电力电子技术期末考试试题答案1.pdf
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1、1.IGBT的 开 启 电 压 UGE(th)随 温 度 升 高 而 略 有 下 降,开 关 速 度 小 于 电 力 MOSFET。2.在 如 下 器 件:电 力.极 管(Power Diode)、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
2、力 出 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 M的 FET,属 于 电 压 驱 动 的 是 电 力 M的 FET、IGBT,属 于 电 流 驱 动 的 是 晶 闸 管、GTO、GTR.3.电 阻 负 载 的 特 点 是 电 压 和 电 流 成 正 比 且 波 形 相 同。阻 感 负 载 的 特 点 是 流 过 电 感 的 电 流 不 能 突
3、变,在 单 相 半 波 可 控 整 流 带 阻 感 负 载 并 联 续 流 二 极 管 的 电 路 中,晶 闸 管 控 制 角 a 的 最 大 移 相 范 围 是 0-180,其 承 受 的 最 大 正 反 向 电 压 均 为 一&2 _,续 流 二 极 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 为 _同,(设&为 相 电 压 有 效 值)。4.单 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 中,带 纯 电 阻 负 载 时,a 角 移 相 范 围 为 0-整 0,单 个 晶 闸 管 所 承 受 的 最 大 正 向 电 压 和 反 向 电 压 分 别 为 我 和 同;带 阻 感 负 载 时,。角 移 相
4、范 围 为 0-90,单 个 晶 闸 管 所 承 受 的 最 大 正 向 电 压 和 反 向 电 压 分 别 为 血 力 和 加;带 反 电 动 势 负 载 时,欲 使 电 阻 上 的 电 流 不 出 现 断 续 现 象,可 在 主 电 路 中 直 流 输 出 侧 串 联 个 平 波 电 抗 器。5.单 相 全 控 桥 反 电 动 势 负 载 电 路 中,当 控 制 角 a 大 于 不 导 电 角 3时,晶 闸 管 的 导 通 角。=凄 3;当 控 制 角 a小 于 不 导 电 角 5 时,晶 闸 管 的 导 通 角 9=n-28,6.电 阻 性 负 载 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路
5、 中,晶 闸 管 所 承 受 的 最 大 正 向 电 压 UFm等 于 0 力,晶 闸 管 控 制 角 a 的 最 大 移 相 范 围 是 0-150,使 负 载 电 流 连 续 的 条 件 为 as30。(U2为 相 电 压 有 效 值)。7.三 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 带 电 阻 负 载 工 作 中,共 阴 极 组 中 处 于 通 态 的 晶 闸 管 对 应 的 是 最 高 的 相 电 压,而 共 阳 极 组 中 处 于 导 通 的 晶 闸 管 对 应 的 是 最 低 的 相 电 压;这 种 电 路 a 角 的 移 相 范 围 是 1鼓,加 波 形 连 续 的 条 件 是 aW
6、60。8.对 于 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路,换 相 重 迭 角 的 影 响,将 使 用 输 出 电 压 平 均 值 下 降 9.滤 波 单 相 不 可 控 整 流 带 电 阻 负 载 电 路 中,空 载 时,输 出 电 压 为 疯/?_,随 负 载 加 重 Ud逐 渐 趋 近 于 0.9 曷,通 常 设 计 时,应 取 RC 1.5-2.5 T,此 时 输 出 电 压 为 Ud-L2 U,(L 为 相 电 压 有 效 值,T 为 交 流 电 源 的 周 期)。10.实 际 工 作 中,整 流 电 路 输 出 的 电 压 是 周 期 性 的 非 正 弦 函 数,当 a 从 0 90
7、变 化 时,整 流 输 出 的 电 压 ud的 谐 波 幅 值 随 a 的 增 大 而 增 大,当 a 从 90 180变 化 时,整 流 输 出 的 电 压 u d 的 谐 波 幅 值 随 a 的 增 大 而 减 小。11.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,欲 实 现 有 源 逆 变,只 能 采 用 金 控 电 路;对 于 单 相 全 波 电 路,当 控 制 角 0a兀/2时,电 路 工 作 在 整 流 状 态;兀/2a90,使 输 出 平 均 电 压 口 为 负 值。13.晶 闸 管 直 流 电 动 机 系 统 工 作 于
8、整 流 状 态,当 电 流 连 续 时,电 动 机 的 机 械 特 性 为 一 组 平 行 的 直 线,当 电 流 断 续 时,电 动 机 的 理 想 空 载 转 速 将 抬 高,随 a 的 增 加,进 入 断 续 区 的 电 流 加 大。14.直 流 可 逆 电 力 拖 动 系 统 中 电 动 机 可 以 实 现 四 象 限 运 行,当 其 处 于 第 一 象 限 时,电 动 机 作 电 动 运 行,电 动 机 正 转,正组 桥 工 作 在 整 途 状 态;当 其 处 于 第 四 象 限 时,电 动 机 做 发 电 运 行,电 动 机 反 转 转,正 组 桥 工 作 在 逆 变 状 态。15
9、.CuK斩 波 电 路 电 压 的 输 入 输 出 关 系 相 同 的 有 升 压 斩 波 电 路、Sepic斩 波 电 路 和 Zeta斩 波 电 路。16.SePic斩 波 电 路 和 Zeta斩 波 电 路 具 有 相 同 的 输 入 输 出 关 系,所 不 同 的 是:Sepic斩 波 电 路 的 电 源 电 流 和 货 载 电 流 均 连 续,Zeta斩 波 电 路 的 输 入、输 出 电 流 均 是 断 续 的,但 两 种 电 路 输 出 的 电 压 都 为 正 极 性 的。17.改 变 频 率 的 M 路 称 为 变 频 电 路,变 频 电 路 有 交 交 变 频 电 路 和 交
10、 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。18.单 相 交 流 调 压 电 路 带 阻 感 负 载,当 控 制 角 ap(p=arctan(3L/R)时,VT1的 导 通 时 间 逐 渐 缩 短,VT2的 导 通 时 间 逐 渐 延 长。19.晶 闸 管 投 切 电 容 器 选 择 晶 闸 管 投 入 时 刻 的 原 则 是:该 时 刻 交 流 电 源 电 压 应 和 电 容 器 预 先 充 电 电 压 相 等。20.把 电 网 频 率 的 交 流 电 直 接 变 换 成 可 调 频 率 的 交 流 电 的
11、 变 流 电 路 称 为 交 交 变 频 电 路。21.单 相 交 交 变 频 电 路 带 阻 感 负 载 时,哪 组 变 流 电 路 工 作 是 由 输 出 电 流 的 方 向 决 定 的,交 流 电 路 工 作 在 整 流 还 是 逆 变 状 态 是 根 据 输 出 电 流 方 向 和 输 出 电 压 方 向 是 否 相 同 决 定 的。22.当 采 用 6 脉 波 三 相 桥 式 电 路 且 电 网 频 率 为 50Hz时,单 相 交 交 变 频 电 路 的 输 出 上 限 频 率 约 为 20Hz。23.电 力 晶 体 管 GTR;可 关 断 晶 闸 管 GTO;功 率 场 效 应 晶
12、 体 管 MOSFET;绝 缘 栅 双 极 型 晶 体 管 IGBT;IGBT是 MOSFET和 G T R 的 复 合 管。24.晶 闸 管 对 触 发 脉 冲 的 要 求 是 要 有 足 够 的 驱 动 功 率、触 发 脉 冲 前 沿 要 陡 幅 值 要 高 和 触 发 脉 冲 要 与 晶 闸 管 阳 极 电 压 同 步。25.在 电 流 型 逆 变 器 中,输 出 电 压 波 形 为 正 弦 波,输 出 电 流 波 形 为 方 波。26.80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 120导
13、 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。27.当 温 度 降 低 时,晶 闸 管 的 触 发 电 流 会 增 加、正 反 向 漏 电 流 会 下 降;当 温 度 升 高 时,晶 闸 管 的 触 发 电 流 会 下 降、正 反 向 漏 电 流 会 增 加。28.在 有 环 流 逆 变 系 统 中,环 流 指 的 是 只 流 经 两 组 变 流 器 之 间 而 不 流 经 负 载 的 电 流。环 流 可 在 电 路 中 加 电 抗 器 来 限 制。为 了 减 小 环 流 般 采 用 控 制 角 a 三 6 的 工 作
14、 方 式。29.常 用 的 过 电 流 保 护 措 施 有 快 速 熔 断 器、串 进 线 电 抗 器、接 入 直 流 快 速 开 关、控 制 快 速 移 相 使 输 出 电 压 下 降。30.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,电 压 型 逆 变 器 直 流 侧 是 电 压 源,通 常 由 可 控 整 流 输 出 在 最 靠 近 逆 变 桥 侧 用 电 容 器 进 行 滤 波,电 压 型 三 相 桥 式 逆 变 电 路 的 换 流 是 在 桥 路 的 本 桥 元 件 之 间 元 件 之 间
15、 换 流,每 只 晶 闸 管 导 电 的 角 度 是 180度;而 电 流 型 逆 变 器 直 流 侧 是 电 流 源,通 常 由 可 控 整 流 输 出 在 最 靠 近 逆 变 桥 侧 是 用 电 感 滤 波,电 流 型 三 相 桥 式 逆 变 电 路 换 流 是 在 异 桥 元 件 之 间 元 件 之 间 换 流,每 只 晶 闸 管 导 电 的 角 度 是 120 度。31.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。32.直 流 斩 波 电 路 在 改 变
16、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。233.晶 闸 管 的 换 相 重 叠 角 与 电 路 的 触 发 角 a;变 压 器 漏 抗 X“:平 均 电 流 L;电 源 相 也 压 U”等 到 参 数 有 关。34.带 平 衡 电 抗 器 的 双 反 星 形 电 路,变 压 器 绕 组 同 时 有 两 相 相 导 电;晶 闸 管 每 隔 6 0 度 换 一 次 流,每 只 晶 闸 管 导 通 120度,变 压 器 同 铁 心 柱 上 的 两 个 绕 组 同 名 端 相 反,所 以
17、 以 两 绕 组 的 电 流 方 向 也 相 反,因 此 变 压 器 的 铁 心 不 会 被 磁 化。35.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(L5-2倍 贬 220V;晶 闸 管 的 额 定 电 流 可 选 为。”2倍)而“。36.提 高 变 流 置 的 功 率 因 数 的 常 用 方 法 有 减 小 触 发 角、增 加 整 流 相 数、采 用 多 组 变 流 装 置 串 联 供 电、设 置 补 偿 电 容 几 种。37
18、.目 前 常 用 的 具 有 自 关 断 能 力 的 电 力 电 子 元 件 有 GTO、GTR、MOSFET、IGBT几 种。38.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,-是 用 大 于 60小 于 120的 宽 脉 冲 触 发:二 是 用 脉 冲 前 沿 相 芥 60的 双 窄 脉 冲 触 发。39.一 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
19、前 常 用 的 方 法 有 压 敏 电 阻 和 硒 堆。40.交 流 零 触 发 开 关 电 路 就 是 利 用 过 冬 触 发 方 式 来 控 制 品 闸 管 导 通 与 关 断 的。41.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。42.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
20、 桥 式 半 控 整 流 桥 电 路 会 出 现 失 控 现 象。43.三 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;这 说 明 三 相 桥 式 全 控 整 流 桥 电 路 的 纹 波 系 数 比:相 半 波 可 控 流 电 路 电 路 要 小。44.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 般 取 丝 度 较 合 适
21、:如 采 用 双 窄 脉 冲 触 发 时,双 窄 脉 冲 的 间 隔 应 为 阻 度。45.三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 电 阻 性 负 载 时,电 路 的 移 相 范 围 0150,三 相 全 控 桥 电 阻 性 货 载 时,电 路 的 移 相 范 围 0-120,三 相 半 控 桥 电 阻 性 负 载 时,电 路 的 移 相 范 围 0-180.46.晶 闸 管 的 维 持 电 流 1“是 指 在 标 准 室 温 温 度 条 件 下,门 极 断 开 时,晶 闸 管 从 较 大 通 态 电 流 下 降 到 刚 好 能 保 持 导 通 所 必 须 的 最 小 阳 极 电 流。47.为
22、 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-48.只 有 当 阳 极 电 流 小 于 生 电 流 时,晶 闸 管 才 会 由 导 通 转 为 截 止。49.半 控 桥 整 流 带 大 电 感 负 载 不 加 续 流 二 极 管 电 路 中,电 路 可 能 会 出 现 失 控 现 象,为 了 避 免 单 相 桥 式 半 控 整
23、 流 电 路 的 失 控,可 以 在 加 入 续 流 二 极 管 来 防 止 失 控。50.从 晶 闸 管 开 始 承 受 正 向 阳 极 电 压 起 到 施 加 触 发 脉 冲 止 的 电 角 度 称 为 触 发 角。从 晶 闸 管 导 通 到 关 断 称 为 导 通 角。单 相 全 控 带 电 阻 性 负 载 触 发 角 为 180度 三 相 全 控 带 阻 感 性 负 载 触 发 角 为 90度 351.单 相 全 波 可 控 整 流 电 路 中,晶 闸 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 为 2V2U1。(电 源 相 电 压 为 U1)三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 中,晶
24、 闸 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 为 2.晶 小。(电 源 相 电 压 为 L)为 了 保 证 二 相 桥 式 可 控 整 流 电 路 的 可 靠 换 相,般 采 用 双 窄 脉 冲 或 者 宽 脉 冲 触 发 52.强 迫 换 流 需 要 设 置 附 加 的 换 流 电 路,给 与 欲 关 断 的 晶 闸 管 强 迫 施 加 反 压 或 反 电 流 而 关 断。53.直 流 一 直 流 变 流 出 路,包 括 直 接 直 流 变 流 电 路 电 路 和 间 接 立 流 变 流 电 路。54.交 流 电 力 控 制 电 路 包 括 交 流 调 压 电 路,即 在 没 半 个 周 波
25、 内 通 过 对 晶 闸 管 开 通 相 位 的 控 制,调 节 输 出 电 压 有 效 值 的 电 路,调 功 电 路 即 以 交 流 电 的 周 期 为 单 位 控 制 晶 闸 管 的 通 断,改 变 通 态 周 期 数 和 断 态 周 期 数 的 比,调 在 输 出 功 率 平 均 值 的 电 路,交 流 电 力 电 子 开 关 即 控 制 串 入 电 路 中 晶 闸 管 根 据 需 要 接 通 或 断 开 的 电 路。55.普 通 晶 闸 管(用 正 弦 半 波 电 流 平 均 值 定 义)与 双 向 晶 闸 管 的 额 定 电 流 定 义 不 一 样,双 向 晶 闸 管 的 额 定
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