电力电子技术2373

电力电子技术复习资料一、单项或多项选择题1. 电力电子器件一般工作在（B ）状态。A导通 B开关C截止2对已经触发导通的晶闸管，如果阳极电流减小到维持电流以下，晶闸管是（ C ）状 态。A导通B开关C截止3. 相控整流电路实现有源逆变的条件是：直流侧必须有直流电源，其方向与晶闸管导通 方向一致，晶闸管触发角为（D ）。A. a = 0。B. a 60。C. a 90。4. 三相桥式不可控整流电路带阻性负载，共阳极组处于导通的二极管是（ B ）。A 相电压最高相所在的二极管 B 相电压最低相所在的二极管C 相电压为中间值所在相的二极管5. 单相桥式半控整流电路接有续流二极管带阻感负载，晶闸管的导通角为（ B ）。A. aB. K-aC. 150D. 1806. 单相可控整流电路中，a = 0定义在（A ）。A电源相电压过零点处B电源线电压过零点处C电源相电压过零点后30处D电源线电压过零点后30处7. 单相交流调压电路带阻性负载，触发角a的移相范围为（C）。A. 60B. 120C. 180D. 1808. 单相全波可控整流电路带阻感负载时，晶闸管承受的最大正向电压为（ D ）。A. UB.C.迈U /2D. 2J2U （注：:为电源电压有效2 2 2 2 2值）9. 电压型逆变电路中反并联二极管的作用（ BCA 传递有功功率 B 反馈无功功率）。C续流D整流10.变压器漏抗对整流电路的影响有（ABCD ）。A.使输出电压波形畸变B.减小输岀直流电压C.使换相过程复杂D.电压变化率增大11 以下哪个参数是限制晶闸管开关频率的主要原因（ D ）。A.断态重复峰值电压B.通态平均电流C.门极触发电压D.开通关断时间12 晶闸管的额定电压为（ D ）。A.正向重复峰值电压B.反向重复峰值电压C. 正反向重复峰值电压中大者 D. 正反向重复峰值电压中小者13在有源逆变电路中，逆变角B的移相范围是（B）。A.B=90180 B. B=3590C. B=090D.B=0 18014 单相桥式全控整流电路带阻性负载，晶闸管的移相范围为（ D ）。A. 90B. 120C. 150D. 18015 下列电路中，有可能发生失控的是（ D ）。A.单相桥式全控整流电路B.单相桥式半控整流电路C.单相桥式半控整流电路带续流二极管D.三相桥式半控整流电路16 单相半波可控整流电路带大电感负载时，输出电压为（ D ）。A. 0.45U 1 +COS aB. 0.9U 1 +COS a C. 0.45U cos aD.接近 02 2 2 2 217 三相桥式可控整流电路带阻感负载时，晶闸管承受的最大正向电压为（ D ）。A uB、页C V;2U /2D 2 2 2 218 晶闸管的工作特性有（ ABD ）。A.正向导通B.正向阻断C.反向导通D.反向截止19单相交流调压电路带阻感负载，触发角a的移相范围为（D ）。A 60 B 120 C 180 D180 20三相电流型逆变电路中，开关导通角度为（D）度。A.0 度B.60 度C.30 度D.120 度21. 单相全控桥反电动势阻性负载电路中，当控制角a大于不导电角6时，晶闸管的导 通角9 =（C ）22. 晶闸管控制电抗器（TCR）属于（A ）。A. 交流调压电路B. 交流调功电路C. 交流电力电子开关D. 交交变频电路23. 下列可控整流电路中，输出电压谐波含量最小的电路是（ D ）。A 三相半波整流电路B 单相双半波整流电路C三相桥式整流电路D十二相整流电路24. 下列器件不属于电流驱动型的是（ A ）。A. IGBT B. GTR C. GTO D.晶闸管25. 由于电力二极管中存在（ D ），使其正向导通通过大电流时，能保持较低的电压降。A.擎住效应B.二次击穿C.雪崩击穿D.电导调制效应26. 以下电路的电力电子器件关断方式属电网换流的是（ D ）。A.升压斩波电路B.采用IGBT的电压型逆变电路C.单相桥式SPWM逆变电路D.有源逆变电路27. a为（C ）度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续 和断续的临界状态。A, 0 度， B, 60 度， C, 30 度， D, 120 度28. 三相桥式全控整流桥中共阴极组的三个晶闸管，正常工作时触发脉冲相位应依次差（ C ）。A.60B. 90C. 120 D. 18029. 单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（ D ）A、增加晶闸管的导电能力B、抑制温漂C、增加输出电压的稳定性D、防止失控现象的产生30. 高压直流输电的核心换流器件是( C )。A.电力二极管 B. Power MOSFET C. IGBT D.晶闸管二、填空题1. 斩波电路的三种控制方式分别为：_脉冲宽度调制(PWM) _、_频率调制_、_混 合型调制_。2. 同一晶闸管，维持电流与掣住电流在数值大小上有维持电流_小于一擎住电流。3. 有源逆变失败的可能原因有 _触发电路工作不可靠 , 交流电源故障 ,换相裕量不足_和晶闸管故障四种。4. 对于电力二极管、晶闸管等器件在选择其额定电流时应按_有效值相等原则选取。5. 单极性器件是_电压_驱动型器件，双极性器件是_电流_驱动型器件。6. 换流方式有_器件换流、_电网换流、_负载换流、强迫换流_四种类型。7. 晶闸管触发开通时，必须当阳极电流大于_擎住电流_时,才能保证门极信号消失 后晶闸管稳定导通。8. 电流源型逆变器直流侧接有_大电感_，输出_电流_波形为矩形波；电压源型逆 变器直流侧接有_大电容或直流电压源，输出_电压_波形为矩形波。9. 晶闸管构成的单相可控整流电路中，触发角 = 0o定义在电源相电压过零时时刻， 三相可控整流电路中0o定义在电源相电压30 时刻。10. 一只额定电流为100A的普通晶闸管，其允许通过的电流有效值为_157_人。5. 电力电子器件通过_串联_可以提高器件电压承受能力，通过_并联_可以增加器 件通流能力。11. 直流斩波电路中具有变压器的电路，被称为_隔离型型斩波电路。12. PWM调制基于_面积等效原理，是通过对一系列_脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波 13. 三相桥式全控整流电路，交流侧最低次谐波为第丄次谐波。14. 下图为三相电压型桥式逆变电路，采用180导电方式工作时，若要求输出相序为U、 V、W，贝HGBT导通顺序为_VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6_；若要求相序反向为U、W、V，则 IGBT 导通顺序为 VT1-VT6-VT5-VT4-VT3-VT2 。15. 电流型逆变电路输入为直流电源经_电感_滤波，输出_电流波形_为矩形波。16. 下图为 降压斩波 电路，设占空比为D，则U二D E。o 一 1. 士 a x三、判断题（正确的在括号里划勾，错误的划叉）1、有源逆变电路中，当某只晶闸管触发脉冲丢失将导致电路逆变失败。（V ）2、双向晶闸管的额定电流是用电流平均值来表示。（X ）3、导致开关管损坏的原因可能有过流，过压，过热或驱动电路故障等。（V ）4、单相交流调压电路中，晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于 180 度。（X ）5、晶闸管并联使用时，应该考虑流过每个管子的电流是否均衡。（V ）四、名词解释脉宽调制技术（PWM）脉宽调制技术（PWM） （5分）:PWM （Pulse Width Modulation）控制就是脉宽调制技术, 即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。软开关（5分）: 让开关器件在零电压条件下导通，在零电流条件下关断，这样的开关称为软开关。让开关器件在零电压条件下导通，在零电流条件下关断，这样的开关称为软开关。五、简述题1. 有一整流装置在夏天能正常工作，到了冬天不能正常工作，试分析可能原因。（10分）解：由于温度变化，所需的触发电路功率改变，不能正常触发2. 名词解释 有源逆变电路（5分）解：有源逆变电路：把直流电逆变成交流电，当交流侧和电网连结时，为有源逆变电路。 交流电力电子开关（5分） 解：交流电力电子开关：把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关, 起接通和断开电路的作用。推挽电路原理图3. 请画出推挽电路拓扑，并简述其工作原理。vqN2vq推挽电路中两个开关S和S交替导通，在绕组N和N两端分别形成相位相反的交1 2 11流电压。S导通时，二极管VD处于通态，电感L的电流逐渐上升，S导通时，二极管VD1 1 2 2处于通态，电感L电流也逐渐上升。当两个开关都关断时，VD和VD都处于通态，各分1 2担一半的电流，S和S断态时承受的峰值电压均为2倍U.。如果S和S同时导通，就相12i12当于变压器一次侧绕组短路，因此应避免两个开关同时导通，每个开关各自的占空比不 能超过50%，还要留有死区。4. 请简述哪些办法可以抑制整流装置的网侧谐波电流。1）在整流装置的输入侧加滤波器，可以滤除规定次数的谐波。2）增加整流电路的整流相数，使电网侧电流更加接近正弦波。3）尽量设法使整流装置运行在a比较小的状态下，可以减小谐波。4）利用多重化技术进行波形叠加，以消除某些低次谐波。5）利用有源滤波技术。六、分析题（一）单相半波可控整流电路带阻性负载，如晶闸管： 1）内部短路；2）内部断路，试分析晶闸管两端与负载电压波形。（1）晶闸管内部短路，u=0； u为正弦波u。T d 2（2）晶闸管内部断路，u为正弦波u； u=0。T 2 d在单相桥式全控整流电路中，如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路，该电路的工作情 况将会如何？请画出此时输出电压的波形。解：如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路，则该单相桥式全控整流电路将作为单相半波可控整流电路工作。（二）在单相桥式全控整流电路中，如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路，该电路的工作情况将会如何？请画出此时输出电压的波形。答：如果有一只晶闸管因为过流而烧成断路，则该单相桥式全控整流电路将作为单相半波可控整流电路工作。（三）有一降压型斩波电路，输入电压为27X（1 土10%） V,给蓄电池充电，蓄电池电压范围为15X（1 土20%） V，求该电路占空比变化范围。七、计算题（一）单相桥式全控整流电路，U=100V，负载中R=2Q，L值极大，反电势E=60V，当a2=30 时，要求：（1）作出 u 、i 和 i 的波形；d d 2（2）求整流输出平均电压U、电流I,变压器二次侧电流有效值I；考虑2倍安全裕量，d d 2确定晶闸管的额定电压和额定电流。 解：u、i和i的波形如下图：d2/ 、cos a=0.9X 100Xcos30=77.97(A)整流输出平均电压u、dU=0.9 Ud2I =dd d2(U E)/R= (77.9760)/2 = 9(A) d1 = 1 =9(A)晶闸管承受的最大反向电压为：近U=100j2 =141.4 (V) 流过每个晶闸管的电流的有效值为：I =1 / J2 =6.36 (A) VT d故晶闸管的额定电压为：U =2X141.4 = 282.8 (V)晶闸管的额定电流为：I =2X6.36/ 1.57= 8.1 (A)N晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。N计算题(二)1. 三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，R=1Q, L=g, U=220V, L=1mH，当E = 400V,2BM=60。时求U、I与的值，此时送回电网的有功功率是多少？d d2. 三相半波可控整流电路，U=100V，带电阻电感负载，R=5Q，L值极大，当a=60o时,2要求： 画出u、i和i的波形；d dVT1 计算U、I、I和I ；d d dTVT 考虑两倍裕量，计算晶闸管额定电压和额定电流。1.解：由题意可列出如下3个等式：U =2.34Ucos(n B) AUd2dAU=3XI /ndB dI =(UE)/Rdd M三式联立求解，得U = 2.34nUR cos(nB)+3X E /(n R+3X ) =290.3 (V)d2B MBI =109.7 (A)d由下式可计算换流重迭角：cos a cosQ+丫) =2XBIdU2 = 0.1279cos(120 + y ) 0.6279Y= 128.90。一120。= 8.90。送回电网的有功功率为P=Ie I l-12R =400X109.7T09.72Xl=31.85(kW)M dd2. 解：u、i和i的波形如下图：d dVT1U、I、I和I分别如下d d dTVTU=1.17Ucosa =1.17X100Xcos60=58.5 (V)d2I =U /r=58.5/5 = 11.7 (A)d dI =I /3 = 11.7/3 = 3.9 (A)dVT dI =I /、：3 =6.755 (A)VT d(3) 晶闸管的额定电压(考虑2倍裕量)线电压峰值2X J3X迈X100二490V额定电流 2x6.755/1.57 = 8.6A计算题(三)某单相桥式全控整流电路对阻感负载供电，电源电压U = 220V, R二30，电感值极大，a =602时：(1) 不计漏感，求U和I ；求变压器二次电流有效值I2；dd2(2) 考虑2倍裕量，求晶闸管的额定电流和额定电压；(3) 求电路功率因数； 考虑漏感，当L = ImH时，计算整流输出平均电压U；电流I ；换相重叠角丫。Bdd1解：(1)整流输出电压平均值：U = 0.9U cosa = 0.9 X 220 x cos60 = 99V d2输出电流平均值：I = U /R = 99/3 = 33A d d变压器二次电流有效值：2)晶闸管承受的最大反向电压：= I =33A2d迈U = 2202 = 311.13V24)功率因素：P U IPF = d d = 0.9cos a= 0.9 x cos60 = 0.45S UI22U，=0.9U cosa皿 99 -d22xlOExlxl0-3 xi 99_0.21d流过每个晶闸管的电流有效值：I = I /迈=33M./2 = 23.33AVT d故：晶闸管的额定电压为：U = 2 X 311.13 = 622.26VN晶闸管的额定电流为： I =2X23.33/1.57 =29.72ANI , U ,/3ddI ，= 30.94 A dU , = 92.81Vdcosa - cos(a +y)2 X I= 0.0625cos60。一 cos(60+y ) 0.0625丫 4.0555。