滑调速、变转差率调速：转子串电阻、串级调速等。5、过压、欠压、过流、过温及短路保护说明：需类型说明及定义6、容量、发电率、放电电流、放电终止电压、自放电率说明：需类型说明及定义7、UPS中逆变器的过载能力、逆变器的输出电阻和快速响应特性、利用并联来实现冗余运行的系统。58、答：（1）原理图（2）原理保持V2通V1断时，V3、VD3和V4、VD4等效为又一组电流可逆斩波电路，向电动机提供负电压，可使电动机工作于第3、4象限，即反转电动和反转再生制动状态。V4断，M电动势和L的电动势叠加，向E输送电能，M再生制动。9、答：（1）原理图电网UdCT1T3T6T2T5T4idabLUsacUsbUsciaibic（2）原理当saaUU时，电流I从电网流向逆变器，由于L对电流的阻碍作用，使得saU超前电流90度，此时电网负载相当于感性负载，由ASVG吸收电网中的感性无功功率。当asaUU时，电流I从逆变器流向电网，由于L对电流的阻碍作用，使得saU滞后电流90度，此时电网负载相当于容性负载，由ASVG吸收电网中的容性无功功率。五、计算题1、3max230100.8425.90.9480425.94530.94IACAh最大放电电流电池组标称容量62、电路如图所示，单端反激电源电路中输入电压为20V，负载10欧姆，三极管采用PWM控制，周期10S，占空比为0.25，电感L1=20mH求输出电压和功率的数值。0312001020100.25222010102506250LionLRUUTLTVUPWR输出电压输出功率六、综述题（16分）1、主电路的设计：包含变压器的设计，实现变换的电路控制系统设计：由数字分频电路、三角波电路、调节器、标准正弦波及PWM电路组成。控制主电路工作；驱动电路：变换、隔离和保护作用辅助电路：接地问题、辅助电源等2、接地：保证安全和抗干扰，有3种，外壳接地、触发控制电路逻辑接地、避雷器接地；保护：过载、过压、欠压、短路、过热、缺相、相序错误、通讯异常等保护蓄电池温度异常、电解液液面过低保护；报警：对故障进行报警3、答：整流电路为开关电源提供直流电压；（1）输出整流电路为输出直流电压整流滤波；（2）启动时，整流的直流电压经过R2、R3、R4分压电路后，为UC3842提供VCC；（3）UC3842启动后，开关电源工作输出直流电压，此时VCC由反馈绕组的电压提供；（4）当输出电压升高或降低时，反馈电压输入到引脚1和2，经过内部的负反馈放大电路，输出占空比可调的PWM信号，驱动Q1。输出电压升高，则减小Q1的占空比；输出电压降低，则增大Q1的占空比。